航空货运集装箱制造技术

用于航空货运集装箱的复合面板，它包括耐火的闭孔泡沫芯，在基体树脂内通过耐火纤维形成的附着在芯的每一表面上的表层，其中该面板将容纳温度最高1500°F的内部火焰达至少4小时的时间段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】航空货运集装箱
本申请涉及用于航空货运集装箱，和更特别地涉及将阻燃和将会有（contain)火 焰（fires)的航空货运集装箱，所述火焰在集装箱内发出（emanate),直到飞机可以登陆。
技术介绍
货物典型地在集装箱（〃单位载荷装置（Unit Load Devices))内运输，所述集 装箱装载在或者客机的甲板（deck)下方或者在运输机的甲板下方和上方的货物保存处 (holds)内。单位载荷装置的尺寸与形状随在使用中的飞机类型而变化。例如，一些常见类 型的航空集装箱是LD3Unit Load Device，它具有在一端的附加腔室，以贴合或者波音747 飞机，McDonnell Douglas DC 10飞机或类似飞机的货物保存隔室的弯曲侧壁。在这些飞机 每一种中，机身的截面是圆形或者椭圆形的。在所有飞机中，由于燃料成本，飞机的毛重是 重要的因素。甚至重量轻微下降，也是显著的。结果，许多飞机使用纤维增强的塑料面板。 此外，用于航空货运集装箱除了标准铝以外，现在也由复合材料形成。 多年来，航空货运集装箱由铝合金制造。这些集装箱被粗糙地处理且容易损坏，当 从飞机上装载或者卸载时，和因此采用这些铝合金集装箱，出现许多问题。铝集装箱具有各 种缺点，例如传热，压缩（condensation)和其他。结果，复合面板的使用显著增长。 此外，对涉及因火灾可能发生损失的航空货运集装箱和货盘（pallet) -直都存 在担心。尽管铝不燃烧，但在超过1200° F的温度存在下它确实熔融且停止充当火焰阻挡 层。过去为了解决这一问题，存在数种方法。一种是使用热毯（thermal blanket),它将起 到抑制火焰的作用。另一种是在货运飞机的储存处内使用具有可检测与火焰有关的内部温 度升高的热传感器的活性火焰抑制体系。喷嘴然后刺破集装箱顶部并注射火焰抑制泡 沫体。尽管这两种解决方案证明在一定程度上起作用，但它们相对昂贵且残留严重的问题。
技术实现思路
然而，根据本专利技术，确定了较好的解决方案是构造货运集装箱本身。上述两种解决 方案具有一些缺点。在热毯的情况下，引入大的重量惩罚（penalty)。在热传感器和喷嘴的 情况下，在过去，这仅仅应用到了上部甲板集装箱上，且也是安装昂贵的。 根据本专利技术，提出了航空货运集装箱的壁（侧壁，后部，正面，顶部和可能地门面 板）应当由复合材料制造，所述复合材料本身在其内将会有火焰（fire)。还提出了地板可 由类似材料制造，所述类似材料可能地较厚，以处理较高的动态和结构负载。对于地板区 域来说，可能的情形是，因为较低的热通量加上厚的片材，铝也可起作用。这种集装箱包括 在其任何一个表面上具有耐火表层的耐火泡沫芯。提出了该泡沫芯的密度为0.75-20 lb/ ft3(优选1. 9-7. 4(31 kg/m2-120kg/m2))。在这一芯内所使用的材料可优选是碳或陶瓷泡沫 体，但不那么昂贵的酚类泡沫体也可能是满意的。芯然后在任何一个表面上具有复合表层， 所述复合表层优选由熔点超过2400° F的玄武岩纤维，或者也具有高的使用温度的碳纤维 制造，然而，它可能更加脆且一样地昂贵。也已发现在一些应用中，软化点为1200° F的玻 璃纤维是满意的。每一表层可由单一纤维层或多层组成，其中一层的纤维可以与相邻层的 纤维成一个角度。这起到增强表层的作用。