碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料及制备方法技术

本发明专利技术提供一种碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料及制备方法。其中，碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料，采用按重量份计的以下材料制成：碳纤维35～45份，三元乙丙橡胶绝热材料55

【技术实现步骤摘要】
碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料及制备方法


[0001]本专利技术属于抗烧蚀材料
，应用在火箭发动机推进器上，具体涉及一种碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料及制备方法。

技术介绍

[0002]碳纤维因其优异的耐烧蚀性能在固体火箭发动机燃烧室绝热层材料领域已被广泛应用，特别是在燃烧室后封头以及烧蚀严重的部位，碳纤维复合材料或复合绝热层对产品的结构完整性起着重要的作用。在公开号CN107057197A名称为《一种碳纤维增强三元乙丙橡胶材料及制备方法》中，提出了以短切纤维增强三元乙丙橡胶的绝热层材料，采用的是炼胶机加工成型，相对于烧蚀严重的工况并不可靠；在公开号CN 105837956A名称为《一种碳纤维增强三元乙丙橡胶抗烧蚀材料及制备方法》中，提出了以碳纤维编织布或碳纤维针织布为增强体的三元乙丙橡胶绝热层，有效提高了绝热层的抗烧蚀和耐冲刷性，但是由于纤维是聚丙烯腈碳纤维为材料，模量较大，成型工艺过程较复杂，而且在实际应用中，因材料本身原因，很容易产生鼓包，存在一定的界面风险。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的主要目的是提供一种碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料及制备方法。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：
[0005]碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料，采用按重量份计的以下材料制成：碳纤维35～45份，三元乙丙橡胶绝热材料55
‑
65份。
[0006]进一步地，所述碳纤维采用采用粘胶丝碳纤维，纤维的长度在30～500mm。<br/>[0007]进一步地，所述三元乙丙橡胶绝热材料按重量份计包括：三元乙丙橡胶80～85份、氧化锌4～8份、硬脂酸1.5～2份、防老剂1～2份、硅烷偶联剂1.5～2份、增塑剂1～2份、氢氧化铝5～8份、硫化剂1～2份。
[0008]进一步地，所述硅烷偶联剂采用KH
‑
570牌号的硅烷偶联剂。
[0009]进一步地，所述增塑剂采用癸二酸二辛酯、3,4
‑
二氨基苯磺酸中的一种。
[0010]本专利技术还提供了一种碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料的制备方法，应用于上述所述的碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料的制备，包括如下步骤：
[0011]步骤1)三元乙丙橡胶绝热材料制备：按照比例称取制备三元乙丙橡胶绝热材料所需的材料，在密炼机或者开放式炼胶机上面混炼成型；
[0012]步骤2)三元乙丙橡胶溶液制备：将三元乙丙橡胶绝热材料在开炼机上面出片，厚度不超过1mm；然后剪成碎片放入容器内，然后倒入设定量的环己烷、正丁醇或甲苯溶剂溶解，溶解质量比为溶剂：胶片＝(5～10):1
[0013]步骤3)混合：在容器内，将碳纤维浸入溶解的三元乙丙橡胶溶液，搅拌均匀，然后晾置12h～24h。
[0014]进一步地，所述溶解剂为环己烷、正丁醇以及甲苯中的一种。
[0015]本申请省略了传统技术中添加酚醛树脂，一方面，通过大量的实验发现，三元乙丙橡胶绝热材料具有很好的相容性，且其碳纤维含量高，在开练制备的过程中，完成可以形成提高其耐烧蚀性能的碳化层，不需要添加酚醛树脂，改变碳纤维和三元乙丙橡胶绝热材料之间的配伍也完全可以达到耐烧蚀性能；另一方面，酚醛树脂固化后材料硬度较高，与三元乙丙橡胶复合使用的时候会因硬度不同而产生一定的收缩应力，界面长贮质量有一点的风险；另外，酚醛树脂固化时有小分子物挥发，复合成型时容易产生鼓包等质量问题。
[0016]本申请采用的碳纤维和三元乙丙橡胶绝热材料之间的配伍，在进行硫化过程中，其界面实现了化学交联，解决了复合绝热层界面粘接力差的质量隐患，同时降低了碳纤维材料的模量，大大降低了碳纤维三元乙丙复合绝热层在长期贮存过程的应力。
[0017]该材料的氧乙炔线烧蚀率不大于0.03mm/s，密度1.1g/cm3～1.2g/cm3，拉伸强度不小于10MPa，与三元乙丙橡胶绝热层的粘接强度不小于5MPa。
