一种特种车厢用防火保温隔热功能材料及结构制造技术

本发明专利技术公开了一种特种车厢用防火保温隔热功能材料及结构，它由车厢或方舱外部至车厢或方舱内部依次为防火隔热层（1）、车厢或方舱本体钢板（2）、隔热保温层（3）；其中，防火隔热层（1）由防护面漆层（11）、防烧功能层（12）、隔热功能层（13）、防锈基体层（14）组成；隔热保温层（3）由高热阻层a（312）、高反射层a（311）组成的耐高温隔热层（31）和高热阻层a（322）、高反射层b（321）组成的低导热保温层（32）组成，耐高温隔热层（31）与低导热保温层（32）组成的多层结构的四周用纤维布（33）包覆。该结构防火性能好，隔热保温效果好、效率高，厚底小、重量低，各层结构连接紧密、不易脱落。

A functional material and structure of fire insulation for special carriage

【技术实现步骤摘要】
一种特种车厢用防火保温隔热功能材料及结构
本专利技术涉及防火隔热
，具体涉及一种特种车厢用防火保温隔热功能材料及结构。
技术介绍
特种车辆或方舱使用过程中可能面临极端火焰环境，如外部汽、柴油等可燃物燃烧环境。当特种车辆或方舱处于此类极端时，为保证内部设备处于正常工作温度范围内，需要对车辆或方舱进行热防护设计。现今常规车辆热防护设计主要针对发动机热量和太阳照射时对驾驶室或成员舱影响，通常采用外部喷涂隔热涂层或内壁铺设隔热材料组合的方式对热量进行隔离。传统隔热涂料通常采用表观密度小、内部结构疏松、气孔率高、含水率小的材料作为轻骨料，依靠粘结剂作用使其结合在一起，直接涂抹于设备或墙体表面形成具有一定厚度的保温层，从而达到隔热保温的功效。由于传统隔热层的结构疏松，所以其隔热性能与涂层的厚度正相关、其通过厚度进行一层一层的热量降低，因此，若要隔热效果好，则隔热层需非常厚；但厚度的增加将导致涂层与基体的粘结强度下降、涂层容易从基体上脱落，同时，厚度的增加会导致隔热层重量的增加，进而影响车辆常规状态下的重量、影响车辆行驶，不符合现代汽车工业轻量化的要求。同时，车厢或方舱内饰隔热保温通常采用泡沫类隔热材料进行处理，由于泡沫类隔热材料通常为高分子材料，其中如聚氨酯泡沫隔热材料的最高使用温度不超过150℃，三聚氰胺泡沫隔热材料的使用温度不超过250℃，且泡沫类隔热材料的常规导热系数通常在0.03W/（m．K）附近。针对特种车辆或方舱的极限工况时，如车厢或方舱被火焰长时间覆盖时，此时车厢或方舱的最高温度早已超过泡沫类隔热材料的使用温度范围，此时，泡沫类隔热材料将燃烧、融化或碳化，从而影响其防护性能甚至影响内部安全性能。同时，传统隔热保温材料厚度厚、重量大，不适合特种车厢或方舱的要求。特种车厢或方舱由于其内部物质或设备的重要性，所以其车厢或方舱外部防火温度通常在1000℃以上，采用传统的隔热涂料或隔热材料的重量和厚度将很大，这显然不符合现代工业对车厢或方舱涂层的要求；并且，针对特种车辆或方舱的极限工况时，如车厢或方舱被火焰长时间覆盖时，此时车厢或方舱的最高温度早已超过泡沫类隔热材料的使用温度范围，若采用传统的泡沫类隔热材料进行处理，泡沫类隔热材料将燃烧、融化或碳化，从而影响其防护性能甚至影响内部安全性能。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种特种车厢用防火保温隔热功能材料及结构，其在车厢或方舱外壁的防火隔热层常规状态下厚度非常薄、仅为几毫米，遇火焰灼烧时，能快速生成结构致密的隔热层，实现防火和阻隔热量传递；其在车厢或方舱内壁的隔热保温层厚度小、重量低、隔热保温效果好；同时，本专利技术结构整体防火隔热效果好、效率高。