【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱耐燒蝕材料，具體涉及一種耐應(yīng)力沖擊的絕熱材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、人工脫粘層是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，其目的是抵御推進(jìn)劑固化及貯存過(guò)程中收縮帶來(lái)的大量應(yīng)力，防止推進(jìn)劑與絕熱層之間粘接失效。目前，固體發(fā)動(dòng)機(jī)人工脫粘層材料主要為普通的絕熱層材料，通常與絕熱層材料一致。然而，在長(zhǎng)期儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中，由于推進(jìn)劑、絕熱層等材料的老化，可能出現(xiàn)粘接界面脫粘和破壞，在推進(jìn)劑固化過(guò)程中或發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后快速建壓的過(guò)程中，由于承受沖擊、振動(dòng)載荷，人工脫粘層結(jié)構(gòu)根部出現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū)，若人工脫粘層強(qiáng)度不能充分抵御大量的外界應(yīng)力，很有可能發(fā)生根部撕裂或因界面正應(yīng)力過(guò)大發(fā)生脫粘，導(dǎo)致空氣進(jìn)入推進(jìn)劑與絕熱層之間的縫隙，造成絕熱層提前面臨燃面的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒失控。因此，為了保證固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作的安全性，必須提升人工脫粘層材料抵抗外界應(yīng)力的能力。
2、cn114953519a公開(kāi)了一種固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)人工脫粘結(jié)構(gòu)單側(cè)裂紋增強(qiáng)模擬件及成型方法，其在結(jié)構(gòu)上將人工脫粘層末端改為平滑的圓弧，降低因存在折角而產(chǎn)生的應(yīng)力集中，但是該方法對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)具有一定限制性，另外絕熱層中引入了高彈尼龍布和橡膠繩，具有絕熱層的耐燒蝕及界面粘接性能降低的風(fēng)險(xiǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種耐應(yīng)力沖擊的絕熱材料及其制備方法，該材料既具有優(yōu)異的應(yīng)力釋放能力，又具有良好的界面粘接性能，可作為人工脫粘層使用。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案是，提供一種耐應(yīng)力沖擊的絕
3、可選地，所述增塑劑為液體石蠟、氯化石蠟、鄰苯二甲酸二丁酯或高芳烴油中的一種或幾種組合物。
4、可選地，所述的補(bǔ)強(qiáng)填料為炭黑和/或白炭黑；耐燒蝕填料為酚醛樹(shù)脂、硼酚醛樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、糠酮醛樹(shù)脂中的一種或幾種；纖維填料為短切狀或漿粕狀的聚酰亞胺纖維、酚醛纖維、聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維、芳綸纖維中的一種及多種組合物。
5、可選地，所述阻燃劑為多磷酸銨、氫氧化鎂、氫氧化鋁中的一種或多種。
6、可選地，所述活性劑為氧化鋅和硬脂酸中的一種或兩種。
7、可選地，所述硫化劑為過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化苯甲酰、(1，4)-雙叔丁基過(guò)氧化二異丙基苯或硫磺中的任意一種或幾種；硫化促進(jìn)劑為促進(jìn)劑tmtd、促進(jìn)劑dm、促進(jìn)劑cz或促進(jìn)劑m中的一種或多種。
8、可選地，增粘劑包括有機(jī)硅環(huán)氧與聚醚嵌段共聚物a組分和固化劑b組分，兩者質(zhì)量比為20~40:?26~52。
9、可選地，有機(jī)硅環(huán)氧與聚醚嵌段共聚物a組分制備時(shí)，先將端羥基有機(jī)硅單體、水和環(huán)氧有機(jī)硅單體混合，加入催化劑升溫至60～80℃制得端環(huán)氧有機(jī)硅硅油；將聚醚單體和水在0~5℃混合，隨后加入環(huán)氧氯丙烷和粉末狀堿升溫至60～80℃制得單環(huán)氧封端聚醚；最后將端環(huán)氧有機(jī)硅硅油與單環(huán)氧封端聚醚和固體催化劑在60～80℃反應(yīng)制得a組分。
10、本專利技術(shù)還涉及所述耐應(yīng)力沖擊的絕熱材料的制備方法，包括以下步驟：
11、s1、在開(kāi)煉機(jī)上加入丁腈橡膠和增塑劑進(jìn)行三段塑煉，膠料每段塑煉后停放24h以上；
12、s2、向密煉機(jī)中按比例依次加入塑煉后的膠料、補(bǔ)強(qiáng)填料、纖維填料、耐燒蝕填料、阻燃劑及活性劑，密煉至均勻混合；
13、s3、將s2中所得膠料投入開(kāi)煉機(jī)上，按比例加入硫化劑、硫化促進(jìn)劑和增粘劑進(jìn)行混煉，然后薄通8-10次，薄通均勻后出片；硫化成型即得。
14、可選地，s1中開(kāi)煉機(jī)輥距為0.25~0.75mm，輥溫控制為40~70℃；s3中硫化成型的溫度為140～160℃，時(shí)間為60～160min。
15、本專利技術(shù)提供的絕熱材料可以用做固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)人工脫粘層。
16、本專利技術(shù)具有以下有益效果：
17、（1）本專利技術(shù)通過(guò)往丁腈橡膠絕熱材料中引入有機(jī)硅環(huán)氧與聚醚嵌段增粘劑，弱極性的聚硅氧烷鏈段分子間作用力弱，有利于聚合物鏈段發(fā)生相對(duì)滑移吸收沖擊帶來(lái)的能量，更好地發(fā)揮應(yīng)力釋放材料的功能。該增粘劑中強(qiáng)極性高柔性聚醚結(jié)構(gòu)與弱極性的聚硅氧烷鏈段可以在一定條件下發(fā)生相分離，形成類似“海島結(jié)構(gòu)”的微球，該結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步降低材料本體的內(nèi)聚力，有利于發(fā)生蠕變適應(yīng)外界沖擊帶來(lái)的應(yīng)力，用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層或人工脫粘層時(shí)吸收發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火快速建壓產(chǎn)生的巨大沖擊力。