纤维被包埋在基体树脂内，所述基体树脂可以 是在复合材料中使用的许多材料中的任何一种，其中包括乙烯基酯，环氧树脂，酚类树脂和 聚酰亚胺。可能地，产品和工艺的经济性，加上产品的物理冲击要求，使得乙烯基酯成为优 选的选择。可购买具有溴化骨架的这一材料，所述材料可具有火焰抑制添加剂，例如三水合 氧化铝以及有或无常用的添加剂。对于高温或长期耐久的火焰安全容量来说，酚类树脂提 供优异的性能，但可能更加难以加工。 根据另一方面，可接受的芯结构体可以是泡沫体填充的蜂窝。这提供蜂窝高的压 缩和剪切强度特征以及绝缘性能和泡沫体的粘结表面积。这一结构倾向于比单独的泡沫体 略高的密度。对于这一应用来说，典型的结构可能是具有含酚类泡沫体的泡孔的酚类纸/ 布蜂窝。 根据再一方面，考虑使用三维纤维结构体，例如通常在美国专利 Nos. 6, 676, 785, 6, 645, 333和8, 002, 919中阐述的那些。在树脂浸渍到表层纤维内之前，优 选玄武岩、碳或玻璃纤维的Z-轴纤维通过层压结构插入（复合表层/泡沫体/复合表层）。 以计算机控制的图案，在约1根纤维/cm 2的典型（但可变）的密度下，将Z-轴纤维穿孔通 过该结构体。约0.5-1. 0 cm的尾部（tail)保留在结构体的任何一侧上。然后在浸渍工 艺过程中折叠这一尾部，并原地固化。这形成非常结实的连接防止脱层。尽管不要求使这 一工艺起作用（work)，但Ebert法使用平坦的面板拉挤成型机，将树脂注入到该结构体内 并同时固化该部分。在这一工艺过程中，该再设计（resign)迁移通过两个表层并穿过三-D 纤维，所述三-D纤维穿过芯并将一个表层附着到下一表层或附着到芯上（在多层表层的情 况下）。当固化时，这形成硬质的柱体（pillars)，所述柱体在结构上支持该结构体，甚至 在不存在泡沫芯或者泡沫芯破坏的情况下。 当如上构造时，内部表层充当第一火焰阻挡层。在1500° F的内部着火条件下， 树脂可远离纤维燃烧掉，但硬质Z-轴纤维将保持完整。下一保护层是耐火泡沫体的耐火方 面。在纤维对着火侧热阻挡的情况下，这将完整地隔绝外部表层和大多数泡沫体防止来自 集装箱内的极端热量。若使用的话，Z-轴纤维将辅助防止内部表层脱层并辅助保持该材料 的物理结构。具有这些复合面板侧壁的这一集装箱结构的一般理念是该结构体将充当隔绝 元件且最小化空气侵入，所述空气侵入将通常加速着火并提供额外的热量。这仅仅意味着 在结构上C有火焰且最小化其蔓延，直到飞机可以安全着陆。 具有z-轴纤维的三-D结构体还提供使用过程中优越的抗冲击性和抗脱层。利用 这一结构体，甚至龟裂的芯将可能提供充足的耐火性和绝缘值，以允许飞机到达安全的着 陆位置。 该单元的框架元件可以是或者金属或者复合材料，且它应当在该单元的外侧或者 可能地包含在通道内的面板。在这一构造中，面板可保护框架且该框架可保持面板在原地， 以维持着火过程中的结构刚性。也重要的是它们保持完整，以最小化空气侵入。 该单元的底部可以是与侧壁相同的材料，但可能不需要耐火泡沫。表层可以较厚， 以支持对于这一应用来说常见的负载和冲击。较低成本的耐火泡沫体，例如酚醛树脂对于 底部来说是可行的，然而，较高成本的碳泡沫体可能是上部结构中优选的。 门可由相同的材料制造或者由玄武岩纤维布制造，当用发泡型防火涂料涂布时， 它们也可用于防止火焰迁移通过门。 结果，在被集装箱的内容物作为燃料的内部生成的火焰情况下，所公开的结构体 应当提供充足的火焰保护。这一集装箱，正如所描述的，将容纳温度最高1500° F的火焰 达4小时，足够长的时间以供飞机安全着陆。也重要的是，它足够轻，以便有利地与铝集装 箱竞争并耐受比这种铝集装箱大得多的损坏。 