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种特种车厢用防火保温隔热功能材料及结构，其特征在于：它由车厢或方舱外部至内部依次为防火隔热层、车厢或方舱本体钢板、隔热保温层；其中，所述防烧隔热层由四层结构组成，其结构由车厢或方舱外部到车厢或方舱本体钢板的外壁表面依次为防护面漆层、防烧功能层、隔热功能层、防锈基体层，所述隔热功能层由成膜物a、低导热系数填料、功能助剂组成，所述防烧功能层由成膜物b、脱水剂、成碳剂、发泡剂组成；所述隔热保温层为两层结构，其结构由车厢或方舱本体钢板的内壁表面到车厢或方舱内部依次为耐高温隔热层、低导热保温层；所述耐高温隔热层为多层结构，其结构由车厢或方舱本体钢板的内壁表面到低导热保温层依次为高反射层a、高热阻层a交替层叠；所述低导热保温层为多层结构，其结构由耐高温隔热层到车厢或方舱内部依次为高反射层b、高热阻层b交替层叠；所述耐高温隔热层与低导热保温层组成的多层结构的四周用纤维布进行均匀包覆。进一步，所述防锈基体层的厚度为60～80μm；所述隔热功能层的厚度为1～1.3mm；所述防烧功能层的厚度为0.7～1.6mm；所述防护面漆层的厚度为60～80μm；所述耐高温隔热层的厚度为40～55mm；所述低导热保温层的厚度为20～35mm；所述纤维布的厚度为0.5～1mm。上述结构中，防烧功能层在常规工况下的厚度仅为0.7～1.6mm，在外界火焰灼烧下，防烧功能层中的脱水剂、成碳剂、发泡剂迅速作用，实现高温膨胀碳化，形成致密的泡沫状碳化隔热层，从而阻隔热量传递，实现防火、防高温的目的，其发泡倍率达40～50倍；由于防火隔热涂层为瞬间发泡，各组分中的原子团、分子团之间在短时间内相互挤压，导致其气孔率较高，防火与隔热效果好。防烧功能层在受火焰后将膨胀、炭化所形成的疏松多孔的隔热层，由于其在承受火焰气流的剧烈冲击时可能产生局部脱落、剥离等现象，防烧功能层膨胀、炭化过程中也将产生裂纹等缺陷，这些位置为隔热薄弱点。本专利技术结构通过隔热功能层与防烧功能层的组合，隔热功能层与防烧功能层将产生协同隔热功能，隔热功能层用于上述隔热薄弱点的隔热，防止热量直接对防锈基体层造成损坏，并直接传递至车厢或方舱蒙皮。同时，隔热功能层在车厢或方舱常规环境下为车厢或方舱提供隔热功能，防止太阳照射时热量传递至车厢本体，提升车厢或方舱整体热防护设计。通过反射层、热阻层的结构组合，即反射屏和隔热材料的交替叠合，其中反射层对热辐射射线具有很高的反射作用，通过对传入的热辐射进行反射从而隔绝热量；热阻层具有低的导热系数，其能对传入的热辐射进行抑制；通过层叠复合，降低对流传热，实现隔热、绝热。同时，采用耐高温隔热层、低导热保温层的结构组合，使内壁隔热保温层的密度保持在一个适中值，有效降低了隔热保温层的厚度、保证了隔热保温层整体的低重量。通过纤维布的包覆，对耐高温隔热层、低导热保温层组成的多层结构进行了固形，保证了多层结构的分布均匀性、进而确保其隔热保温的均匀性；也对高隔热层和低导热层内以及其它层内汇集的温度进行传导散失，避免在它们中间形成温度汇集点、从而影响车厢或方舱内部总体的温度；同时，纤维布的包覆保证了多层结构整体与基体钢板之间的连接强度，避免多层结构某一层因粘结强度不够而出现脱落、翻边的现象，进而影响整体隔热保温的效果与效率。进一步，为确保防火隔热层在潮湿条件下无起泡、无锈蚀，所述防护面漆层选用TB04-95单组份特种面漆；为保证防火隔热层与钢板之间的结合附着力、对基体能起到较好的基础防护功能，所述防锈基体层为单组分环氧铁红防锈底漆。进一步，为保证防火效果好、防火效率高，所述成膜物b为酚醛改性环氧树脂，脱水剂为多聚磷铵，成碳剂为季戊四醇，发泡剂为三聚氰胺；所述成膜物b、脱水剂、成碳剂、发泡剂的质量比为2~3:5~7:2.5~3.5:1~3。进一步，所述成膜物a为有机硅改性环氧树脂；低导热系数填料为二氧化硅气凝胶、六晶须钛酸钾与陶瓷空心微珠的混合物，其质量比为5~7:3~5:4~6；功能助剂为海泡石纤维与玻璃纤维的混合物、其质量比为1~2:3~4；所述成膜物a、低导热系数填料、功能助剂的质量比为18~22:29~31:1。进一步，为保证隔热效果与效率，所述高反射层a与高热阻层a的厚度比、高反射层b与高热阻层b的厚度比均为0.01:0.1-3。...