18、（2）本專利技術(shù)的耐應(yīng)力沖擊內(nèi)絕熱材料，由于引入的有機(jī)硅材料自身有著優(yōu)異的抗燒蝕性能，可以進(jìn)一步吸收推進(jìn)劑燃燒時(shí)釋放的大量能量，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于內(nèi)絕熱材料的耐燒蝕性能要求；尤其是作為人工脫粘層時(shí)，能充分抵御大量的外界應(yīng)力，保證固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作的安全性。
19、（3）本專利技術(shù)絕熱層中，強(qiáng)極性的高柔性聚醚結(jié)構(gòu)和環(huán)氧固化點(diǎn)可以和丁腈橡膠的強(qiáng)極性相互匹配，產(chǎn)生強(qiáng)相互作用力，保證了良好的界面粘接性能。
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1.一種耐應(yīng)力沖擊的絕熱材料，其特征在于，包括按質(zhì)量份的以下原料：丁腈橡膠90~120份，增塑劑8~30份，補(bǔ)強(qiáng)填料10~30份，耐燒蝕填料10~30份，纖維填料8~30份，阻燃劑5~15份，活性劑4~12份，硫化劑0.25~2份，硫化促進(jìn)劑0.25~2份，增粘劑46~92份；所述增粘劑為有機(jī)硅環(huán)氧與聚醚嵌段共聚物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于：所述增塑劑為液體石蠟、氯化石蠟、鄰苯二甲酸二丁酯或高芳烴油中的一種或幾種組合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于：所述的補(bǔ)強(qiáng)填料為炭黑和/或白炭黑；耐燒蝕填料為酚醛樹(shù)脂、硼酚醛樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、糠酮醛樹(shù)脂中的一種或幾種；纖維填料為短切狀或漿粕狀的聚酰亞胺纖維、酚醛纖維、聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維、芳綸纖維中的一種及多種組合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的材料，其特征在于：所述阻燃劑為多磷酸銨、氫氧化鎂、氫氧化鋁中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于：所述活性劑為氧化鋅和硬脂酸中的一種或兩種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于：所述
7.?根據(jù)權(quán)利要求1~6任意一項(xiàng)所述的材料，其特征在于：增粘劑包括有機(jī)硅環(huán)氧與聚醚嵌段共聚物A組分和固化劑B組分，B組分固化劑為脂肪胺類物質(zhì)；兩者質(zhì)量比為20~40:26~52；使用前混合，即配即用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的材料，其特征在于：有機(jī)硅環(huán)氧與聚醚嵌段共聚物A組分制備時(shí)，先將端羥基有機(jī)硅單體、水和環(huán)氧有機(jī)硅單體混合，加入催化劑升溫至60～80℃制得端環(huán)氧有機(jī)硅硅油；將聚醚單體和水在0~5℃混合，隨后加入環(huán)氧氯丙烷和粉末狀堿升溫至60～80℃制得單環(huán)氧封端聚醚；最后將端環(huán)氧有機(jī)硅硅油與單環(huán)氧封端聚醚和固體催化劑在60～80℃反應(yīng)制得A組分。
9.權(quán)利要求1~8任意一項(xiàng)所述耐應(yīng)力沖擊的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)絕熱材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于：S1中開(kāi)煉機(jī)輥距為0.25~0.75mm，輥溫控制為40~70℃；S3中硫化成型的溫度為140～160℃，時(shí)間為60～160min。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種耐應(yīng)力沖擊的絕熱材料，其特征在于，包括按質(zhì)量份的以下原料：丁腈橡膠90~120份，增塑劑8~30份，補(bǔ)強(qiáng)填料10~30份，耐燒蝕填料10~30份，纖維填料8~30份，阻燃劑5~15份，活性劑4~12份，硫化劑0.25~2份，硫化促進(jìn)劑0.25~2份，增粘劑46~92份；所述增粘劑為有機(jī)硅環(huán)氧與聚醚嵌段共聚物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于：所述增塑劑為液體石蠟、氯化石蠟、鄰苯二甲酸二丁酯或高芳烴油中的一種或幾種組合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于：所述的補(bǔ)強(qiáng)填料為炭黑和/或白炭黑；耐燒蝕填料為酚醛樹(shù)脂、硼酚醛樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、糠酮醛樹(shù)脂中的一種或幾種；纖維填料為短切狀或漿粕狀的聚酰亞胺纖維、酚醛纖維、聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維、芳綸纖維中的一種及多種組合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的材料，其特征在于：所述阻燃劑為多磷酸銨、氫氧化鎂、氫氧化鋁中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于：所述活性劑為氧化鋅和硬脂酸中的一種或兩種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于：所述硫化劑為過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化苯甲酰、...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：向貴鋒，劉超，喻堯，徐紅菊，馬晨輝，房東東，王曉東，張潔，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖北三江航天江河化工科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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