本发明属于复合材料设计
技术领域：
，特别涉及一种大负压聚氨酯前端易碎式保护盖及其成型方法。
背景技术：
：易碎式保护盖是导弹贮存和发射系统中的重要组成部分，运输和贮存时起密封和保护作用，发射时则需迅速打开，不能影响导弹姿态。易碎式保护盖没有规定的形状，并要求易碎盖具有结构简单、质量轻、强度高、可设计性强和抗腐蚀性高等特点。在飞行器发射时，前端易碎式保护盖本体在燃气流冲击波的作用下破碎，本体碎片将前端易碎式保护盖打开后向前运动，打开后的前端易碎式保护盖不会干涉飞行器的发射轨迹，考虑邻近的飞行器发射时的燃气流冲击，前端易碎式保护盖负压要求大于600kpa，但要求设计满足大负压应用特性的易碎式保护盖，是目前的设计难题。专利cn104913692a和cn105017757a公开了以硬质聚氨酯泡沫塑料为本体材料的易碎盖，以化学发泡法成型，具有操作简单、成型周期短和成本低等优点，但聚氨酯泡沫塑料耐高低温、耐候和耐老化性能较差，影响了易碎盖的使用寿命和维护性能，据了解，大多数技术所研究出来的硬质聚氨酯泡沫材料，其只能在100℃下使用，导致其使用范围受到局限性。技术实现要素：本发明的目的在于设计一种大正负聚氨酯前端易碎式保护盖，满足负压要求大于600kpa的应用性能要求。为达到上述目的，本发明通过在聚氨酯前端易碎式保护盖的配方中增加羟基含量较高且为线性结构的芳香族聚酯多元醇，改进聚氨酯材料的分子结构，增强其韧性；再对其催化剂组合进行优化，泡沫交联，给以其良好的机械性能，本发明解决了负压要求大于600kpa的聚氨酯前端易碎式保护盖配方设计难题。具体按照以下技术方案实现：一种大负压聚氨酯前端易碎式保护盖，该保护盖是由聚氨酯泡沫材料制成，所述聚氨酯泡沫材料由a、b组分按照质量比为100：130～145组成；a组分由如下重量份的原料组成：聚醚多元醇90～115份、聚酯多元醇12～20份、硅油1～6份、胺类催化剂0.1～1.6份、有机锡催化剂0.1～0.3份、老化剂0.1～0.6份、抗水解剂1.2～1.7份、阻燃剂6～13份、发泡剂2～20份；b组分为异氰酸酯。进一步的，所述聚氨酯泡沫材料由a、b组分按照质量比为100：138组成；所述a组分由如下重量份的原料组成：聚醚多元醇100份、聚酯多元醇15份、硅油3份、胺类催化剂0.9份、有机锡催化剂0.3份、老化剂0.3份、抗水解剂1.5份，阻燃剂7～12份，发泡剂2～20份。进一步的，所述的聚酯多元醇为芳香族聚酯多元醇。进一步的，所述的胺类催化剂优选三乙醇胺。进一步的，所述老化剂为抗紫外线吸收剂或抗氧化剂中任一种。进一步的，所述抗水解剂优选聚碳化二亚胺。进一步的，所述阻燃剂优选有机磷阻燃剂。进一步的，所述发泡剂优选hcfc。本发明还提供了一种大负压聚氨酯前端易碎式保护盖的成型方法，包括以下步骤：1)称取a组分充分搅拌，再称取b组分置于另一容器中，再将两容器放入恒温恒湿箱中进行保温0.8～1.1h；2)保温后将a、b两组取出，充分搅拌a组分后，将b组分倒入a组分中搅拌均匀；3)采用红外测温仪测试料温，当料温为35～41℃时将料倒入模具中，盖好上模并锁紧，模具经静置后，置于烘箱中固化1.8～2h，待温度冷却至33～37℃脱模。进一步的，步骤(1)中所述恒温恒湿箱的温度控制在20～25℃，空气相对湿度控制在20～35％。进一步的，步骤(3)中所述固化的温度为98～102℃。本发明的有益效果在于：本发明的前端易碎式保护盖满足了负压大于600kpa条件下的应用性能要求。