1 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料
航天地面設(shè)備所用的方艙,是一種可移動的遮蔽體,它可以移動到寒冷的地方,也可以移動到炎熱的地方。因此,為了適應(yīng)工作人員和儀器設(shè)備對工作環(huán)境的要求,在艙體設(shè)計時必須考慮其絕熱保溫性。絕熱材料的種類較多,常用的有硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料、泡沫玻璃、酚醛泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、玻璃棉、巖棉、珍珠巖、硅酸鈣、超輕量硅酸鈣、陶瓷纖維、蛭石等,在這些材料中硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的導(dǎo)熱系數(shù)最小。
硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是聚氨酯材料中應(yīng)用較多的一種材料,其主要用于建筑業(yè)、冷藏業(yè)作各種隔熱材料。聚氨酯泡沫塑料具有重量輕、比強度大、隔熱、隔音、隔潮、耐腐蝕、防滲漏等性能,以及良好的粘接性能,既可以現(xiàn)場施工,又可以預(yù)制成構(gòu)件,是方艙絕熱材料的首選。
地面設(shè)備中使用的聚氨酯泡沫塑料,密度一般在0.05～0.08ｇ/ｃｍ3范圍,其壓縮強度≥0.2ＭＰａ,能夠滿足設(shè)計要求。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料能耐大多數(shù)有機溶劑,而一般溶劑會使聚苯乙烯泡沫塑料(ＥＰＳ)溶解或溶脹。
硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料耐溫范圍較寬,它既可以作為冷藏用的絕熱材料,又可以作為較高溫度下的保溫材料。它可以用于低于-100℃的超低溫保冷場合、-100～0℃的低溫保冷場合,也可以用于130℃以內(nèi)的保溫領(lǐng)域。這種材料的耐溫性,完全覆蓋了地面設(shè)備所使用的溫度范圍(-45～100℃),因此選用此種材料作為方艙大板的絕熱材料是非常合適的。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是所有絕熱材料中施工工藝最簡單、最方便的一種材料。它在成型以前以液體的形式存在,當雙組分液體按比例混合以后,在1～2ｍｉｎ內(nèi)就成型為固態(tài)泡沫。還可在發(fā)泡原液中加入一定的阻燃劑等,使成型后得到的泡沫塑料具有阻燃性。
2 聚氨酯彈性地面材料
2.1 聚氨酯材料在方艙地板鋪裝中的應(yīng)用
澆注聚氨酯彈性體在成型前也是以粘性液體的形式存在,俗稱“液體橡膠”,成型以后成為一種有彈性的固體。澆注聚氨酯彈性體既可以加壓固化,又可以常壓硫化;既可熱固化,又可室溫固化。在實際應(yīng)用中,膠輥、膠輪等是高溫硫化的典型事例;鋪裝材料(如塑膠跑道、健身房地板)則是常溫固化的典型事例。
航天工業(yè)地面設(shè)備方艙的地板采用聚氨酯鋪裝材料施工。這種聚氨酯鋪裝材料的阻燃、防靜電、耐磨和彈性要求比一般用途的高。
作為地面設(shè)備地板的裝飾材料,要考慮聚氨酯鋪裝材料的工藝涂裝性,具體體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)地面設(shè)備一般處于半封閉狀態(tài),要考慮裝飾材料中的溶劑揮發(fā)對儀器及其壁面的影響;(2)方艙是一種已成型設(shè)備,在方艙中使用的鋪裝材料必須在常溫常壓下固化,不能高溫高壓固化;(3)材料的固化時間和保養(yǎng)期要盡可能短;(4)材料應(yīng)盡可能自流平或稍加人工涂抹后自流平;(5)不能在未流平前就凝膠。
聚氨酯地板是一次鋪裝成型的,因此,固化后整體厚度均勻,無接縫,表面光滑平整,顏色均勻,表層有柔性感,色澤鮮亮。此外,這種材料還和鋁合金基材粘接牢固,不會脫離。總之,成型后的聚氨酯地板材料具有良好的整體表觀性能。聚氨酯澆注材料應(yīng)用于地面設(shè)備的工藝性良好,我們已成功地完成了幾百臺方艙的生產(chǎn)。
2.2 聚氨酯彈性地板的性能
用于方艙的澆注成型聚氨酯彈性地面的耐磨性較好,經(jīng)過測定,它的磨耗量≤1.0ｃｍ3/1.61ｋｍ。另外,這種聚氨酯彈性體材料的彈性、韌性均很好,邵Ａ硬度可以在50～100范圍內(nèi)調(diào)整,其拉伸強度≥1.2ＭＰａ,伸長率≥100%;壓縮復(fù)原率≥95%。在-55～100℃溫度范圍內(nèi),聚氨酯彈性材料的各項性能比較穩(wěn)定,因此可以長期在此溫度范圍使用。它耐一般的化學(xué)溶劑,耐油性較好。
方艙中一般配有高性能的電子設(shè)備,因此對材料的防靜電和阻燃要求比較高。聚氨酯材料是高分子材料,其阻燃性和防靜電性很差,因此在成型前,必須在聚氨酯原液中添加阻燃劑和防靜電劑。經(jīng)過配方調(diào)試,從實驗的結(jié)果看,這些添加劑和基料的互溶性好,而且成型后幾乎不遷移、不滲出,這為材料的長期阻燃和防靜電奠定了基礎(chǔ)。阻燃性:表觀上材料離火自熄,經(jīng)測試氧指數(shù)(ＯＩ)≥26。防靜電性能:表面電阻102～108Ω,耐電壓500Ｖ。
3 聚氨酯粘接和密封材料
對于地面設(shè)備而言,其在制造過程中,很多部件的連接不是依靠鉚接和焊接,而是用膠粘劑粘接而成,這有幾個優(yōu)點:(1)局部應(yīng)力不集中,材料不變形、不銹蝕;(2)工藝易實現(xiàn),技術(shù)上容易突破;(3)成本低,重量輕。地面設(shè)備的密封部位很
