本发明专利技术涉及一种在三元乙丙绝热材料成型复杂工况环境下，耐高温防降解的长寿命高温硫化硅橡胶材料，专用于制备航天固体火箭发动机内衬成型辅助气囊。其配方组分（重量）为硅橡胶胶料100份，气相白炭黑30~50份，耐老化添加剂A 5~10份，耐老化添加剂B 1~3份，耐老化添加剂C 5~10份，硅氮烷5~10份，硫化剂1~3份，用所述硅橡胶制备气囊模具的过程为混炼、返炼、成型、一段硫化、粘接、二段硫化，用所述硅橡胶在密封状态、温度150℃、压力0.5MPa、三元乙丙橡胶绝热层复合材料存在下，经200小时使用不失效，可应用于航天固体火箭发动机等各型压力容器的内衬成型辅助气囊材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航天固体火箭发动机
，特别涉及一种固体火箭发动机内衬成 型如固体火箭发动机内绝热层成型用娃橡胶复合材料及其制备方法。
技术介绍
航天用固体火箭发动机内衬成型普遍采用一种娃橡胶气囊辅助成型工艺，其主要 原理是将气囊作为复合材料成型时的芯模，通过内压的调控对复合材料昆体施压，并使之 固化成型。娃橡胶气囊芯模具有柔性，和模压成型相比，易于实现复杂结构件的整体成型、 装、脱模简便快捷，可节省大量工时，简化成型工艺流程，相对传统金属和其他聚合物芯模， 具有明显的成本优势。 用于气囊辅助成型工艺的专用娃橡胶材料要求有较高的热稳定性和综合耐老化 性能，在热和压力下耐变质或耐软化，重复使用后尺寸稳定、高拉伸模量、高撕裂强度、高断 裂伸长率等等。例如，应用于固体火箭发动机内衬成型的娃橡胶气囊，由于长期处于温度 15(TC、内压0. 1~0. 7MPa的封闭环境中，要耐受组成复杂的内衬材料(包含橡胶、各类无机 填料、增容剂、助剂、阻燃剂、催化剂、交联剂等）的反复物理和化学作用，对材料耐热、耐化 学作用、耐过氧化物、耐压等综合耐老化性能提出了很高的要求。目前商业化的相关产品， 采用110-2胶为基体的材料制成，添加白炭黑、Η氧二铁等填料和添加剂，在该环境下的经 6小时老化，解创后发现娃橡胶已严重发粘，发生了降解反应。 此外，在现有技术中，耐高温、不老化、不降解硫化娃橡胶很多。比如在中国专利 《防降解室温硫化娃橡胶》，授权公告号为CN1410487A公开了一种密封状态下经24小时 15(TC高温，不老化、不降解的灌封胶，但尚未发现满足类似固体火箭发动机送类固体火箭 发动机内衬成型工况环境(密封状态、温度15(TC、压力0. 1~0. 7MPa、H元己丙绝热层材料 及其分解产物)且能够使用200小时的长寿命硫化娃橡胶材料的技术。此外，将聚四氣己帰、 改性碳纳米管、壳聚糖和过渡金属氧化物协同用作娃橡胶材料的耐老化添加剂也至今未见 报道。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术解决问题是提供一种固体火箭发动机内衬成型用娃 橡胶气囊材料的配方及其制备方法，W大幅延长娃橡胶气囊材料在密闭复杂工况环境下的 使用寿命，提高固体火箭发动机内衬成型的可靠性。本专利技术所提供的娃橡胶气囊模具材料 适用于固体火箭发动机的内衬成型。 本专利技术的娃橡胶气囊材料可W通过一定气压固定于固体火箭发动机内衬表面，起 到支撑内衬成型的作用，W保证内衬的完整性和工作的可靠性。该固体火箭发动机内衬成 型用娃橡胶气囊材料，按照重量配比包括W下组分： (1) 娃橡胶胶料 100-120份； (2) 耐老化添加剂A 5-10份； (3) 耐老化添加剂B 1~3份； (4) 耐老化添加剂C 5~10份； (5) 补强填料 30-50份； (6) 硫化剂 0.5-3份； (7) 结构化控制剂 5~12份； (8) 偶联剂 1~5份。 (9)工艺助剂 5~10份。 进一步，所述娃橡胶胶料为甲基己帰基娃橡胶、苯基娃橡胶中的一种或两种。 进一步，所述耐老化添加剂A为儘、铁、饰的单一或复合氧化物。 本专利技术的另一个目的是提供一种上述娃橡胶气囊材料的制备方法，使用娃橡胶气 囊材料的工艺过程为： 首先，在室温条件下，依次按重量配比将基体树脂、补强填料、耐过氧化物添加剂放入 开炼机中进行室温混炼。 破胶后将漉距调至2mm ;包漉后缓慢加入娃焼偶联剂、结构控制剂；混匀后加入硫 化剂，混匀后下片。 