【附图说明】 本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于航空货运集装箱的复合面板，它提供抵抗从航空货运集装箱内部发出的火焰的耐性且包括：a.由耐火的闭孔泡沫体制造且密度为0.75 lbs/ft3至20.0lbs/ft3和厚度为至少0.1英寸的泡沫芯；b.附着在芯的每一表面上的表层，其中每一表层由熔融温度为至少1200°F的耐火纤维和在全部纤维当中散布的基体树脂形成，该树脂组合物使得它在最高1500°F的温度存在下没有熔融，支持火焰，或完全降解；c.复合面板，所述复合面板具有这一构造，以便能容纳温度最高1500°F的内部火焰至少4小时的时间段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.27 US 13/337,9061. 用于航空货运集装箱的复合面板，它提供抵抗从航空货运集装箱内部发出的火焰的 耐性且包括： a. 由耐火的闭孔泡沫体制造且密度为0. 75 lbs/ft3至20.01bs/ft3和厚度为至少0. 1 英寸的泡沫芯； b. 附着在芯的每一表面上的表层，其中每一表层由烙融温度为至少1200° F的耐火纤 维和在全部纤维当中散布的基体树脂形成，该树脂组合物使得它在最高1500° F的温度存 在下没有熔融，支持火焰，或完全降解； c. 复合面板，所述复合面板具有这一构造，以便能容纳温度最高1500° F的内部火焰 至少4小时的时间段。2. 权利要求1的复合面板，其中芯由选自酚类树脂，碳，陶瓷，聚酰亚胺，聚硫醚，聚酮 和矿物基浮石中的泡沫体形成。3. 权利要求1的复合面板，其中泡沫芯的密度为1.9 lbs/ft3至7. 4 lbs/ft3。4. 权利要求1的复合面板，其中泡沫芯的厚度为0. 25英寸-2. 0英寸。5. 权利要求1的复合面板，其中耐火表层由选自玻璃纤维，玄武岩，芳族聚酰胺，碳，陶 瓷，石英及其共混物中的纤维形成。6. 权利要求1的复合面板，其中基体树脂选自酚类树脂，聚酰亚胺，环氧树脂，聚酯，乙 烯基酯树脂，聚苯硫醚，聚醚酰亚胺，聚酰胺酰亚胺，和聚醚醚酮。7. 权利要求1的复合面板，其中用树脂浸渍的Z-轴纤维延伸通过表层和芯，其变为增 加压缩和剪切强度且防止脱层的增强柱。8. 权利要求7的复合面板，其中芯由选自酚类树脂，碳，陶瓷，聚酰亚胺，聚硫醚，聚酮 和矿物基浮石中的泡沫体形成。9. 权利要求7的复合面板，其中泡沫芯的密度为1. 9 lbs/ft3至7. 4 lbs/ft3。10. 权利要求7的复合面板，其中泡沫芯的厚度为0. 25英寸-2. 0英寸。11. 权利要求7的复合面板，其中耐火表层由选自玻璃纤维，玄武岩，芳族聚酰胺，碳， 陶瓷，石英，及其共混物中的纤维形成。12. 权利要求7的复合面板，其中基体树脂选自酚类树脂，聚酰亚胺，环氧树脂，聚酯， 乙烯基酯树脂，聚苯硫醚，聚醚酰亚胺，聚酰胺酰亚胺，和聚醚醚酮。13. -种航空货运集装箱，它提供抵抗从内部发出的火焰的耐性，所述集装箱包括： a. 含垂直和水平框架组件的框架，其中如此构造所述框架，以便限定集装箱的侧壁、后 壁、门口、和顶部； b. 至少侧壁、后壁和顶部与框架相连，以便形成外壳，且由复合面板形成，每一复合面 板进一步包括： i. 由耐火的闭孔泡沫体制造且密度为0.75 lbs/ft3至20. Olbs/ft3和厚度为至少0.1 英寸的泡沫芯； ii. 附着在芯的每...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·R·弗森，
申请(专利权)人：高等复合结构有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US