绝热器件的制备方法以及绝热器件与流程

本发明涉及低温绝热领域，尤其是涉及一种绝热器件的制备方法以及绝热器件。

背景技术：

1、运载火箭、飞船、卫星等航天飞行器发射，需要使用液氢、液氧、液体甲烷等高能低温推进剂，液氢沸点-253℃，液氧沸点-183℃，液体甲烷沸点-162℃，外界温度为室温，推进剂与外界温差大，推进剂会大量挥发，为了减少推进剂的蒸发损失，管道外需要设置低温绝热结构，形成绝热器件。

2、对于在推进剂管道外设置低温绝热结构形成绝热器件，一般采用以下2种方法，真空夹层绝热法和模具浇注法。

3、1、真空夹层绝热法

4、管道使用真空夹层绝热，先要金属管道外面制备金属夹层管，再抽走夹层管中的空气，然后密封。抽走夹层管中的气体，低真空度时气体导热系数低，真空度越低绝热效果好；真空夹层绝热管道制造工艺较为复杂，夹层内外管都为金属，有夹层管制备、抽真空、加支撑、密封等工序。真空夹层绝热管道绝热效果非常好，但相对于泡沫低温绝热管道来说，金属外管使得真空夹层绝热管道重量大大增加。运载火箭，尤其是上面级，每增重1kg增加发射成本5-7万元，所以对于上天的卫星、飞船、空间站、空间探测器等航天产品，减重是非常重要的，低温绝热管道只能使用泡沫绝热。低温绝热泡沫要求密度低，导热系数小，有足够的强度，有良好的工艺性能。

5、2、模具浇注法

6、低温绝热管道制备的另一种方法，是把要绝热的管道放在模具中，再在模具中浇注泡沫。这种方法首先要制备模具，模具内表面事先要涂脱模剂，模具为2半可开合结构；然后把绝热管道固定在模具中，使模具和管道的轴线重合，再配制泡沫，搅拌均匀，立即倒入模具中，合模，卡扣模具。泡沫混合后固化速度不能太快，不然没有操作期，固化速度也不能太慢，否则固化过程中由于温度、密封等原因，泡沫密度、质量很容易波动。泡沫浇注完成后，要固化、脱模、修型。对于规整的直圆低温绝热管道生产，做几套模具就可以了。但是对于形状复杂、各种各样、数量少的航天飞行器用低温绝热管道，如果每件都做模具生产，模具制备时间长，费力、费钱。

7、也就说，传统的绝热器件的制备方法，要么工艺复杂，要么需要制作模具，不仅费时费力且成本较高。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种可以解决上述问题的绝热器件的制备方法。

2、此外，还有必要提供一种绝热性能较好的绝热器件。

3、一种绝热器件的制备方法，包括如下步骤：

4、提供喷涂设备、双组份泡沫原料和待处理的器件，其中，所述双组份泡沫原料包括a组分和b组分；

5、将所述a组分和所述b组分分别预热、加压后，在所述喷涂设备的混合室混合均匀后喷涂在所述器件表面，固化后形成包覆在所述器件外的泡沫保温层。

6、在一个实施例中，在将所述a组分和所述b组分分别预热、加压的操作中，加热温度为30℃～60℃。

7、在一个实施例中，所述喷涂设备为气动驱动增压的气动高压无气喷涂设备；

8、所述气动高压无气喷涂设备的增压泵压力为5mpa～10mpa，所述气动高压无气喷涂设备的气源压力为0.1mpa～0.6mpa，所述气动高压无气喷涂设备的喷枪为ap枪，所述气动高压无气喷涂设备的混合室为000#混合室或00#混合室，所述气动高压无气喷涂设备的喷嘴为0.61mm宽度的扇形喷嘴。

9、在一个实施例中，所述双组份泡沫原料用于制备聚氨酯泡沫，所述a组分和所述b组分的体积比为1：1；

10、所述a组分包括阻燃聚醚、乙二胺为起始剂的聚醚多元醇、阻燃剂、发泡剂、催化剂和泡沫稳定剂，所述阻燃聚醚、所述乙二胺为起始剂的聚醚多元醇、所述阻燃剂、所述发泡剂、所述催化剂和所述泡沫稳定剂的质量比为90～110：25～140：25～60：40～75：0.4～4.5：2～11；

