[發明專利]一種橡膠并用型低燒蝕絕熱材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110677360.5
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113292795A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 周俊;王明超;趙敏;強福志;吳磊;陳馨;張冶濤;張琰;林春梅;高夢娜
• 申請（專利權）人: 湖北航天化學技術研究所
• 主分類號: C08L23/16
• 分類號: C08L23/16;C08L11/00;C08L83/04;C08L79/08;C08K3/36;C08K5/09;C08K13/02
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 張彩珍

本方案公開了一種橡膠并用型低燒蝕絕熱材料，包括如下質量份的組分：三元乙丙橡膠70?90份；氯丁橡膠10?30份；苯并噁嗪10?30份；硅樹脂20?50份；耐熱樹脂20?50份；補強劑5?15份；有機纖維10?20份；阻燃劑10?30份；碳納米管10?30份；增塑劑5?10份；金屬氧化物6?15份；防老劑(RD)1?2份；硬脂酸1?2份；硫化劑2?5份。該材料提高了在過載環境下抗高溫粒子的沖刷性能，滿足發動機過載下對絕熱層抗沖刷性能要求。

技術領域

本發明涉及耐燒蝕材料技術領域，特別涉及一種橡膠并用型低燒蝕絕熱材料及其制備方法。

背景技術

固體火箭發動機殼體絕熱層是發動機的消極質量的一個重要部分。對復合材料殼體而言，其消極質量通常要占殼體總質量的15％～30％，發動機的消極質量對火箭的性能有著相當大的影響，特別是頂級發動機或衛星的星上發動機，要是能減少1kg消極質量，就可以增大射程7.2km或增加有效載荷1kg。同時為了提高武器作戰能力，部分導彈對飛行加速性能和機動性能提出了更高要求，設計橫向過載40G。

當發動機進行高機動過載飛行時，由于高溫粒子偏轉積聚，將使離心力方向的絕熱層劇烈燃燒。

目前通過添加耐燒蝕填料來提高絕熱材料耐燒蝕性能的方法已經被廣泛應用。耐燒蝕填料主要包括纖維填料和粉狀填料兩種，其主要作用是提高絕熱層在高溫燃氣作用下的隔熱效應，保護基體材料產生的炭化層在高速熱氣流的沖刷下，仍能保有完整性和牢固性，以降低絕熱層的燒蝕率。但纖維含量增加，能在一定范圍內增加絕熱層的耐燒蝕性能，但纖維填料過多，不僅無法提高耐燒蝕性能，而且還會嚴重影響絕熱層的力學性能及工藝性能，生產過程非常困難，而粉體填料過多也會影響絕熱層的力學和燒蝕性能，無法有效提升絕熱層的耐燒蝕性能。

現有的絕熱層材料耐燒蝕性能受過載加速度影響較大，高過載條件下絕熱層燒蝕率大幅增加，增加絕熱層厚度可達到對發動機進行有效熱防護的目的，但同時也減少了發動機的裝填系數，減少了武器的射程，因此，為了滿足高過載，耐燒蝕、抗沖刷及減少絕熱層重量的要求，研制一種低燒蝕、同時具有較好的綜合性能和成型工藝的絕熱層材料具有十分的重要意義，能夠有效提升導彈射程，提升導彈武器的戰斗力。

發明內容

本方案的一個目的在于提供一種橡膠并用型低燒蝕絕熱材料，該材料提高了在過載環境下抗高溫粒子的沖刷性能，滿足發動機過載下對絕熱層抗沖刷性能要求。

本方案的另一個目的在于提供一種橡膠并用型低燒蝕絕熱材料的制備方法。

為達到上述目的，本方案如下：

一種橡膠并用型低燒蝕絕熱材料，包括如下質量份的組分：

三元乙丙橡膠70-100份；氯丁橡膠10-30份；苯并噁嗪10-30份；硅樹脂20-50份；耐熱樹脂20-50份；補強劑5-15份；有機纖維10-20份；阻燃劑10-30份；碳納米管10-30份；增塑劑5-10份；金屬氧化物6-15份；防老劑(RD)1-2份；硬脂酸1-2份；硫化劑2-5份。

優選的，所述三元乙丙橡膠為乙烯、丙烯及第三單體的共聚體；所述第三單體為5-亞乙基-2-降冰片烯(乙叉降冰片烯ENB)或雙環戊二烯；

優選的，所述三元乙丙橡膠中乙烯質量百分含量為50％-60％，5-亞乙基-2-降冰片烯或雙環戊二烯質量百分含量為5％-12％。

優選的，所述氯丁橡膠為非硫調節型氯丁橡膠。

優選的，所述苯并噁嗪為雙酚A型苯并噁嗪，雙酚F型苯并噁嗪，MDA型苯并噁嗪，DCPD型苯并噁嗪，苯酚型苯并噁嗪和DOPO型苯并噁嗪的一種或幾種，優選為雙酚A型苯并噁嗪。

優選的，所述硅樹脂為固體粉末或結晶型樹脂，所述硅樹脂包括甲基硅樹脂，苯基硅樹脂，甲基苯基硅樹脂，乙烯基硅樹脂，MQ硅樹脂，籠型硅倍半氧烷樹脂和梯形硅樹脂的一種或幾種。