一种阻燃防爆弹药箱的制作方法

本实用新型属于易燃易爆物包装技术领域，涉及弹药包装箱，具体涉及将阻燃抗烧蚀、隔热抗爆、抗冲减振技术融合的阻燃防爆弹药箱。

背景技术：

弹药是一种极度危险的军用物资，由于现代化战争的需要及战时弹药保障方式的复杂性，要满足战时安全贮、运、存的需要，弹药包装必须有足够强的抵御能力。目前，我军弹药防护以包装箱为主，包装材料大多采用木质、钢质，少量采用玻璃钢和塑料，内部采用支架和减振材料固定。这些包装箱对弹药的安全起到了一定的防护作用，但木质包装箱强度低、防护性能差，易受虫蛀、鼠咬，易燃、助燃。钢质包装箱强度高，但易锈蚀，碰撞易产生火花，导热速度快，储存、运输危险品存在安全隐患，且重量大、成本高。玻璃钢材质较脆、耐低温性能差、容易变形，使用寿命短，性价比较低。塑料包装箱大多采用塑料注塑而成，还有部分树脂制成的包装箱，因缺乏行之有效的保温、抗冲击措施，储运过程中的温度变化和撞击会影响弹药的理化性能，影响膛压及射击精度，极端情况下，还可能影响射击和运输安全。且大部分弹药包装功能单一，不能对弹药起到切实的保护作用。尤其是一些新型弹药和高精尖的导弹，如果贮、运不当，不但会造成功能失效，甚至存在安全隐患。另外，因包装方式千差万别，执行标准不统一，造成了装备机械化作业困难，集装化储、运不便，产生各种浪费。随着“能打仗、能打胜仗”的现代化战争的升级，各种新型弹药、高精尖导弹不断涌现，急需研制一种具有防爆、耐火、抗振动和冲击的弹药箱。

技术实现要素：

本实用新型为了增强弹药包装箱的抵御能力并减轻重量，设计了一种阻燃、防爆弹药箱，通过采用轻质抗冲击滚塑外壳、金属发泡防爆内壳及在内外壳之间加装隔热层的多层防护结构和多道吻合扣紧密封结构，形成阻燃、隔热、抗振动和冲击、防爆的多重防护弹药箱。

本实用新型的技术方案为：一种阻燃防爆弹药箱，包括箱体与扣合在箱体上的箱盖围成的密封腔，其特征在于：所述箱体和箱盖从外向内均包括滚塑外壳、隔热填充层、隔热毡或板层及金属发泡防爆内壳，箱体的金属发泡防爆内壳围成的容纳腔内设置有与弹药形状和规格匹配的减振模壳，箱体和箱盖上的滚塑外壳借助匹配设置的止口形成子母扣合的台阶式限位密封结构，隔热毡或板包围在金属发泡防爆内壳外部，且箱盖上的隔热毡或板矮于金属发泡防爆内壳、箱体上的隔热毡或板相应高于金属发泡防爆内壳、形成双层错位扣合密封结构，隔热填充层为填补在滚塑外壳与隔热毡或板层之间的间隙内的保温材料。

因单一的滚塑外壳刚性、防爆性不足，而单一的金属发泡防爆内壳密封隔热又难以保证，该防爆箱采用多层结构设计，滚塑外壳可阻燃、承压、抗冲击，隔热填充层和隔热毡或板层一方面增强隔热、阻燃效果，一方面将金属发泡防爆内壳与滚塑外壳隔离，金属发泡防爆内壳具有较高的刚性，可减振、防爆，减振模壳对弹药形成包围式减振防护。通过多层复合结构的综合作用提高弹药箱的隔热、防爆、防破片能力。结合防爆箱使用环境的特殊性，从结构上有效防止箱内外热传递，外壳密封与内壳密封隔离错位设计，外壳通过箱体和箱盖上的止口形成子母扣合的台阶式限位密封结构，箱体、箱盖上的隔热毡或板的扣合面与金属发泡防爆内壳的扣合面错位设计，从内向外形成3套密封结构设计，有效避免热传导直通内部。隔热毡或板，保证内、外壳之间断“热桥”隔离。并将金属发泡板用“五金角件”连接成相对独立的内层箱体，悬浮在滚塑外壳加隔热毡或板形成的天然减振架上，进一步增加防爆箱减振抗爆能力，使综合隔温性能好，安全有保证,隔热效果好。抵御至少20分钟以内650度的火灾的侵彻，保证弹药的贮存安全，并争取时间抢险，防止二次爆炸带来的灾害。