11、所述b组分为多亚甲基多苯基异氰酸酯。

12、在一个实施例中，所述阻燃聚醚选自含磷聚醚多醇和含卤素聚醚多醇中的至少一种；

13、所述阻燃剂为三氯乙基磷酸酯；

14、所述发泡剂为1,1-二氯-1-氟乙烷；

15、所述催化剂为三乙烯二胺或二月桂酸二丁基锡；

16、所述泡沫稳定剂为聚硅氧烷环氧乙烷和环氧丙烷的共聚醚。

17、在一个实施例中，将所述a组分和所述b组分分别预热、加压后，在所述喷涂设备的混合室混合均匀后喷涂在所述器件表面，固化后形成包覆在所述器件外的泡沫保温层的操作为：

18、将所述a组分和所述b组分分别预热、加压后，在所述喷涂设备的混合室混合均匀后喷涂在所述器件上，固化后形成包覆在所述器件外、厚度为0.2cm～3cm的第一泡沫保温层，待所述第一泡沫保温层的温度降低至40℃～50℃，再次喷涂在所述第一泡沫保温层上，固化后形成第二泡沫保温层，重复上述操作，直至固化后形成的所有泡沫保温层的总厚度达到预设厚度。

19、在一个实施例中，还包括在所述提供喷涂设备、双组份泡沫原料和待处理的器件的操作之后，在所述将所述a组分和所述b组分分别预热、加压后的操作之前，进行如下操作：

20、在所述器件表面刷涂或喷涂一层环氧树脂胶粘剂，固化后形成厚度为0.05mm～0.45mm的缓冲层。

21、在一个实施例中，还包括在所述固化后形成包覆在所述器件外的泡沫保温层的操作之后，进行如下操作：

22、将浸渍了所述环氧树脂胶粘剂的防护膜包裹或缠绕在所述泡沫保温层外，固化后形成保护层，其中，所述防护膜为玻璃布或镀铝膜。

23、一种绝热器件，包括器件、设置在所述器件表面的厚度为0.05mm～0.45mm的缓冲层以及设置在所述缓冲层的表面的泡沫保温层，所述缓冲层的材料为固化后的环氧树脂胶粘剂。

24、在一个实施例中，还包括设置在所述泡沫保温层外的防护层，所述防护层为浸渍了所述环氧树脂胶粘剂的防护膜固化后得到，所述防护膜为玻璃布或镀铝膜。

25、本发明的绝热器件的制备方法通过直接在器件表面喷涂双组份泡沫原料，固化后形成泡沫保温层。与传统的绝热器件的制备方法相比，本发明的绝热器件的制备方法工艺简单且不需要制作模具，节省了时间、人力和经济成本。

26、结合具体实施例，本发明的绝热器件的制备方法制备的绝热器件可以用于液氢、液氧、液体甲烷输送，绝热效果优良，管道外部仅轻微结霜，手持式温度计测量为0～10℃。

27、本发明的绝热器件的制备方法特别适用于形状复杂、各种各样、数量少、各种航天飞行器用低温泡沫绝热管道制备，省去了做模具工序，大大节省了时间，省力、省费用。

28、本发明的绝热器件的制备方法制备得到的低温绝热管道已在运载火箭多个型号获得应用，用于液氢、液氧、液体甲烷输送，绝热效果优良，管道外部仅轻微结霜，手持式温度计测量为0～10℃。

29、本发明的绝热器件的制备方法可以采用国产气动高压无气喷涂设备，专用的喷枪、混合室和喷嘴，搭配合适的喷涂工艺，使用耐低温聚氨酯泡沫体系，不使用模具、在管道上直接喷涂制备低温绝热层，从而制备了适合于液氢、液氧、液体甲烷低温环境使用的聚氨酯泡沫体系。

30、本发明具体优点如下：(1)利用新技术、新设备，不用模具，在管道上直接制备低温绝热泡沫，节省大量模具费用，大大缩短工期；(2)不管管道件数多少、管径大小都可以生产，适用于各种复杂形状低温绝热管道制备。(3)既可以制备低密度泡沫低温绝热层，也可以制备高密度泡沫低温绝热层，尤其是高密度泡沫低温绝热层。(4)喷涂泡沫密度非常均匀。(5)有完整、系统的聚氨酯泡沫配方体系，设备体系，工艺方法。(6)使用国产气动高压气动无气喷涂设备、耐低温的聚氨酯泡沫材料体系，选择专门的喷枪、混合室和喷嘴、合理的喷涂工艺，生产的低温绝热管道，产品已在运载火箭多个型号获得应用，用于液氢、液氧、液体甲烷输送，绝热效果优良，手持温度计测量低温绝热管道外面温度0～10℃。