一种抗跌落冲击轻质保温防护箱制造技术

本发明专利技术涉及一种抗跌落冲击轻质保温防护箱，属于防护箱技术领域。所述防护箱包括缓冲保温外层、轻质箱体以及缓冲防护内层，缓冲保温外层包裹在轻质箱体的外部，缓冲防护内层安装在轻质箱体的内部；其中，缓冲保温外层和缓冲防护内层均选用密度为300～400kg/m3、导热系数为0.03～0.04W/(m

【技术实现步骤摘要】
一种抗跌落冲击轻质保温防护箱


[0001]本专利技术涉及一种抗跌落冲击轻质保温防护箱，属于防护箱


技术介绍

[0002]部队战士及医生，在恶劣环境地区执勤及抗震救灾地区救援时，需要向特定的地点空投物资。例如向恶劣环境地区及受灾点运送急救用医疗器械、药品、食物、弹药等物资，如遇到公路及铁路运输无法到达地区，就需要采用无人机空投方式，为了确保器械、药品、食品、弹药等物资安全无损地到达指定地点，包装箱设有缓冲装置，以减少着地瞬间对内容物的冲击。随着部队物资在运输及储存过程中对包装箱要求越来越高，传统的木箱、铁箱、滚塑箱、PP热塑材料等存在重量大、机动性差、装卸不便、耐候性差、不保温落地瞬间箱体不具备缓冲功能等因素，无法满足现有军用物资对包装载体的要求。现阶段铝蜂窝纸板、泡沫铝缓冲材料制备防护箱克服传统材料防护箱的缺点，但其制作成本较高，无法实现批量化服役。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种抗跌落冲击轻质保温防护箱，采用外层缓冲保温结构、轻质骨架结构以及内层缓冲防护结构的复合结构设计，既能起到落地缓冲作用又能给防护箱带来有效的保温功能，而且各部分结构易于规模化生产，组装与拆卸方便，具有很好的应用前景。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。
[0005]一种抗跌落冲击轻质保温防护箱，所述防护箱包括缓冲保温外层、轻质箱体以及缓冲防护内层，缓冲保温外层包裹在轻质箱体的外部，缓冲防护内层安装在轻质箱体的内部；
[0006]所述缓冲保温外层选用密度为300～400kg/m3、导热系数为0.03～0.04W/(m
·
K)以及单位体积吸能为60～120MJ/m3的聚氨酯弹性体；所述缓冲保温外层上加工有半球形凸起结构；
[0007]所述轻质箱体选用密度为1.5～2.7g/cm3、拉伸强度≥200MPa以及压缩强度≥200MPa的纤维复合材料或合金材料；所述轻质箱体是由上箱体和下箱体通过搭扣组件形成的封闭中空箱体；
[0008]所述缓冲防护内层选用密度为300～400kg/m3、导热系数为0.03～0.04W/(m
·
K)以及单位体积吸能为60～120MJ/m3的聚氨酯弹性体；所述缓冲防护内层上设有限位凹槽。
[0009]进一步地，所述缓冲保温外层的厚度为σ，所述缓冲保温外层上半球形凸起结构的半径为r，所述缓冲保温外层上均匀分布的半球形凸起结构个数为n，则
[0010][0011]6h1≤r≤8h1[0012][0013][0014][0015]其中，c1代表内装物比热容，m1代表内装物的质量，c2代表聚氨酯弹性体的比热容，T2代表起始防护箱内环境温度，T
’1代表起始内装物温度，T
’2最终防护箱内(或者内装物)温度，负号代表传热方向与温度梯度方向相反，λ代表导热系数，t代表保温时间，g代表重力加速度，W代表防护箱的宽度，H代表防护箱坠落高度，A代表防护箱的表面积，M代表防护箱中内装物的总质量，V代表防护箱的体积，ρ代表聚氨酯弹性体的密度，V
台
为缓冲保温外层上所有半球形凸起结构的总体积，h1为所有半球形凸起结构平均分配至外表面缓冲保温外层上堆积高度。
[0016]进一步地，所述缓冲保温外层以及缓冲防护内层选用的聚氨酯弹性体材料是由A组分与B组分反应固化成型得到的；
[0017]所述A组分由聚醚多元醇、扩链剂、发泡剂、催化剂、开孔剂和填料混合均匀配制而成；所述聚醚多元醇为3官能度5000分子量的聚氧化丙烯三醇(EP
‑
330N)和2官能度8000分子量的聚氧化丙烯二醇(ED
‑
14)，所述扩链剂为1,4
‑
丁二醇(BDO)，所述发泡剂为H2O，所述催化剂为双(二甲氨基乙基)醚(BDMAEE)和二月桂酸二丁基锡(T12)，所述开孔剂为开孔硅油(优选上海晔兴实业有限公司牌号为ECOADD
‑
019C的开孔硅油)，所述填料为活性碳纤维；A组分的原料中各组分的质量份数如下：EP
‑
330N 15～25份，ED
‑