进一步的，所述箱体和箱盖的滚塑外壳均包括阻燃型交联聚乙烯抗冲击外层及发泡聚乙烯隔热内层，抗冲击外层和隔热内层采用二次投料工艺一体滚塑成型，且所述箱体和箱盖扣合面处的隔热内层向内回折，箱体的抗冲击外层包覆着其隔热内层向内回折成型出凸止口，箱盖的抗冲击外层包覆着其隔热内层向内回折成型出凹止口。阻燃型交联聚乙烯抗冲击外层较普通聚乙烯具有更高的耐压等级、更小的形变和更好的阻燃性，且滚塑加工后制品收缩率及变形小，可满足弹药包装箱的耐压要求。发泡聚乙烯形成的隔热内层作为包装箱的增强隔热层，该材料可有效提高包装箱的整体刚性，使包装箱具有“更轻、更刚、更强”的特点。聚乙烯发泡隔热内层具有低密度，高倍率，泡孔分布均匀，窄分布，高强度，同时具有优异的耐高温性能和低的导热系数。箱盖和箱体的滚塑外壳采用双层结构，并通过二次投料工艺一体成型，可以增强外壳的韧性、抗冲击性和阻燃隔热能力。箱体和箱盖回折成型扣合面的结构可以增强扣合面的强度，且弯曲结构避免直通式热传导，保证隔热效果最优，并有一定防水密封、固位功能。

进一步的，所述箱盖抗冲击外层上成型的凹止口包括环绕成型的拱形密封凹槽，箱体抗冲击外层上成型的凸止口上匹配成型有拱形密封凸台；密封凸台顶入密封凹槽内、并压在拱形密封凹槽底部设置的环形密封条上，且密封凹槽和密封凸台两侧的密封面匹配的高、低交错成型，形成三道扣合密封结构。这种密封结构，可以形成多面贴合的台阶式密封结构，密封效果好，可防潮、防水、防腐蚀和有效防止热传导至内部。

所述箱盖和箱体上的隔热毡或板粘贴在金属发泡防爆内壳外表面、并随金属发泡防爆内壳整体压装入滚塑外壳的内腔中；箱盖上的隔热毡或板顶面与其隔热内层贴合、四侧面与抗冲击外层的回折部内表面贴合，箱体上的隔热毡或板底面与其隔热内层贴合、四侧面与抗冲击外层的回折部内表面贴合。这种装配方法，简单、快捷，既能通过隔热毡或板包覆金属发泡防爆内壳，对包覆金属发泡防爆内壳形成隔热、阻燃防护，使内、外壳隔离，又能使金属发泡防爆内壳依托在滚塑外壳加隔热毡或板形成的天然减振架上，对金属发泡防爆内壳形成减振、抗冲击、阻燃、隔热防护。

进一步的，所述箱盖和箱体上的隔热填充层填充在隔热内层主体与其回折部之间和隔热内层与隔热毡或板之间，隔热填充层为松散状聚氨酯或酚醛树脂泡沫层或粘结在滚塑外壳上的混合有二氧化硅气凝胶粉的发泡聚乙烯粉层。保温材料可在隔热毡或板与金属发泡防爆内壳压入滚塑外壳内之前填充，也可在滚塑成型过程中粘结在隔热内层上。

进一步的，在滚塑外壳的隔热内层原料投入并熔融贴壁时投入混合有二氧化硅气凝胶粉的发泡聚乙烯粉，形成粘结在隔热内层上的隔热填充层。滚塑外壳与二氧化硅气凝胶发泡粉的复合依托于滚塑工艺，在外壳的滚塑过程中，当二次投入发泡聚乙烯发泡后，模具内原料仍处于熔融状态时，我们进行三次投料，投入发泡聚乙烯粉与二氧化硅气凝胶发泡粉的混合物，使其粘接在滚塑外壳内表面，形成隔热填充层填补滚塑外壳与隔热毡或板间的间隙，使箱体隔热性能更好。