具体实施方式
[0018]下面将结合实施例以及具体实施例来详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0019]实施例1：碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料，采用按重量份计的以下材料制成：碳纤维35份，三元乙丙橡胶绝热材料65份。
[0020]实施例2：碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料，采用按重量份计的以下材料制成：碳纤维40份，三元乙丙橡胶绝热材料60份。
[0021]实施例3：碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料，采用按重量份计的以下材料制成：碳纤维45份，三元乙丙橡胶绝热材料55份。
[0022]在上述的实施例1至实施例3中，所述碳纤维采用采用粘胶丝碳纤维，纤维的长度在30～500mm。
[0023]所述三元乙丙橡胶绝热材料按重量份计包括：三元乙丙橡胶80～85份、氧化锌4～8份、硬脂酸1.5～2份、防老剂1～2份、硅烷偶联剂1.5～2份、增塑剂1～2份、氢氧化铝5～8份、硫化剂1～2份。
[0024]进一步地，所述硅烷偶联剂采用KH
‑
570牌号的硅烷偶联剂。
[0025]进一步地，所述增塑剂采用癸二酸二辛酯、3,4
‑
二氨基苯磺酸中的一种。
[0026]本申请省略了传统技术中添加酚醛树脂，一方面，通过大量的实验发现，三元乙丙橡胶绝热材料具有很好的相容性，且其碳纤维含量高，在开练制备的过程中，完成可以形成提高其耐烧蚀性能的碳化层，不需要添加酚醛树脂，改变碳纤维和三元乙丙橡胶绝热材料之间的配伍也完全可以达到耐烧蚀性能；另一方面，酚醛树脂固化后材料硬度较高，与三元乙丙橡胶复合使用的时候会因硬度不同而产生一定的收缩应力，界面长贮质量有一点的风险；另外，酚醛树脂固化时有小分子物挥发，复合成型时容易产生鼓包等质量问题。
[0027]本申请采用的碳纤维和三元乙丙橡胶绝热材料之间的配伍，在进行硫化过程中，其界面实现了化学交联，解决了复合绝热层界面粘接力差的质量隐患，同时降低了碳纤维材料的模量，大大降低了碳纤维三元乙丙复合绝热层在长期贮存过程的应力。
[0028]实施例4：本专利技术还提供了一种一种碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料的
制备方法，应用于上述所述的碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料的制备，包括如下步骤：
[0029]步骤1)三元乙丙橡胶绝热材料制备：按照比例称取制备三元乙丙橡胶绝热材料所需的材料，在密炼机或者开放式炼胶机上面混炼成型；
[0030]步骤2)三元乙丙橡胶溶液制备：将三元乙丙橡胶绝热材料在开炼机上面出片，厚度不超过1mm；然后剪成碎片放入容器内，然后倒入设定量的环己烷、正丁醇或甲苯溶剂溶解，溶解质量比为溶剂：胶片＝(5～10):1
[0031]步骤3)混合：在容器内，将碳纤维浸入溶解的三元乙丙橡胶溶液，搅拌均匀，然后晾置12h～24h。
[0032]所述溶解剂为环己烷、正丁醇以及甲苯中的一种。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料，其特征在于，采用按重量份计的以下材料制成：碳纤维35～45份，三元乙丙橡胶绝热材料55
‑
65份。2.根据权利要求1所述的碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料，其特征在于，所述碳纤维采用采用粘胶丝碳纤维，纤维的长度在30～500mm。3.根据权利要求1所述的碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料，其特征在于，所述三元乙丙橡胶绝热材料按重量份计包括：三元乙丙橡胶80～85份、氧化锌4～8份、硬脂酸1.5～2份、防老剂1～2份、硅烷偶联剂1.5～2份、增塑剂1～2份、氢氧化铝5～8份、硫化剂1～2份。4.根据权利要求3所述的碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂采用KH
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570牌号的硅烷偶联剂。5.根据权利要求3所述的碳纤维增强液体三元乙丙橡胶抗烧蚀材料，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦锋，张新航，刘浪浪，
申请(专利权)人：陕西普利美材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：