RU2707768C1 - Method of applying polyurethane coating on fuel tanks - Google Patents

Abstract

FIELD: motor vehicle industry.

SUBSTANCE: invention relates to methods of producing a solid polyurethane shell on the surface of metal tanks and can be used in transport engineering, where there is need to protect fuel tanks. In the method of applying a polyurethane coating on a fuel tank, it is placed in a mold at a certain distance from the walls, defined by the shape and size of beacons. Liquid polyurethane under pressure is supplied from below. Air from the cavity is forced out through the highest point of the mold.

EFFECT: possibility of obtaining a homogeneous structure and elasticity of the obtained polyurethane layer, a high-quality polyurethane layer on the curvilinear mating surfaces of the tank and the required thickness of the polyurethane layer, which provides reliable tightening of the holes during damage by bullets.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам получения сплошной полиуретановой оболочки на поверхности металлических топливных баков. Изобретение может быть использовано в транспортном машиностроении, где есть необходимость защиты топливных баков.The invention relates to methods for producing a continuous polyurethane shell on the surface of metal fuel tanks. The invention can be used in transport engineering, where there is a need to protect fuel tanks.

Способ заключается в том, что топливный бак помещается в форму, состоящую из соединяемых болтами секций. Форма вместе с баком под определенным углом устанавливается на подставку. Снизу под давлением 1-2 кгс/см² подается жидкий полиуретан, который поднимаясь, заполняет полость между баком и формой, а воздух вытесняется через отверстие, расположенное в верхней точке формы. После полимеризации, на поверхности бака создается монолитный, однородный слой полиуретана необходимой толщины.The method consists in placing the fuel tank in a mold consisting of sections connected by bolts. The form, together with the tank, is mounted on a stand at a certain angle. From below, under pressure of 1-2 kgf / cm ² , liquid polyurethane is supplied, which, rising, fills the cavity between the tank and the mold, and the air is forced out through an opening located at the top point of the mold. After polymerization, a monolithic, uniform layer of polyurethane of the required thickness is created on the surface of the tank.

Близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ склеивания полиуретанового покрытия с металлической поверхностью, путем предварительного послойного нанесения на поверхность клеевой композиции в виде раствора в органическом растворителе смеси сложного полиэфира, диизоцианата и катализатора отверждения и с последующим отверждением. [1 - патент №994528]. Недостатки данного способа;Close in technical essence to the present invention is a method of bonding a polyurethane coating with a metal surface, by pre-layer-by-layer coating of the adhesive composition in the form of a solution in an organic solvent of a mixture of a polyester, diisocyanate and a curing catalyst and subsequent curing. [1 - patent No. 994528]. The disadvantages of this method;

1. Большая трудоемкость создания такого покрытия.1. The great complexity of creating such a coating.

2. Наличие стыков между склеиваемыми полиуретановыми пластинами.2. The presence of joints between glued polyurethane plates.

Наличие стыков снижает прочность оболочки. Кроме этого полиуретановый слой получается неоднородным по структуре. Эти обстоятельства могут стать причиной преждевременного разрушения оболочки по линии стыков.The presence of joints reduces the strength of the shell. In addition, the polyurethane layer is heterogeneous in structure. These circumstances can cause premature destruction of the shell along the joints.

3. Трудности при склеивании пластин на переходах между криволинейными сопрягаемыми поверхностями бака.3. Difficulties in bonding the plates at the transitions between the curved mating surfaces of the tank.

Прототипом заявленного изобретения является изобретение «Топливный бак и способ его изготовления» [2 - патент №2090382].The prototype of the claimed invention is the invention "Fuel tank and method for its manufacture" [2 - patent No. 2090382].

Согласно изобретению, топливный бак содержит наполнитель из открытоячеистого эластичного пенополиуретана и оболочку из плотного полиуретана, изготовленную методом напыления. Для удобства монтажа бака в машине оболочка выполнятся эластичной и не сцепленной с поверхностью наполнителя. Оболочка монтируется в машине отдельно от наполнителя, после чего внутреннее пространство бака заполняется наполнителем, обеспечивающим совместно с оболочкой пожаробезопасность бака.According to the invention, the fuel tank contains an open-cell elastic polyurethane foam filler and a dense polyurethane sheath made by spraying. For ease of installation of the tank in the machine, the shell will be flexible and not adhered to the surface of the filler. The shell is mounted in the machine separately from the filler, after which the inner space of the tank is filled with filler, which, together with the shell, provides fire safety of the tank.

Недостатки метода:The disadvantages of the method:

1. Для эффективной защиты бака требуется слой полиуретана толщиной не менее 6-8 мм. (Такая толщина обеспечивает восстановление полученной пробоины от пули).1. For effective tank protection, a layer of polyurethane with a thickness of at least 6-8 mm is required. (This thickness ensures the restoration of the resulting hole from the bullet).