进一步的，所述隔热毡或板层为二氧化硅气凝胶毡或板。二氧化硅气凝胶毡或板可以隔断内外壳之间的“热桥”传导。气凝胶为纳米结构多孔无机材料，具有低导热系数、低折射率、低弹性模量、低密度、低声阻抗、耐温高、阻燃、抗爆等优良性能。气凝胶纳米微孔隔热材料采用特殊的纳米级SiO2，SiO2气凝胶是目前隔热性能最好的固态材料。SiO2气凝胶的热导率由三部分组成：气态热导率，固态热导率，辐射热导率。空气分子的平均自由程均在70nm左右，而SiO2气凝胶中的孔道尺寸远远小于这一临界尺寸（气凝胶尺寸大约在20nm), 材料内部就消除了对流，气态热传导率就低，且较低的密度又限制了稀疏骨架中热的局部传播，使固态的热导率仅为无机玻璃态材料热导率的1/500左右，因此，SiO2气凝胶特殊的结构使其成为理想的超级隔热材料。防弹是二氧化硅气凝胶毡或板的第二个重要用途。通过美国宇航局对气凝胶建造的住所和军车进行测试情况来看，如果在金属片上加一层厚约6毫米的气凝胶，就算炸药直接炸中，对金属片也分毫无伤。如果采用二氧化硅气凝胶毡垫，可直接裁剪缝纫后用点刷胶方式粘贴到金属发泡防爆内壳外表面，然后再整体压入滚塑外壳内固定。采用二氧化硅气凝胶毡板可刷胶粘贴，也可以通过五金角件连接包覆在金属发泡防爆内壳外表面，然后再整体压入滚塑外壳内固定。

进一步的，所述金属发泡防爆内壳由发泡铝板材制成。

进一步的，所述金属发泡防爆内壳的内外表面刷涂有二氧化硅气凝胶涂料层。防爆层表面涂敷气凝胶隔热层双层增强。将气凝胶涂料刷到防爆气泡铝层表面烘干增加隔热防爆效果。

为了实现防冲击、防弹片冲击、防子弹射击、防殉爆功能，采用具有金属特性的轻质材料发泡铝，发泡铝强度高、耐高温、电磁隔阻效果好。发泡铝是一种在铝或铝合金基体中均匀分布大量连通或不连通孔洞的新型轻质多功能材料，它是金属铝骨架与气孔的复合材料，既具有金属的特性又有泡沫材料的特性，兼顾了功能材料与结构材料的特点。作为结构材料，它具有轻质与高比强度的特点；作为功能材料，它具有吸声、散热、隔音、阻燃、尼龙、减振、吸收冲击能、电磁屏蔽等多种物理性能。发泡铝具有极低的导热率，其导热率仅为纯铝的1/5～1/500，是一种优秀的隔热保温材料。发泡铝的吸能能力高，理想吸能效率一般达0.8以上，吸能能力可达490~3430kJ/m3。发泡铝的耐热性强，具有较高的耐热性，加热到1400℃也不熔解,而且在高温下不释放有害气体。发泡铝的隔声性能强，具有优良的吸声性能。发泡铝的比表面积大，利用金属发泡材料的大比表面积,可达到高的换热性。发泡铝的刚性强，弹性模量约为铝合金的1/50～1/100。发泡铝还具有气敏性、催化性、良好的保温性,同时还具有电磁屏蔽性能,对高频电磁波有良好的屏蔽作用,能够使电磁干扰降低80%以上。发泡铝的可加工性非常好，可切削加工、钻孔、弯曲、成形加工与胶粘，也可钎焊、压焊，加工精度高。本实用新型将发泡铝板材切割到合适尺寸，采用钻孔、螺丝固定方式制成包装箱防爆内壳，并在内外表面刷涂二氧化硅气凝胶涂料、烘干，增加其减振、防爆性能。

进一步的，所述箱体和箱盖滚塑外壳的底部和顶部分布有呈矩阵排列的、十字形或方形或圆形凸块筋格，且箱体或箱盖顶部筋格与上层箱体底部筋格互相插缝卡合、形成镶嵌拼装式防错位码放结构；箱盖滚塑外壳顶部成型有一体式把手，箱体和箱盖的滚塑外壳侧面成型有内凹筋槽，内凹筋槽内安装有滚塑一体成型的金属预埋嵌件。

