【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及固體火箭發動機熱防護材料，具體涉及一種碳纖維增強三元乙丙/聚磷腈耐沖刷絕熱材料及制備方法。
技術介紹
1、固體火箭發動機的絕熱層位于發動機殼體和固體推進劑之間，通過不斷分解和燒蝕，帶走大部分熱量，從而保護發動機殼體免受高溫、高壓燃氣的損害。碳纖維增強耐沖刷絕熱材料作為一種新型熱防護材料，主要由碳纖維增強相和柔性樹脂基體構成，具有高強度、高成炭和耐高溫等優點，常作為固體火箭發動機絕熱層的增強層。三元乙丙橡膠(epdm)具有密度低、耐高溫、耐老化等優點，是目前應用最廣泛的絕熱材料，但因其氧指數較低，燃燒時會產生大量煙霧，容易暴露導彈的發射地點以及軌跡。而聚磷腈(pz)是一種具有少煙、抗沖刷及低燒蝕率等優點的無機聚合物材料，可用于制備低煙阻燃絕熱材料。
2、cn113861699?a中公開了一種抗小分子遷移、低發煙阻燃型耐燒蝕絕熱材料及其制備方法，將聚磷腈彈性體基體、活化劑、補強劑、耐熱填料、耐燒蝕填料等通過固相混煉法或者溶液混合法制得混煉膠，硫化成型后其阻燃性、耐燒蝕性、界面粘接性以及抗小分子遷移性有效提升。
3、cn114773862?a中公開了一種基于聚磷腈體系的絕熱材料、制備方法及應用，以聚膦腈為基體，加入芳綸纖維、碳纖維、酚醛樹脂、氣相法二氧化硅及其他功能助劑等，經混合后制得的絕熱材料具備良好的耐燒蝕和抗沖刷性能。
4、上述聚磷腈材料雖然具有耐燒蝕、抗沖刷的優良性能，但存在導熱率高、成本高的缺陷，且加工難度較大。
技術實現思路
2、本專利技術的技術方案是，提供一種碳纖維增強三元乙丙/聚磷腈耐沖刷絕熱材料，該絕熱材料以碳纖維為骨架，浸漬三元乙丙/聚磷腈膠料后硫化制得；三元乙丙/聚磷腈膠料包括按重量份計的以下成分：三元乙丙橡膠：30~70份，聚磷腈：30~70份，耐燒蝕樹脂：10~20份，阻燃劑：10~15份，硫化劑：0.5~2份，硫化促進劑：0.5~2份。
3、可選地，所述碳纖維為三維碳纖維織物，其面密度為1.8~2.5g/cm2，厚度為4~8mm。
4、可選地，聚磷腈的取代基為芳氧基、芳氨基、烷氧基中的一種或多種。
5、可選地，三元乙丙/聚磷腈膠料符合至少一項以下條件：
6、1）所述耐燒蝕樹脂為酚醛樹脂、苯并噁嗪樹脂、環氧樹脂中的一種或多種；
7、2）所述阻燃劑為多聚磷酸銨、磷酸三苯酯、三聚氰胺氰尿酸鹽中的一種或多種；
8、3）所述硫化劑為硫磺、過氧化二異丙苯、雙叔丁基過氧化二異丙基苯、4,4′-二硫代二嗎啉中的一種或多種；
9、4）所述硫化促進劑為二硫化四甲基秋蘭姆、2-硫醇基苯并噻唑、二丁基二硫氨基甲酸鋅、三烯丙基異氰脲酸酯、n-n′-間苯撐雙馬來酰亞胺中的一種或多種。
10、可選地，三元乙丙/聚磷腈膠料采用溶劑溶解分散后制成膠液。
11、可選地，所述溶劑為丙酮、環己烷、乙醇、甲苯、二甲苯中的一種或多種。
12、本專利技術還涉及所述絕熱材料的制備方法，包括以下步驟：
13、s1、將三元乙丙橡膠和聚磷腈進行塑煉，然后加入耐燒蝕樹脂、阻燃劑、硫化劑和硫化促進劑進行混煉，薄通數次后出片，得到混煉膠生片；
14、s2、將混煉膠生片進行裁剪，加入溶劑混合浸泡，直至形成均勻的膠液；
15、s3、將碳纖維置于膠液中，進行真空浸漬，浸漬完成后干燥后得到c3d/epdm/pz預浸料；
16、s4、預浸料硫化成型即得c3d/epdm/pz耐沖刷絕熱材料。
17、可選地，s1中塑煉溫度為40~60℃，混煉溫度為60~100℃，混煉膠生片的厚度為1.2～1.5mm。
18、可選地，s3中膠液進行預熱后再進行浸漬，預熱溫度為40~50℃。
19、可選地，s4中硫化溫度為150~170℃，硫化壓力為10～15mpa，硫化時間為100~150min。
20、本專利技術具有以下有益效果：