在前端易碎式保护盖的制作材料中含有聚醚多元醇，具体是利用芳香族聚酯多元醇具有羟基含量较高且为线性结构的特点，改进聚氨酯材料的分子结构，增强其韧性。同时，优化催化剂成分，改善泡沫交联效果，提高了聚氨酯材料的机械性能，比如，将盖子凸面朝向试验工装压力容腔内，凹面朝外进行装配，向容腔内充入干燥气体，直至保护盖破碎，读取压力数据，进行耐负压性能试验结果显示负压耐压值明显增大。本发明利用有机锡类催化剂该，促进了异氰酸酯与多元醇反应，使泡沫交联，并给予聚氨酯泡沫塑料良好的机械性能，再结合胺类催化剂，有效清除游离的异氰酸根-nco，使材料性能稳定，同时增加材料的骨架结构，进而增加强度。将实施例1的保护盖应用于某系统作聚氨酯前端易碎式保护盖，该保护盖在负压600kpa时完好无损；采用本发明成型配方设计方法，配方优化的结果为：成型配方中增加羟基含量较高且为线性结构的芳香族聚酯多元醇，改进聚氨酯材料的分子结构，增强其韧性；再对其催化剂组合进行优化，泡沫交联，给以其良好的机械性能；使其在负压大600kpa情况下前盖不会破坏，突破了传统配方设计方法不能满足负压大于600kpa的难题。具体实施方式以下通过实施例形式，对本发明的内容作进一步详细说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。实施例1一种大负压聚氨酯前端易碎式保护盖，用于大负压聚氨酯前端易碎式保护盖的制备材料由a、b组分按照质量比为100：138组成，a组分由如下重量份物质组成：聚氧化丙烯二醇100份、芳香族聚酯多元醇15份、硅油3份、有机锡催化剂0.3份、三乙醇胺0.9份、亚磷酸酯类抗氧化剂0.3份、聚碳化二亚胺1.5份，有机磷阻燃剂9份，hcfc10份；b组分为异氰酸酯；本实施例还提供了前端易碎式保护盖的成型方法，包括以下步骤：1)称取a组分充分搅拌，再称取b组分置于另一容器中，再将两容器放入恒温恒湿箱中进行保温1h；2)保温后将a、b两组取出，充分搅拌a组分后，将b组分倒入a组分中搅拌均匀；3)采用红外测温仪测试料温，当料温为40℃时将料倒入模具中，盖好上模并锁紧，模具经静置后，置于烘箱中固化2h，待温度冷却至35℃脱模；进一步的，步骤(1)中所述恒温恒湿箱的温度控制在22℃，空气相对湿度控制在28％；进一步的，步骤(3)中所述固化的温度为100℃。实施例2一种大负压聚氨酯前端易碎式保护盖，该保护盖是由聚氨酯泡沫材料制成，所述聚氨酯泡沫材料由a、b组分按照质量比为100：145组成；a组分由如下重量份的原料组成：聚四氢呋喃二醇115份、芳香族聚酯多元醇20份、硅油6份、高活性叔胺催化剂1.6份、有机锡催化剂0.3份、抗紫外吸收剂0.6份、聚碳化二亚胺1.7份、有机磷阻燃剂13份、hcfc20份；b组分为异氰酸酯；本实施例还提供了一种大负压聚氨酯前端易碎式保护盖的成型方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：1)称取a组分充分搅拌，再称取b组分置于另一容器中，再将两容器放入恒温恒湿箱中进行保温1.1h；2)保温后将a、b两组取出，充分搅拌a组分后，将b组分倒入a组分中搅拌均匀；3)采用红外测温仪测试料温，当料温为41℃时将料倒入模具中，盖好上模并锁紧，模具经静置后，置于烘箱中固化2h，待温度冷却至33～37℃脱模。