[發明專利]一種鋁合金發動機燃燒室復合內絕熱層及其制備方法

在審

• 申請號: 202210824891.7
• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN115107330A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 吳護林;李忠盛;王旋;叢大龍;張敏;宋凱強;何慶兵;白懿心;丁星星;彭冬;魏子翔
• 申請（專利權）人: 中國兵器裝備集團西南技術工程研究所
• 主分類號: B32B15/06
• 分類號: B32B15/06;B32B7/12;B32B15/20;B32B25/02;B32B25/14;B32B25/16;C08J5/06;C08L23/16;C08L11/00;C08L83/07;C08L9/02;C08L83/04;C08K9/02;C08K9/04
• 代理公司: 重慶晶智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 50229
• 代理人: 李靖

1.一種鋁合金發動機燃燒室復合結構內絕熱層，其特征在于：所述復合結構內絕熱層由陶瓷氧化層、橡膠絕熱層以及結合界面層組成，所述橡膠絕熱層是以三元乙丙橡膠與氯丁橡膠或丁腈橡膠任意比例混合作為橡膠基體，以玄武巖纖維和硅樹脂復合補強形成。

2.如權利要求1所述的一種鋁合金發動機燃燒室復合結構內絕熱層，其特征在于：按照質量份數計，所述橡膠基體為75分-135份、玄武巖纖維為5-25份，硅樹脂為8-26份。

3.如權利要求1或2所述的一種鋁合金發動機燃燒室復合結構內絕熱層，其特征在于：所述橡膠絕熱層中還包含補強劑、有機纖維、增塑劑、偶聯劑、硫化劑、防老劑和促進劑。

4.一種如權利要求3所述的鋁合金發動機燃燒室復合結構內絕熱層的制備方法，其特征在于：依次包括玄武巖纖維的改性，煉膠、制備橡膠復合絕熱筒、制備氧化物陶瓷層和涂膠復合；所述制備橡膠復合絕熱筒是將橡膠基體塑煉后，與補強劑、有機纖維、改性后的玄武巖纖維、硅樹脂、增塑劑、硫化劑、防老劑、促進劑及偶聯劑混煉成生膠，裁剪后進行硫化處理。

5.如權利要求4所述的一種鋁合金發動機燃燒室復合結構內絕熱層的制備方法，其特征在于：所述制備氧化物陶瓷層是對燃燒室殼體進行微弧氧化制備，所述微弧氧化的電流密度為3A/dm²～8A/dm²，脈沖頻率300Hz～1000Hz，占空比10%-25%，微弧氧化時間為60-150min。

6.如權利要求5所述的一種鋁合金發動機燃燒室復合結構內絕熱層的制備方法，其特征在于：所述玄武巖纖維的改性是將玄武巖纖維加入乙酸乙酯中浸泡10-20min，然后再使用濃度為0.5-1.2mol/L的氫氧化鈉溶液浸泡10-30min，取出烘干，最后使用偶聯劑浸泡5-8min，烘干。

7.如權利要求5所述的一種鋁合金發動機燃燒室復合結構內絕熱層的制備方法，其特征在于：所述涂膠復合是通過在氧化物陶瓷層表面以及橡膠絕熱筒表面分別涂膠，進行熱壓粘結形成界面結合層，將絕熱筒粘結在氧化陶瓷層表面，其涂膠膜的厚度均為為5-15μm，涂膠結束后自然晾置30min，將絕熱筒裝配進發動機殼體內部，用氣囊加壓進行硫化粘接。

8.上述硫化粘接的溫度為145-165℃、壓力為0.4-0.8MPa，時間為30-60min。

9.一種鋁合金發動機燃燒室復合內絕熱層的制備方法，其特征在于，按如下步驟進行：

步驟1：將玄武巖纖維加入乙酸乙酯溶液中浸泡10-20min，過濾后用濃度為0.5-1.2mol/L的氫氧化鈉溶液進一步浸泡10-30min，取出烘干，最后使用偶聯劑浸泡5-8min，得改性玄武巖纖維；

步驟2：按照質量份計，將75-135份由三元乙丙橡膠與氯丁橡膠或丁腈橡膠任意比例混合作為橡膠基體，將橡膠基體塑煉5-10min后，依次加入補強劑10-32份、有機纖維2-22份、改性玄武巖纖維5-25份，硅樹脂8-26份、偶聯劑1-5份、增塑劑為8-26份、、硫化劑為1-3份、防老劑為0.5-1.5份、促進劑為1-2份，在55-73℃下混煉5-25min，然后靜置，得到混煉生膠；

步驟3：將混煉生膠剪裁分型，隨模具進行硫化，硫化溫度為135-160℃，壓強為7-12MPa，時間為20-40min，然后靜置冷卻至室溫，制得半硫化狀態的橡膠復合絕熱筒；

步驟4：將鋁合金發動機殼體內部進行微弧氧化，所述微弧氧化的電流密度為3A/dm²～8A/dm²，脈沖頻率300Hz～1000Hz，占空比10%-25%，微弧氧化時間為60-150min，在殼體內壁制備得到具有30-50%孔隙密度的疏松結構氧化陶瓷層；

步驟5：在氧化陶瓷層表面和橡膠復合絕熱筒外表面進行涂膠，涂膠厚度均為5-15μm，自然晾置30min后，將絕熱筒裝配進發動機內部，采用氣囊加壓，進行硫化粘結，硫化粘結溫度為145-165℃，時間為30-60min。