一种轻质多孔密胺树脂类越界捕获材料及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及新型材料领域，具体地，涉及一种轻质多孔密胺树脂类越界捕获材料及其制备工艺。
【背景技术】
[0002]飞机在起飞和降落时，失速冲出跑道经常引发严重的航空事故。为了避免这种航空事故，主动式和被动式捕获方法可以有效的防止飞机冲出跑道安全区，减少事故发生。其中主动式捕获采取飞机减速伞和钩锁系统，这种方式适用于体积相对较小，起飞频次较多，速度较快的军用飞机。对于体量大的民用飞机，世界上目前常用的是在跑道末端安装特性材料拦阻系统(EMAS)。
[0003]特性材料拦阻系统的主要功能性单元是拦阻床。目前，构成拦阻床的单元材料为具有特定力学性能的水泥基发泡材料(泡沫混凝土)。当越界飞机通过引导区进入拦阻床时，机轮的碾压破碎泡沫混凝土，速度和动能不断降低，在保证飞机和机上人员安全的前提下，让飞机逐渐减速并最终停止在拦阻床内。
[0004]目前，EMAS已写入ICA0《国际民用航空公约》附件14《机场》第一卷《机场设计和运行》第3.5.5条，成为国际通行的等效安全措施。我国也要求在规模较小的民用机场和支线机场的跑道末端安全区外安装特性材料拦阻系统。
[0005]考虑到飞机拦阻是可能发生各式各样的意外，要求拦阻床的单元材料具有抗油、耐火、不燃性能，同时考虑到铺设以后的长时间暴露在室外，为了不降低其使用效果，对材料的抗冻性提出必须保证在15年的使用时间。普通的超轻泡沫混凝土材料很难满足抗冻性能要求，通常采取在表面喷涂具有隔水性能的有机材料。有机材料通常具有很好的抗冻能力，即使在冷冻脆化后，温度恢复以后能够回到原来的状态而保持力学性能不变，但是，常见的有机物。由于易燃的原因，很难满足EMAS材料的要求。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种抗冻性能好、不易燃的轻质多孔密胺树脂类越界捕获材料。
[0007]此外，本发明还提供一种轻质多孔密胺树脂类越界捕获材料的制备工艺。
[0008]本发明解决上述问题所采用的技术方案是:一种轻质多孔密胺树脂类越界捕获材料，由以下重量份的原料制成:结晶水矿物粉体300?700份，三聚氰胺甲醛树脂100份，表面活性剂15?27份，发泡剂60?90份，固化剂22?33份。
[0009]优选地，结晶水矿物粉体400?700份，三聚氰胺甲醛树脂100份，表面活性剂15?27份，发泡剂60?90份，固化剂22?33份。
[0010]更优选地，结晶水矿物粉体500?700份，三聚氰胺甲醛树脂100份，表面活性剂15?27份，发泡剂60?90份，固化剂22?33份。
[0011]现有的飞机越界捕获材料主要采用水泥基发泡材料(即泡沫混凝土)，泡沫混凝土存在生产过程周期长，易于塌陷，分层现象的问题，泡沫混凝土在使用强度逐渐减弱的趋势明显，导致泡沫混凝土在使用中后期的强度小，进而泡沫混凝土在使用过程的强度稳定性差，不抗冻，常规的用于解决水泥基发泡材料不抗冻的手段是在表面喷涂有机材料，有机材料通常具有很好的抗冻能力，即使在冷冻脆化后，温度恢复以后能够回到原来的状态而保持力学性能不变，但是，常见的有机物。由于易燃的原因，很难满足EMAS材料的要求，轻质多孔材料是在材料中通过一定的工艺均匀的引入适量的气泡，形成一种内部含有大量气孔的多孔材料，具有能量缓释、隔热、降噪等优良性能，可作为交通工具减震吸能材料和拦阻捕获材料，本发明所述轻质多孔密胺树脂类越界捕获材料由结晶水矿物粉体、三聚氰胺甲醛树脂、表面活性剂、发泡剂和固化剂按一定比例混合后聚合制成，将上述原料按照本发明所述的比例混合制备捕获材料的表观密度范围在80-200kg/m3，溃缩强度在0.25?