21、1、本專利技術以三維碳纖維織物作為增強相，采用epdm和pz復合基體作浸漬膠液，制備的c3d/epdm/pz耐沖刷絕熱材料較傳統橡膠基絕熱材料具有低煙、阻燃及耐燒蝕等優勢；相比三元乙丙基絕熱材料，其力學性能也更為優異。
22、2、本專利技術采用epdm與pz作為混合基體，pz的加入改善了epdm與其他聚合物的相容性，提升了其界面粘接性能；制備得到的c3d/epdm/pz耐沖刷絕熱材料與epdm絕熱層界面粘接良好。
23、3、本專利技術絕熱材料制備時，采用真空導入工藝使得epdm與pz復合基體膠液附著在三維碳纖維織物上，制備得到的預浸料浸膠均勻，成型質量穩定，生產效率高，能夠適用于大規模生產。
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1.一種碳纖維增強三元乙丙/聚磷腈耐沖刷絕熱材料，其特征在于，該絕熱材料以碳纖維為骨架，浸漬三元乙丙/聚磷腈膠料后硫化制得；三元乙丙/聚磷腈膠料包括按重量份計的以下成分：三元乙丙橡膠：30~70份，聚磷腈：30~70份，耐燒蝕樹脂：10~20份，阻燃劑：10~15份，硫化劑：0.5~2份，硫化促進劑：0.5~2份。
2.根據權利要求1所述的絕熱材料，其特征在于：所述碳纖維為三維碳纖維織物，其面密度為1.8~2.5g/cm2，厚度為4~8mm。
3.根據權利要求1所述的絕熱材料，其特征在于：聚磷腈的取代基為芳氧基、芳氨基、烷氧基中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的絕熱材料，其特征在于，三元乙丙/聚磷腈膠料符合至少一項以下條件：
5.根據權利要求1~4任意一項所述絕熱材料，其特征在于：三元乙丙/聚磷腈膠料采用溶劑溶解分散后制成膠液。
6.根據權利要求5所述的絕熱材料，其特征在于：所述溶劑為丙酮、環己烷、乙醇、甲苯、二甲苯中的一種或多種。
7.權利要求1~6任意一項所述絕熱材料的制備方法，其特征在于，包括以下
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于：S1中塑煉溫度為40~60℃，混煉溫度為60~100℃，混煉膠生片的厚度為1.2～1.5mm。
9.根據權利要求7或8所述的制備方法，其特征在于：S3中膠液進行預熱后再進行浸漬，預熱溫度為40~50℃。
10.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于：S4中硫化溫度為150~170℃，硫化壓力為10～15MPa，硫化時間為100~150min。
...【技術特征摘要】
1.一種碳纖維增強三元乙丙/聚磷腈耐沖刷絕熱材料，其特征在于，該絕熱材料以碳纖維為骨架，浸漬三元乙丙/聚磷腈膠料后硫化制得；三元乙丙/聚磷腈膠料包括按重量份計的以下成分：三元乙丙橡膠：30~70份，聚磷腈：30~70份，耐燒蝕樹脂：10~20份，阻燃劑：10~15份，硫化劑：0.5~2份，硫化促進劑：0.5~2份。
2.根據權利要求1所述的絕熱材料，其特征在于：所述碳纖維為三維碳纖維織物，其面密度為1.8~2.5g/cm2，厚度為4~8mm。
3.根據權利要求1所述的絕熱材料，其特征在于：聚磷腈的取代基為芳氧基、芳氨基、烷氧基中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的絕熱材料，其特征在于，三元乙丙/聚磷腈膠料符合至少一項以下條件：
5.根據權利要求1~4任意一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳子茹，宋策，喻堯，邢俊杰，趙瑞，張成成，張潔，劉超，柴楓，李歡歡，趙暉，
申請(專利權)人：湖北三江航天江河化工科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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