进一步的，步骤(1)中所述恒温恒湿箱的温度控制在25℃，空气相对湿度控制在20％。1)进一步的，步骤(3)中所述固化的温度为102℃。实施例3一种大负压聚氨酯前端易碎式保护盖，该保护盖是由聚氨酯泡沫材料制成，所述聚氨酯泡沫材料由a、b组分按照质量比为100：130组成；a组分由如下重量份的原料组成：聚醚多元醇90份、芳香族聚酯多元醇12份、硅油1份、胺类催化剂0.1份、有机锡催化剂0.1份、亚磷酸酯类抗氧化剂0.1份、抗水解剂1.2份、阻燃剂6份、发泡剂2份；b组分为异氰酸酯；本实施例还提供了一种大负压聚氨酯前端易碎式保护盖的成型方法，包括以下步骤：1)称取a组分充分搅拌，再称取b组分置于另一容器中，再将两容器放入恒温恒湿箱中进行保温0.8h；2)保温后将a、b两组取出，充分搅拌a组分后，将b组分倒入a组分中搅拌均匀；3)采用红外测温仪测试料温，当料温为35℃时将料倒入模具中，盖好上模并锁紧，模具经静置后，置于烘箱中固化1.8h，待温度冷却至33℃脱模；进一步的，步骤(1)中所述恒温恒湿箱的温度控制在20℃，空气相对湿度控制在20～35％；进一步的，步骤(3)中所述固化的温度为98℃。实施例4一种大负压聚氨酯前端易碎式保护盖，用于大负压聚氨酯前端易碎式保护盖的制备材料由a、b组分按照质量比为100：140组成，a组分由如下重量份物质组成：四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇100份、芳香族聚酯多元醇15份、硅油3份、三乙醇胺0.3份、的有机锡催化剂0.1份、抗紫外线吸收剂0.3份、聚碳化二亚胺1.5份、有机磷阻燃剂9份、hcfc10份；b组分为异氰酸酯；本实施例还提供了前端易碎式保护盖的成型方法，包括以下步骤：1)称取a组分充分搅拌，再称取b组分置于另一容器中，再将两容器放入恒温恒湿箱中进行保温1h；2)保温后将a、b两组取出，充分搅拌a组分后，将b组分倒入a组分中搅拌均匀；3)采用红外测温仪测试料温，当料温为35℃时将料倒入模具中，盖好上模并锁紧，模具经静置后，置于烘箱中固化2h，待温度冷却至35℃脱模；进一步的，步骤(1)中所述恒温恒湿箱的温度控制在25℃，空气相对湿度控制在30％；进一步的，步骤(3)中所述固化的温度为100℃。实施例5一种大负压聚氨酯前端易碎式保护盖，用于大负压聚氨酯前端易碎式保护盖的制备材料由a、b组分按照质量比为100：138组成，a组分由如下重量份物质组成：聚四氢呋喃多元醇100份、芳香族聚酯多元醇15份、硅油3份、高活性叔胺催化剂0.9份、有机锡催化剂0.2份、亚磷酸酯类抗氧化剂0.3份、聚碳化二亚胺1.5份、有机磷阻燃剂9份、hcfc10份；b组分为异氰酸酯；本实施例还提供了前端易碎式保护盖的成型方法，包括以下步骤：1)称取a组分充分搅拌，再称取b组分置于另一容器中，再将两容器放入恒温恒湿箱中进行保温0.8h；2)保温后将a、b两组取出，充分搅拌a组分后，将b组分倒入a组分中搅拌均匀；3)采用红外测温仪测试料温，当料温为35～41℃时将料倒入模具中，盖好上模并锁紧，模具经静置后，置于烘箱中固化1.8h，待温度冷却至33～37℃脱模；进一步的，步骤(1)中所述恒温恒湿箱的温度控制在20℃，空气相对湿度控制在35％；进一步的，步骤(3)中所述固化的温度为98℃。