14 65～75份，BDO 3～10份，H2O 0.40～0.48份，BDMAEE 0.10～0.15份，T12 0.01～0.02份，开孔硅油0.85～0.95份，活性碳纤维2～6份；
[0018]所述B组分为多亚甲基多苯基异氰酸酯(PM
‑
200)；B组分含有的
‑
NCO基团与A组分含有的活泼
‑
H的摩尔比为(0.98～1.03):1.00，其中A组分中的活泼
‑
H为多元醇
‑
OH中的活泼
‑
H和H2O中活泼
‑
H之和。
[0019]进一步地，A组分与B组分反应的具体操作如下：先将A组分预热至35
±
2℃、B组分预热至45
±
2℃，然后将预热后的A组分和预热后的B组分浇注到预热至65
±
5℃的模具中，在60～70℃下固化成型，得到聚氨酯弹性体。
[0020]进一步地，所述轻质箱体的材料选用玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料、玄武岩纤维复合材料、铝合金材料或钛合金材料。
[0021]有益效果：
[0022](1)本专利技术采用外层缓冲保温结构、轻质骨架结构以及内层缓冲防护结构的复合结构设计，既能起到落地缓冲作用又能给防护箱带来有效的保温功能，还能够抵抗风沙、酷热、严寒、高空坠落的袭击，具有抗强冲击、耐高低温、缓冲减震、防水防潮、防紫外线、防尘抗腐作用，在丛林、沙漠、航空、航海、高原等各种恶劣环境下可保证内部装载物资的完整性、使用性和可靠性。
[0023](2)本专利技术在轻质箱体外设置的缓冲保温外层，其表面的半球形凸起结构会最先
接触地面，通过聚氨酯弹性体内的泡孔溃缩，吸收大量冲击能量，减少冲击能对防护箱内装物的损伤；同时，缓冲保温外层的导热系数极低，具有良好的保温效果。
[0024](3)本专利技术在轻质箱体内设置缓冲防护内层，内防护层可保证内装物之间不发生接触，而且还可以起到一定的缓冲以及保温效果。
[0025](4)本专利技术所述防护箱各结构部分均可采用模块化生产，且各部分之间便于组装、拆卸，同时各部分都可以根据防护箱的实际使用工况环境进行单独设计，从而赋予防护箱适应各种外部工况及不同的内部结构匹配相应的内装物资，通用性强，具有很好的应用前景。
附图说明
[0026]图1为实施例1中所述抗跌落冲击轻质保温防护箱的主视图；图中，1
‑
半球形凸起结构，2
‑
搭扣组件。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步阐述，其中，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。
[0028]实施例1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗跌落冲击轻质保温防护箱，其特征在于：所述防护箱包括缓冲保温外层、轻质箱体以及缓冲防护内层，缓冲保温外层包裹在轻质箱体的外部，缓冲防护内层安装在轻质箱体的内部；所述缓冲保温外层以及所述缓冲防护内层均选用密度为300～400kg/m3、导热系数为0.03～0.04W/(m
·
K)以及单位体积吸能为60～120MJ/m3的聚氨酯弹性体；所述缓冲保温外层上加工有半球形凸起结构，所述缓冲防护内层上设有限位凹槽；所述轻质箱体选用密度为1.5～2.7g/cm3、拉伸强度≥200MPa以及压缩强度≥200MPa的纤维复合材料或合金材料；所述轻质箱体是由上箱体和下箱体通过搭扣组件形成的封闭中空箱体。2.根据权利要求1所述的一种抗跌落冲击轻质保温防护箱，其特征在于：所述缓冲保温外层的厚度为σ，所述缓冲保温外层上半球形凸起结构的半径为r，所述缓冲保温外层上均匀分布的半球形凸起结构个数为n，则6h1≤r≤8h
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其中，c1代表内装物比热容，m1代表内装物的质量，c2代表聚氨酯弹性体的比热容，T2代表起始防护箱内环境温度，T
’1代表起始内装物温度，T
’2最终防护箱内温度，负号代表传热方向与温度梯度方向相反，λ代表导热系数，t代表保温时间，g代表重力加速度，W代表防护箱的宽度，H代表防护箱坠落高度，A代表防护箱的表面积，M代表防护箱中内装物的总质量，V代表防护箱的体积，ρ代表聚氨酯弹性体的密度，V
台
为缓冲保温外层...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹美帅，赵志颖，张旭东，李晓东，吴晓霞，王潇萱，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：