接着，按照型号需求通过螺杆挤出机和压机将胶料压制成一定厚度的胶块，将胶 块在两漉机上出片(厚度2mm); 最后按照容器型号要求制作模具，将上述娃橡胶生片包在模具上，通过整形、压延搭接 边等工序是气囊尺寸符合图纸要求，然后在常压下进行一段硫化，传热介质为热空气，硫化 温度160~17(TC，硫化时间30min ;检查气囊的气密性，合格则进行二段硫化。 本专利技术具有W下有益效果： (1)本专利技术的娃橡胶气囊材料代替现有产品，使固体火箭发动机内衬成型的气囊寿命 延长至200小时，成型工艺过程的气囊成本由每100次10万元降低到1万5千元W下，而 且该硫化橡胶使用方便，易于保持，原材料容易取得。 (2)使用该娃橡胶气囊材料，能够放置高温硫化娃橡胶在密封状态下发生高温降 解反应，解决了质量隐患，防止产品报废，在很大程度上提高了产品的可靠性和寿命。【具体实施方式】 W下结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述。 本专利技术的固体火箭发动机内衬成型用娃橡胶气囊材料，按照重量配比包括W下组 分： (1) 娃橡胶胶料 100-120份； (2) 耐老化添加剂A 5-10份； (3) 耐老化添加剂B 1~3份； (4) 耐老化添加剂C 5~10份； (5) 补强填料 30-50份； (6) 硫化剂 0.5-3份； (7) 结构化控制剂 5~12份； (8)偶联剂 1~5份。[001引 （9)工艺助剂 5~10份。 进一步，所述娃橡胶胶料为甲基己帰基娃橡胶、苯基娃橡胶(包括低、中、高Η种） 中的一种或两种，是娃橡胶气囊模具材料的基体胶料。采用特种结构的娃橡胶可增加生胶 主链的位阻，阻止娃橡胶主链重排降解，从而大幅度提高娃橡胶复合材料的耐温性能。 优选地，所述耐老化添加剂A为过渡金属混合氧化物。该类化合物能通过阻止自 由基的链增长，减少活性氧对娃橡胶侧基的攻击，从而明显减轻娃橡胶的热分解老化。通过 制备送几类化合物的复合物可W有效发挥出它们对复杂工况环境下耐老化的协同作用。其 制备工艺如下；在室温条件下，采用溶胶凝胶法制备媒、钻、铜、锡、儘、铁、饰、铜等两种或数 种复合氧化物凝胶，将凝胶置于110°C烘干过夜，40(TC预烧lh，80(TC般烧化，冷却后得到 复合氧化物样品，在0~30°C密封干燥处保存。 进一步，所述耐老化添加剂B为居基或氨基改性多壁碳纳米管材料或低分子壳聚糖中 的一种或两种。碳纳米管材料在娃橡胶中比较难分散，因此需要先采用W下预分散工艺进 行处理：将碳纳米管加入到适量二甲苯中，超声分散1小时左右。将少量多己帰基液体娃橡 胶加入到二甲苯溶液中，充分揽拌溶解后，一边进行揽拌超声一边W少量多次的方式加入 上述碳纳米管的二甲苯溶液，加入完成后继续超声30min。然后迅速脱去二甲苯，密封好备 用。低分子量的壳聚糖在清楚超氧阴离子和居基自由基方面优于高分子量的壳聚糖，可直 接添加或配合改性碳纳米管协同在娃橡胶中使用。 进一步，所述耐老化添加剂C为聚四氣己帰乳液或聚四氣己帰超细粉中的一种或 两种。送类材料具有很高的分散性，能与其他材料均匀共混。耐强酸、强碱、强氧化剂。 进一步，所述补强填料是气相白炭黑、高强度白炭黑、己快炭黑、娃藻±、蒙脱±等 填充剂，其中白炭黑的牌号包括M5、Ts720、S-600、皿-612或皿-620、纳米白炭黑W及吉必 胜娃焼化白炭黑中的一种或数种。白炭黑对娃橡胶的补强作用被认为是娃橡胶生胶分子较 易吸附在分散的Si〇2粒子表面，使粒子间距离小于粒子白身直径，生胶分子的部分链节顺 序排列，从而产生结晶化效果，强化了吸附层内分子间的吸引力；另外，生胶分子中的Si-0 键或其端居基可与Si〇2表面的Si-OH基形成物理或化学结合，使硫化胶的物理力学性能提 高。不同本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固体火箭发动机内衬成型用硅橡胶气囊材料，其特征在于，所述硅橡胶组分包括按重量计为：硅橡胶胶料，100份；耐老化添加剂A，5‑10份；耐老化添加剂B，1~3份；耐老化添加剂C， 5~10份补强填料，30‑50份；硫化剂，0.5‑3份；结构化控制剂，5~12份；偶联剂，1~5份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱小飞，杨科，李琳，黄洪勇，
申请(专利权)人：上海新力动力设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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