对比例1一种大负压聚氨酯前端易碎式保护盖，用于大负压聚氨酯前端易碎式保护盖的制备材料由a、b组分按照质量比为100：138组成，a组分由如下重量份物质组成：聚氧化丙烯二醇100份、脂肪族聚酯多元醇15份、硅油3份、有机锡催化剂0.3份、三乙醇胺0.9份、亚磷酸酯类抗氧化剂0.3份、聚碳化二亚胺1.5份，有机磷阻燃剂9份，hcfc10份；b组分为异氰酸酯；本实施例还提供了前端易碎式保护盖的成型方法，包括以下步骤：1)称取a组分充分搅拌，再称取b组分置于另一容器中，再将两容器放入恒温恒湿箱中进行保温1h；2)保温后将a、b两组取出，充分搅拌a组分后，将b组分倒入a组分中搅拌均匀；3)采用红外测温仪测试料温，当料温为40℃时将料倒入模具中，盖好上模并锁紧，模具经静置后，置于烘箱中固化2h，待温度冷却至35℃脱模；进一步的，步骤(1)中所述恒温恒湿箱的温度控制在22℃，空气相对湿度控制在28％；进一步的，步骤(3)中所述固化的温度为100℃。对比例2一种大负压聚氨酯前端易碎式保护盖，用于大负压聚氨酯前端易碎式保护盖的制备材料由a、b组分按照质量比为100：138组成，a组分由如下重量份物质组成：聚氧化丙烯二醇100份、芳香族聚酯多元醇25份、硅油3份、有机锡催化剂0.2份、三乙醇胺0.9份、亚磷酸酯类抗氧化剂0.3份、聚碳化二亚胺1.5份，有机磷阻燃剂9份，hcfc10份；b组分为异氰酸酯；本实施例还提供了前端易碎式保护盖的成型方法，包括以下步骤：1)称取a组分充分搅拌，再称取b组分置于另一容器中，再将两容器放入恒温恒湿箱中进行保温1h；2)保温后将a、b两组取出，充分搅拌a组分后，将b组分倒入a组分中搅拌均匀；3)采用红外测温仪测试料温，当料温为40℃时将料倒入模具中，盖好上模并锁紧，模具经静置后，置于烘箱中固化2h，待温度冷却至35℃脱模；进一步的，步骤(1)中所述恒温恒湿箱的温度控制在22℃，空气相对湿度控制在20～35％；进一步的，步骤(3)中所述固化的温度为100℃。对比例3一种大负压聚氨酯前端易碎式保护盖，用于大负压聚氨酯前端易碎式保护盖的制备材料由a、b组分按照质量比为100：138组成，a组分由如下重量份物质组成：聚氧化丙烯二醇100份、芳香族聚酯多元醇15份、硅油3份、三乙醇胺0.9份、亚磷酸酯类抗氧化剂0.3份、聚碳化二亚胺1.5份，有机磷阻燃剂9份，hcfc10份；b组分为异氰酸酯；本实施例还提供了前端易碎式保护盖的成型方法，包括以下步骤：1)称取a组分充分搅拌，再称取b组分置于另一容器中，再将两容器放入恒温恒湿箱中进行保温1h；2)保温后将a、b两组取出，充分搅拌a组分后，将b组分倒入a组分中搅拌均匀；3)采用红外测温仪测试料温，当料温为40℃时将料倒入模具中，盖好上模并锁紧，模具经静置后，置于烘箱中固化2h，待温度冷却至35℃脱模；进一步的，步骤(1)中所述恒温恒湿箱的温度控制在22℃，空气相对湿度控制在20～35％；进一步的，步骤(3)中所述固化的温度为100℃。将本申请实施例1～5和对比例1～3制得的保护盖进行耐负压性能测试，实验结果如下表1所示。表1保护盖耐负压性能测试结果组别保护盖破碎时压力实施例1762kpa实施例2706kpa实施例3718kpa实施例4667kpa实施例5725kpa对比例1535kpa对比例2588kpa对比例3571kpa由表1实验数据可知，实施例1～5和对比例1～3制得的保护盖相比，实施例1～5制得的保护盖耐负压性能较好，能够满足负压要求大于600kpa条件下的应用性能要求。当前第1页12