Толщина полиуретанового слоя при однократном напылении или нанесении кистью составляет примерно 0,2 мм. Следовательно, для получения полиуретанового слоя необходимой толщины требуется многократное повторение операций напыления или нанесения кистью, с обязательной полимеризацией каждого нанесенного слоя. Следовательно, этот метод трудоемкий и неэкономичный.The thickness of the polyurethane layer with a single spraying or brushing is approximately 0.2 mm. Therefore, to obtain a polyurethane layer of the required thickness, repeated repetition of spraying or brushing is required, with the obligatory polymerization of each applied layer. Therefore, this method is laborious and uneconomical.

2. В криволинейных сопрягаемых поверхностях баков получается неоднородный слой полиуретана с неодинаковой толщиной.2. In the curved mating surfaces of the tanks, an inhomogeneous layer of polyurethane with an unequal thickness is obtained.

3. Затруднительно получение равномерной толщины на всей поверхности бака.3. It is difficult to obtain uniform thickness on the entire surface of the tank.

Кроме заполнения баков открытоячеистым пенополиуретаном ППУ-ЭО-100 применяется наружное полимерное покрытие баков (полиуретан ПУМ-ПФ-ОП-15). Данный материал обладает свойством самозатягивания пробоины, что предотвращает вытекания топлива и его возгорание [3 - Пожаровзрывобезопасные топливные баки и взрывобезопасные газовые баллоны.]. Здесь приводятся данные об испытании баков со сплошным полиуретановым слоем на поверхности, полученным машинным способом, но не приводятся данные о том:In addition to filling the tanks with open-cell PPU-EO-100 polyurethane foam, an external polymer coating of the tanks (PUM-PF-OP-15 polyurethane) is used. This material has the property of self-tightening holes, which prevents leakage of fuel and its ignition [3 - Fire and explosion-proof fuel tanks and explosion-proof gas cylinders.]. Here are the data on the testing of tanks with a continuous polyurethane layer on the surface, obtained by a machine method, but not given data on:

-- Каким образом бак устанавливается относительно внутренней поверхности формы? (Этим достигается толщина и качество получаемого полиуретанового слоя).- How is the tank installed relative to the inner surface of the mold? (This achieves the thickness and quality of the resulting polyurethane layer).

-- Геометрическое расположение формы в пространстве.- The geometric arrangement of the form in space.

-- Способ подачи жидкого полиуретана.- The method of supplying liquid polyurethane.

-- Качество получаемого слоя.- The quality of the resulting layer.

-- Возможность извлечения готового изделия из формы т.д.- Ability to extract the finished product from the mold, etc.

Предложенный нами способ позволяет достичь технический результат, а именно;Our proposed method allows to achieve a technical result, namely;

-- однородная структура (отсутствие пор и воздушных пузырьков) и эластичность получаемого слоя полиуретана;- homogeneous structure (absence of pores and air bubbles) and elasticity of the resulting polyurethane layer;

-- качественный слой полиуретана на криволинейных сопрягаемых поверхностях бака;- a high-quality polyurethane layer on the curved mating surfaces of the tank;

-- качественное сцепление слоя полиуретана и металлической поверхности бака;- high-quality adhesion of the polyurethane layer and the metal surface of the tank;

-- необходимая толщина полиуретанового слоя, которая обеспечивает надежное затягивание отверстий при поражении пулями.- the required thickness of the polyurethane layer, which provides reliable tightening of the holes when hit by bullets.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом:The inventive method is as follows:

На бак по всему контуру на определенном расстоянии наклеиваются полиуретановые пластины одинаковой толщины, так называемые «маячки» (этим обеспечивается равномерный зазор между баком и формой, и, как следствие, одинаковая толщина будущего полиуретанового слоя).Polyurethane plates of the same thickness, the so-called “beacons”, are glued onto the tank all over the circuit at a certain distance (this ensures a uniform gap between the tank and the mold, and, as a result, the same thickness of the future polyurethane layer).

Бак помещается в форму, состоящую из секций, соединенных между собой болтами. Это дает возможность затем разобрать и извлечь готовое изделие без повреждения полиуретанового слоя.The tank is placed in a mold consisting of sections interconnected by bolts. This makes it possible then to disassemble and remove the finished product without damaging the polyurethane layer.

Жидкий полиуретан в форму подается снизу под давлением 1-2 кгс/см². Полиуретан медленно поднимается вверх и постепенно вытесняет воздух из полости между формой и баком. Этим обеспечивается равномерный и плотный слой полиуретана. После полного заполнения полиуретаном, форма с баком помешается в печь, где происходит полимеризация в соответствии с технологией применяемого полиуретана. Затем бак достается из печи и продолжается полимеризация полиуретана при комнатной температуре. По окончании полимеризации форму разбирают и извлекают бак из формы.Liquid polyurethane in the form is supplied from below under a pressure of 1-2 kgf / cm ² . Polyurethane rises slowly and gradually displaces air from the cavity between the mold and the tank. This ensures a uniform and dense layer of polyurethane. After full filling with polyurethane, the mold with the tank will be placed in a furnace where polymerization takes place in accordance with the technology of the polyurethane used. Then the tank is taken out of the furnace and polymerization of the polyurethane at room temperature continues. At the end of the polymerization, the mold is disassembled and the tank is removed from the mold.