各种规格弹药箱的筋格采用统一模数标准设计，箱体或箱盖顶部筋格与箱体底部筋格插缝排列，可以保证同规格及不同规格弹药箱码放时，上层箱体底部筋格与下层箱盖顶部筋格互相插缝卡合，如积木般拼插码放，对前、后、左、右均充分限位，进而防止相互错位，避免码放不稳、不易倒垛，具有通用性和互换性，为集装化储、运提供方便，施工效率高，造价低。箱体结构设计在保证密封的前提下尽量减少金属附件的使用，如防爆箱把手为滚塑一体成型，扣件数量较一般包装箱大幅减少，尽量减少金属件用量，减少热传导点，从而避免火灾时对包装箱的传导热损坏。通过将金属附件安装在内凹筋槽内来隐弊安装点，并进行表面钝化处理、涂覆耐热胶，以减少热聚集，尽量反射热辐射热量，最大程度保证防爆箱箱内外温差，提高安全性，火灾发生时方便操作挽救。

本实用新型的有益效果为：1、该弹药箱箱体和箱盖采用多层复合结构，复合壁厚为45-60mm，并在内部加装与弹药形状和规格匹配的防火、阻燃、减震发泡聚乙烯内饰，对弹药形成多重防护。阻燃耐烧蚀滚塑外壳采用阻燃复合型聚乙烯滚塑一体成型，表层致密阻燃高韧、里层发泡隔热减振，对箱体起到阻燃、抗冲击等防护作用。隔热层分为主隔热层和副隔热层，主隔热层采用二氧化硅气凝胶毡或板，与内壳紧密贴合；副隔热层有滚塑发泡层、二氧化硅气凝胶填充层、发泡铝防爆内壳表面的二氧化硅气凝胶涂料层，采用综合隔热措施，充分利用二氧化硅气凝胶制品（毡或板、粉料、涂料）的隔热、保温、阻燃的特性，多层防护阻隔外部热源进入箱体内部；内部防爆层采用强度、刚度优越的发泡铝材料，充分利用其金属特性和泡沫材料特性，采用螺纹连接固定制成独立的内箱体对箱体起到隔爆、承压、支撑、抗侵彻的作用，并辅以二氧化硅气凝胶隔热涂料增加综合防爆可靠性和安全性。2、滚塑外壳是外部侵彻防护，发泡铝为内部防爆防护，各层机构综合作用，一方面防止外部弹头钻入或穿透弹药箱引爆内部弹药，另一方面防止内部自爆时与外部弹药殉爆，实现了双向防护。

附图说明

图1是实施例中弹药箱的外部结构示意图；

图2是弹药箱箱体和箱盖的各层结构示意图：

图3是箱体和箱盖上配套止口的结构示意图；

附图中，1代表箱体，2代表箱盖，3代表滚塑外壳，31代表抗冲击外层，311代表拱形密封凸台，312拱形密封凹槽，313代表环形密封条，32代表隔热内层，4代表填充层，5代表隔热毡或板，6代表防爆内壳， 7代表减振模壳，8代表筋格，9代表内凹筋槽，10代表把手。

具体实施方式

一种阻燃防爆弹药箱，参见附图，箱盖2扣合在箱体1上，围成的密封腔内具有与箱盖2和箱体1内壁贴合的发泡聚乙烯减振模壳7，减振模壳7上具有与弹药形状和规格匹配的型腔，弹药放置在型腔内。箱体1和箱盖2从外向内均包括滚塑外壳3、二氧化硅气凝胶隔热填充层4、二氧化硅气凝胶隔热毡5及发泡铝防爆内壳6。

箱体1和箱盖2的滚塑外壳3均包括抗冲击外层31及发泡聚乙烯形成的隔热内层32。抗冲击外层的原料包括阻燃剂和可交联聚乙烯组合物。抗冲击外层31和隔热内层32采用二次投料工艺一体滚塑成型，且所述箱体1和箱盖2扣合面处的隔热内层32向内回折，箱盖2和箱体1的抗冲击外层31包覆着隔热内层32向内回折并成型出配套凹、凸止口。箱盖2抗冲击外层31上成型的凹止口包括环绕成型的拱形密封凹槽312，箱体1抗冲击外层31上成型的凸止口上匹配成型有拱形密封凸台311；密封凸台311顶入密封凹槽312内、并压在拱形密封凹槽底部设置的环形密封条313上，且密封凹槽312和密封凸台311两侧的密封面匹配的高、低交错成型，形成三道扣合密封结构。