0.5Mpa，捕获材料的拦阻性能与其密度和强度有关，密度越低，强度越低，压溃阻力越小；密度越高，强度越高，压溃阻力越大，据现有制备的无塌陷、无分层材料的强度分析，现有的无塌陷、无分层材料的溃缩强度在0.20?0.35Mpa范围内，且本发明的捕获材料的表观密度高，因而本发明所述的捕获材料无塌陷、无分层的问题，且本发明制备的捕获材料的气孔完整性好，有利于提尚捕获材料的强度稳定性，进而本发明所述捕获材料的强度尚，结晶水矿物粉体、三聚氰胺甲醛树脂、表面活性剂、发泡剂和固化剂均为现有物质，其中结晶水矿物粉体具体是指带有结晶水的矿物粉体，所述，结晶水矿物粉体能够有效的提高基体的固相组织和稠度，在轻量化过程中保持气孔完整性的同时，提高材料的脆性，所述轻量化过程具体是指原料在聚合过程中由于发泡剂的作用产生大量的气泡最终制成的捕获材料为轻质的多孔材料，所述三聚氰胺甲醛树脂具有很好的抗冻性能，但是其具有柔性的缺陷，通过在原料中加入结晶水矿物粉体克服蜜胺树脂的柔性，制备一种脆性易粉碎的具有自熄功能(本发明制备的捕获材料具有很好的阻燃性能，只有在与明火接触情况下表面才开始浅层燃烧，燃烧后释放出的氮气和水汽隔绝了氧气，降低火焰扩散速度和侵蚀深度，同时在烧体的表面迅速形成致密的焦碳层而有效地阻滞燃烧向纵深发展，明火离开后自动熄灭)的蜜胺树脂多孔材料，并将其用作为飞机越界捕获材料；所述表面活性剂的主要作用是使结晶水矿物粉体、三聚氰胺甲醛树脂、发泡剂和固化剂和混合液发生乳化；所述发泡剂的主要作用是产生泡沫使得最终制成的捕获材料为多孔结构；所述固化剂的主要作用是加快晶水矿物粉体、三聚氰胺甲醛树脂、表面活性剂、发泡剂均匀混合浆料的固化过程，因而通过本发明所制备的轻质多孔密胺树脂类越界捕获材料具有抗冻、不易燃的优点，能够用于取代现有的EMAS系统的主体材料(多泡水泥基材料)成为飞机越界捕获材料。
[0012]—种轻质多孔密胺树脂类越界捕获材料的制备工艺，包括以下步骤:
1)、制备悬浮液:将结晶水矿物粉体、三聚氰胺甲醛树脂、表面活性剂、发泡剂和固化剂均匀混合后形成稳定的浆料，所述发泡剂采用一种不与料浆反应或在温度达到发泡温度前不发泡的发泡剂；
2)、将通过步骤1)制备的浆料加热至温度高于发泡剂沸点，浆料进行固化反应形成轻质多孔材料；
3)、干燥步骤2)中得到的轻质多孔材料；
4)、按照尺寸要求热切割由步骤3)所得轻质材料制得成品。
[0013]优选地，步骤2)中浆料加热要采取外部供能的方式进行加热，所述外部供能具体是指采用外部加热方式对浆料进行加热。
[0014]优选微波加热，更优选隧道式微波加热，甚至更优选频率在2450MHz至915MHz的隧道式微波加热。
[0015]—种轻质多孔密胺树脂类越界捕获材料的制备工艺，包括以下步骤:
1)、制备悬浮液:将结晶水矿物粉体、三聚氰胺甲醛树脂、表面活性剂和固化剂均匀混合后形成稳定的楽料；
2)、将通过步骤1)制备的浆料加热至70°C?85°C时迅速加入发泡剂，浆料进行固化反应形成轻质多孔材料，所述发泡剂采用一种受温度和基体材料的影响，一旦受热或者遇到料浆材料即发泡的发泡剂；
3)、干燥步骤2)中得到的轻质多孔材料；
4)、按照尺寸要求热切割由步骤3)所得轻质材料制得成品。
[0016]优选地，步骤2)中浆料加热要采取外部供能的方式进行加热，所述外部供能具体是指采用外部加热方式对浆料进行加热。
[0017]优选微波加热，更优选隧道式微波加热，甚至更优选频率在2450MHz至915MHz的隧道式微波加热。
[0018]所述结晶水矿物粉体可以经表面改性