На фиг. 1 представлена форма с установленным в ней топливным баком.In FIG. 1 shows a form with a fuel tank installed in it.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.

На бак поз 1 по всему контуру на определенном расстоянии наклеиваются полиуретановые пластины одинаковой толщины, так называемые «маячки» поз. 2 (этим обеспечивается равномерный зазор между баком и формой, и как следствие, одинаковая толщина будущего полиуретанового слоя).Polyurethane plates of the same thickness, the so-called "beacons" pos. 2 (this ensures a uniform gap between the tank and the mold, and as a result, the same thickness of the future polyurethane layer).

Бак помещается в форму поз. 3, состоящую из секций, соединенных между собой болтами. Снизу в бак по трубке поз. 4 под давлением 1-2 кгс/см² подается жидкий полиуретан, который, поднимаясь, вытесняет воздух между баком и формой. Воздух, через трубку поз. 5, расположенное в верхней точке формы, вытесняется в атмосферу. Когда форма полностью заполняется, подачу полиуретана прекращают.The tank is placed in the form of poses. 3, consisting of sections interconnected by bolts. From below into the tank by the pipe pos. 4 under pressure of 1-2 kgf / cm ² liquid polyurethane is supplied, which, rising, displaces the air between the tank and the mold. Air through the tube pos. 5, located at the top of the mold, is displaced into the atmosphere. When the mold is completely filled, the flow of polyurethane is stopped.

Форма вместе с баком помещается в печь, прогретый до необходимой температуры. Под воздействием температуры в полиуретане происходят необходимые структурные изменения. По истечении определенного времени форму извлекается из печи. После остывания форму разбирают и достают бак с нанесенным полиуретановым слоем.The mold, together with the tank, is placed in a furnace heated to the required temperature. Under the influence of temperature, the necessary structural changes occur in polyurethane. After a certain time, the mold is removed from the furnace. After cooling, the mold is taken apart and a tank with a polyurethane layer applied.

Таким образом, предложенный метод позволяет получить эластичный слой полиуретана с необходимой толщиной и однородной структурой. Метод позволяет получить равномерный слой полиуретана на всей поверхности бака.Thus, the proposed method allows to obtain an elastic layer of polyurethane with the required thickness and uniform structure. The method allows you to get a uniform layer of polyurethane on the entire surface of the tank.

СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИУРЕТАНОВОГО ПОКРЫТИЯ НА ТОПЛИВНЫЙ БАКMETHOD FOR APPLYING POLYURETHANE COATING TO FUEL TANK

Источники информации:Information sources:

1. Патент 994528. Способ склеивания полиуретанового покрытия с металлической поверхностью. Проектно-конструкторское и технологическое бюро химического машиностроения Министерства химического и нефтяного машиностроения СССР. Авторы В.А. Ворошилов, Е.В. Герливанов, В.А. Громов и др. Опубл. 27.03.1983 г.1. Patent 994528. A method for bonding a polyurethane coating to a metal surface. Design and technological bureau of chemical engineering of the Ministry of chemical and petroleum engineering of the USSR. Authors V.A. Voroshilov, E.V. Gerlivanov, V.A. Gromov et al. Publ. 03/27/1983

2. Патент №2090382. Топливный бак и способ его изготовления. Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения". Авторы В.М. Бакшинов, В.К. Борзов, С.Б. Малин и др. Опубл. 20.09.2007 г.2. Patent No. 2090382. Fuel tank and method of its manufacture. Joint-Stock Company "All-Russian Scientific Research Institute of Transport Engineering". Authors V.M. Bakshinov, V.K. Borzov, S.B. Malin et al. Publ. September 20, 2007

3. Пожаровзрывобезопасные топливные баки и взрывобезопасные газовые баллоны ОАО «НИИ Стали». Информационное агентство «Оружие России». 29.08.2012 г.3. Fire and explosion-proof fuel tanks and explosion-proof gas cylinders of NII Steel OJSC. Information Agency "Arms of Russia". 08/29/2012

Интернет www.arms-expo.ru.Internet www.arms-expo.ru.

Claims (1)

Способ нанесения полиуретанового покрытия на топливный бак, отличающийся тем, что с целью получения сплошного однородного полиуретанового слоя на всей поверхности бак помещают в форму на определенном расстоянии от стенок, определяемом формой и размерами «маячков», жидкий полиуретан под давлением подается снизу, а воздух из полости вытесняется через самую верхнюю точку формы, полиуретан со всех сторон обтекает бак, создавая сплошной равномерный слой.A method of applying a polyurethane coating to a fuel tank, characterized in that in order to obtain a continuous homogeneous polyurethane layer on the entire surface, the tank is placed in a mold at a certain distance from the walls, determined by the shape and size of the “beacons”, liquid polyurethane is supplied from below under pressure, and air from cavity is displaced through the highest point of the mold, polyurethane flows around the tank from all sides, creating a continuous uniform layer.

Images