滚塑外壳3的隔热内层32原料投入并熔融贴壁时投入混合有的二氧化硅气凝胶发泡聚乙烯粉，形成粘结在隔热内层上的隔热填充层。

箱盖2和箱体1上的隔热毡5采用二氧化硅气凝胶毡，通过点涂耐高温胶粘贴在发泡铝防爆内壳6外表面、并随发泡铝防爆内壳6整体压装入滚塑外壳3的内腔中；箱盖2上的隔热毡5顶面与其隔热内层32贴合、四侧面与抗冲击外层31的回折部内表面贴合，箱体上的隔热毡5底面与其隔热内层32贴合、四侧面与抗冲击外层31的回折部内表面贴合。箱盖2上的隔热毡5矮于发泡铝防爆内壳6、箱体1上的隔热毡5相应高于发泡铝防爆内壳6，隔热毡的扣合面与发泡铝防爆内壳的扣合面错位设计。

发泡铝防爆内壳6的内外表面刷涂有二氧化硅气凝胶涂料。

箱体1和箱盖2滚塑外壳3的底部和顶部分布有呈矩阵排列的、十字形或方形或圆形凸块筋格8，且箱体1或箱盖2顶部筋格8与上层箱体1底部筋格8互相插缝卡合、形成镶嵌拼装式防错位码放结构；箱盖2滚塑外壳顶部成型有一体式把手10，箱体1和箱盖2的滚塑外壳3侧面成型有内凹筋槽9，内凹筋槽9内安装有金属预埋件。

该弹药箱可以制成各种规格，常用的有枪弹、炮弹和导弹包装箱，枪弹包装箱外形尺寸为550×366×170mm，炮弹包装箱外形尺寸为711×388×240mm，中小型导弹箱外形尺寸为1770×470×260mm。对复合壁厚为45mm的炮弹包装箱进行性能测试，测试方法和结果如下。

承压性能：箱体持续加载5t重物24h，无明显变形；

抗冲击性能：经1kg·m/s低速冲击，箱内弹药或火工品不爆炸，可承受0.2MPa外部爆炸冲击波，经过GJB150.18-86冲击试验，箱体无明显塑性变形；

抗侵彻性能：可抵挡7.62mm子弹射击，能抵御10g、1000m/s破片打击，经55g、1400m/s破片侵彻时，内部弹药或火工品不发生爆炸；

防殉爆性能：正常状态下，箱内弹药爆炸时，相邻舱内弹药或火工品不发生爆炸；

隔热性能：遇火灾持续燃烧20min，箱内温度升高低于50℃。

自然环境适应性指标：

1）作业环境温度：-41℃～46℃；

2）储存极限温度：-55℃，70℃；

（3）相对湿度耐受能力：具备在相对湿度95%（40℃）条件下的持续工作能力；

（4）抗盐雾腐蚀能力：能抵抗海上、沿海地区或使用中的盐雾腐蚀环境条件的有害影响；

（5）太阳辐射耐受能力：收拢状态时在太阳辐射强度1120W/m2条件下，装备不发生变形以及发粘、龟裂、损坏等；

（6）抗淋雨能力：能耐受降雨强度6mm/min、持续时间1h的淋雨；

（7）防生物侵蚀能力：应能防止各类霉菌、真菌、白蚁和啮齿类动物的有害影响。

战场环境勤务适应性指标：

1）抗跌落性能：1.5m高自由落体不解体；

（2）抗振动性能：在振动频率为4Hz,加速度为1.0g的振动台上振动60min，具体按GJB2711-1996 方法9 进行试验，应符合要求；

（3）隐蔽与防侦视性：外部颜色涂层应符合GJB1379-1992《军用汽车的颜色与涂层》的要求，箱组外表面为亚光军车绿色，具备隐蔽与防侦视能力；

（4）展开地适应性：适用于内陆、高原、沿海等不同的地域范围，适应战时可能展开地域的地形条件；

（5）运输性：满足公路、铁路、水路、航空运输工具的限制要求；

（6）装卸搬运适应性：符合GJB1181-1991《军用装备包装、装卸、储存和运输通用大纲》的有关要求，包装件的外部尺寸、重量、重心等满足GJB2683《影响运输性、包装和装卸设备设计的产品特性》的要求，新型弹药储运防爆箱可以满足人力、机械和各种装卸搬运设备的运载需求。