[發(fā)明專利]一種帶藥纏繞復(fù)合殼體成型用低溫固化膠粘劑及制備方法

在審

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• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112175569A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈兆宏;王旭波;翟杰明;溫彥威;賀建森;吳戰(zhàn)武;詹國柱;黃洪勇
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天化工應(yīng)用研究所
• 主分類號: C09J175/14
• 分類號: C09J175/14;C09J11/04;C09J11/08;C09J11/06;C08G18/69;C08G18/65;C08G18/58;C08G18/32
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

本發(fā)明提供了一種帶藥纏繞復(fù)合殼體成型用低溫固化膠粘劑及制備方法，該低溫固化膠粘劑包括粘合劑、擴(kuò)鏈劑、交聯(lián)劑、補(bǔ)強(qiáng)填料、偶聯(lián)劑、增粘樹脂、增塑劑、固化催化劑和固化劑。通過將固化催化劑和增塑劑配制成溶液；將偶聯(lián)劑、補(bǔ)強(qiáng)填料和增粘樹脂混合；將粘合劑、擴(kuò)鏈劑、交聯(lián)劑、固化催化劑與增塑劑的溶液、補(bǔ)強(qiáng)填料、偶聯(lián)劑與增粘樹脂的組合物攪拌均勻；加入固化劑后攪拌均勻，真空脫氣制得。本發(fā)明中的膠粘劑，可以實(shí)現(xiàn)低溫固化，制備過程方便，易于施工，絕熱層與絕熱層、絕熱層與殼體復(fù)合材料間具有良好的粘接性能，剪切強(qiáng)度可達(dá)到2MPa以上，能夠滿足帶藥纏繞復(fù)合殼體發(fā)動(dòng)機(jī)的使用要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于膠粘材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種帶藥纏繞復(fù)合殼體成型用低溫固化膠粘劑及制備方法。

背景技術(shù)

隨著新型高性能復(fù)合材料的不斷出現(xiàn)和迅速發(fā)展，用纖維纏繞復(fù)合材料制造的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體已成為評價(jià)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)性能水平的重要標(biāo)志之一。而在復(fù)合殼體固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造工藝中，帶藥柱纏繞新工藝與先纏繞殼體后澆藥的工藝相比，省去了傳統(tǒng)工藝中必要的芯模工裝和芯模制作，工藝比較簡單，同時(shí)，新工藝的藥柱和其他組件是單個(gè)成型，推進(jìn)劑澆注固化后與絕熱層的脫粘問題可及時(shí)發(fā)現(xiàn)，在形成“組裝芯模”之前可檢驗(yàn)，保證燃燒室裝藥的產(chǎn)品質(zhì)量。

固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體多采用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料制備而成，由于復(fù)合殼體本身的密封性達(dá)不到發(fā)動(dòng)機(jī)工作的要求且殼體經(jīng)受不住推進(jìn)劑燃?xì)獾臎_刷，因此殼體內(nèi)需要使用絕熱層進(jìn)行熱防護(hù)，絕熱層通常為三元乙丙橡膠絕熱層。由于三元乙丙橡膠的飽和鏈結(jié)構(gòu)、極低的不飽和度和非極性特點(diǎn)，再加上帶藥纏繞前絕熱層已經(jīng)硫化，使得帶藥纏繞時(shí)絕熱層與樹脂基復(fù)合材料制備的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、絕熱層與絕熱層間粘接變得十分困難。

絕熱層在燃燒室內(nèi)與藥柱直接接觸，在固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，內(nèi)部的工況十分惡劣，溫度可達(dá)到2600～3400℃，瞬間壓力可達(dá)15～20MPa，所以這就對絕熱層與殼體材料的粘接提出了較高的要求，否則內(nèi)部絕熱層一旦在工作的情況中發(fā)生了失效將不可設(shè)想。另外，由于推進(jìn)劑藥柱已經(jīng)固化成型，為保證安全性，殼體纏繞與膠粘劑固化的溫度不得高于75℃。

因此，基于對帶藥纏繞固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體提出的要求，迫切需要一種低溫固化的膠粘劑從而高效率的解決已硫化絕熱層與已硫化絕熱層、已硫化絕熱層與纏繞復(fù)合殼體的粘接問題進(jìn)而保證發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，提供了一種帶藥纏繞復(fù)合殼體成型用低溫固化膠粘劑及制備方法，用于帶藥纏繞復(fù)合殼體中絕熱層與絕熱層、絕熱層與纏繞殼體復(fù)合材料的界面粘接，膠粘劑可在低溫條件下(50℃～75℃)固化并獲得良好的粘接性能，從而完成本發(fā)明。

本發(fā)明提供了的技術(shù)方案如下：

第一方面，一種帶藥纏繞復(fù)合殼體成型用低溫固化膠粘劑，包括如下質(zhì)量份的原料：

粘合劑，其中，端羥基低聚物100份，液體樹脂5～25份；

擴(kuò)鏈劑，2～10份；

交聯(lián)劑，0.5～5份；

補(bǔ)強(qiáng)填料，2～20份；

偶聯(lián)劑，0.5～2份；

增粘樹脂，2～10份；

增塑劑，6～20份；

固化催化劑，0.005～0.10份；

固化劑，用量由固化參數(shù)計(jì)算得到。

其中，所述固化參數(shù)為固化劑中-NCO的摩爾數(shù)與整體原料組分中-OH和-NH的摩爾數(shù)之和的比值，其值范圍為1.05～1.25，優(yōu)選為1.10～1.20；