【技术保护点】
1.一种特种车厢用防火保温隔热功能材料及结构，其特征在于：它由车厢或方舱外部至车厢或方舱内部依次为防火隔热层（1）、车厢或方舱本体钢板（2）、隔热保温层（3）；其中，所述防烧隔热层（1）由四层结构组成，其结构由车厢或方舱外部到车厢或方舱本体钢板的外壁表面依次为防护面漆层（11）、防烧功能层（12）、隔热功能层（13）、防锈基体层（14），所述隔热功能层（13）由成膜物a、低导热系数填料、功能助剂组成，所述防烧功能层（12）由成膜物b、脱水剂、成碳剂、发泡剂组成；所述隔热保温层（3）为两层结构，其结构由车厢或方舱本体钢板（2）的内壁表面到车厢或方舱内部依次为耐高温隔热层（31）、低导热保温层（32）；所述耐高温隔热层（31）为多层结构，其结构由车厢或方舱本体钢板（2）的内壁表面到低导热保温层（32）依次为高反射层a（311）、高热阻层a（312）交替层叠；所述低导热保温层（32）为多层结构，其结构由耐高温隔热层（32）到车厢或方舱内部依次为高反射层b（321）、高热阻层b（322）交替层叠；所述耐高温隔热层（31）与低导热保温层（32）组成的多层结构的四周用纤维布（33）进行均匀包覆。/n...

【技术特征摘要】
1.一种特种车厢用防火保温隔热功能材料及结构，其特征在于：它由车厢或方舱外部至车厢或方舱内部依次为防火隔热层（1）、车厢或方舱本体钢板（2）、隔热保温层（3）；其中，所述防烧隔热层（1）由四层结构组成，其结构由车厢或方舱外部到车厢或方舱本体钢板的外壁表面依次为防护面漆层（11）、防烧功能层（12）、隔热功能层（13）、防锈基体层（14），所述隔热功能层（13）由成膜物a、低导热系数填料、功能助剂组成，所述防烧功能层（12）由成膜物b、脱水剂、成碳剂、发泡剂组成；所述隔热保温层（3）为两层结构，其结构由车厢或方舱本体钢板（2）的内壁表面到车厢或方舱内部依次为耐高温隔热层（31）、低导热保温层（32）；所述耐高温隔热层（31）为多层结构，其结构由车厢或方舱本体钢板（2）的内壁表面到低导热保温层（32）依次为高反射层a（311）、高热阻层a（312）交替层叠；所述低导热保温层（32）为多层结构，其结构由耐高温隔热层（32）到车厢或方舱内部依次为高反射层b（321）、高热阻层b（322）交替层叠；所述耐高温隔热层（31）与低导热保温层（32）组成的多层结构的四周用纤维布（33）进行均匀包覆。


2.根据权利要求1所述的一种特种车厢用防火保温隔热功能材料及结构，其特征在于：所述防锈基体层（14）的厚度为60～80μm；所述隔热功能层（13）的厚度为1～1.3mm；所述防烧功能层（12）的厚度为0.7～1.6mm；所述防护面漆层（11）的厚度为60～80μm；所述耐高温隔热层（31）的厚度为40～55mm；所述低导热保温层（32）的厚度为20～35mm；所述纤维布（33）的厚度为0.5～1mm。


3....

【专利技术属性】
技术研发人员：吴护林，李忠盛，黄安畏，吴永鹏，邱伟，孙彩云，舒露，张静元，
申请(专利权)人：中国兵器工业第五九研究所，
类型：发明
国别省市：重庆;50