[發明專利]一種高溫可發橡膠熱防護材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010377612.8
• 申請日: 2020-05-07
• 公開（公告）號: CN111534124B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 王國輝;張耐民;付繼偉;陳紅波;趙繼亮;林三春;楊若麗;廖錫廣
• 申請（專利權）人: 北京宇航系統工程研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: C08L101/04
• 分類號: C08L101/04;C08K13/02;C08K3/38;C08K3/36;C08K3/26;C08K5/29;C08J5/18
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

本發明涉及一種高溫可發橡膠熱防護材料及其制備方法，這種橡膠材料在高溫環境中可以快速發泡成耐高溫材料，這涉及的是新型橡膠材料技術領域，也是高溫熱防護材料技術領域。沒有添加無機填料的氟橡膠也采用相同的工藝硫化后測試了各項性能，測量結果表明：沒有添加無機填料的氟橡膠邵氏硬度是68，拉伸強度6.9MPa，耐溫性是317℃，耐高溫性能背面溫升495℃；添加無機填料的氟橡膠邵氏硬度為89，添加無機填料的氟橡膠拉伸強度是23.6MPa，耐溫性是355℃，耐高溫性能背溫只有27℃，并且能看到添加無機填料的氟橡膠的厚度明顯增厚，這種在高溫可發泡的橡膠具有非常好的耐瞬時高溫的性能。

技術領域

本發明涉及一種高溫可發橡膠熱防護材料及其制備方法，這種橡膠材料在高溫環境中可以快速發泡成耐高溫材料，這涉及的是新型橡膠材料技術領域，也是高溫熱防護材料技術領域。高溫是指耐150℃。

背景技術

氟橡膠(fluororubber)是指主鏈或側鏈的碳原子上含有氟原子的合成高分子彈性體。氟原子的引入，賦予橡膠優異的耐熱性、抗氧化性、耐油性、耐腐蝕性和耐大氣老化性，在航天、航空、汽車、石油和家用電器等領域得到了廣泛應用，是國防尖端工業中無法替代的關鍵材料。自從1943年以來，先后開發出聚烯烴類氟橡膠、亞硝基氟橡膠、四丙氟橡膠、磷腈氟橡膠以及全氟醚橡膠等品種。氟橡膠的耐高溫性能和硅橡膠一樣，可以說是目前彈性體中最好的。26-41氟膠在250℃下可長期使用，300℃下短期使用；246氟膠耐熱比26-41還好。在300℃×100小時空氣熱老化后的26-41的物性與300℃×100小時熱空氣老化后246型的性能相當，其扯斷伸長率可保持在100％左右，硬度90～95度。246型在350℃熱空氣老化16小時之后保持良好彈性，在400℃熱空氣老化110分鐘之后保持良好彈性，在400℃熱空氣老化110分鐘之后，含有噴霧炭黑、熱裂法炭黑或碳纖維的膠料伸長率上升約1/2～1/3，強度下降1/2左右，仍保持良好的彈性。23-11型氟膠可以在200℃下長期使用，250℃下短期使用。

在航空、航天很多領域需要瞬時耐高溫橡膠材料，并且在受熱之前要具有非常好的柔順性，在工作時要能耐住瞬時高溫，目前，氟橡膠在諸多方面滿足要求，但是，瞬時耐高溫性能仍無法滿足實際需要，在當前發明中，采用向氟橡膠中添加少量的無機填料，在不影響室溫力學性能的情況下，在高溫受熱過程中快速形成耐高溫表層，使得氟橡膠具有更好的耐高溫性能。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提出一種高溫可發橡膠熱防護材料及其制備方法。

本發明的技術解決方案是：

一種高溫可發橡膠熱防護材料，該熱防護材料的原料包括氟橡膠基體和無機填料；無機填料的質量為氟橡膠基體質量的10％-30％；

所述的氟橡膠基體為26型氟橡膠；

所述的無機填料包括硼砂、氣相二氧化硅和碳酸鈣。

一種高溫可發橡膠熱防護材料的制備方法，該方法的步驟包括：

第一步，將無機填料進行混合，混合時采用行星球磨機進行混合，以無水乙醇為溶劑，以氧化鋯磨球為研磨介質，在200～300轉/分鐘轉速下研磨一定30～60分鐘后，然后自然晾干得到無機填料；

第二步，將第一步得到的無機填料添加到氟橡膠基體中，攪拌，攪拌速度為100～150轉/分鐘，攪拌時間為40～60分鐘后得到混合物A；

第三步，將硫化劑添加到第二步得到的混合物A中，硫化劑為第二步得到的混合物A質量的1％-6％，攪拌，攪拌速度為60～90轉/分鐘，攪拌時間為10～20分鐘，得到混合物B；硫化劑是N,N-雙肉桂叉-1,6—己二胺；

第四步，將第三步得到的混合物B進行固化，得到熱防護材料，固化溫度為80～100℃，固化時間為10～20分鐘。