【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚氨酯，具体涉及一种聚氨酯端包材料及其使用方法。
技术介绍
1、端包材料是位于固体发动机药柱与内绝热材料界面之间的包覆材料，主要起到包覆封端和一定的阻燃作用。目前传统端包技术普遍使用衬层材料作为端包材料，通过手工涂覆完成药柱端面包覆作业。其中衬层主要包含端羟基聚丁二烯和固化剂、填料等组分，在实际端面包覆过程中难以避免存在以下问题：（1）衬层材料的耐烧蚀性能较差，氧-乙炔线烧蚀率＞0.7mm/s，在发动机工作时起到的限燃作用有限，可能导致燃面扩展到药柱端面，影响发动机正常工作。（2）固化效率低，常温下需15天才能固化完全，导致了发动机长时间竖立占用脱模工位，影响生产进度。（3）与固体发动机药柱和内绝热材料界面粘接性能较弱，且与药柱的界面相容性不佳，存在一定的界面风险。
2、聚氨酯材料因其常温快速固化特性、较为优良的本体及界面性能，已广泛应用于管道防腐、涂料及胶粘剂领域。近年来耐烧蚀聚氨酯材料被报道应用于固体发动机内绝热层材料，展现出热稳定性、耐老化性能优异、固化效率高且成型简单等优势。聚氨酯材料应用于端包材料领域有望提升端包材料本体及界面性能，大幅提高固体发动机药柱端包效率、提升端面包覆质量。
3、目前阻碍聚氨酯应用于端面包覆材料的问题有：（1）固化时间的调控。固化时间太短不利于实际包覆工艺的进行，固化时间太长影响端包效率；（2）力学、耐烧蚀性能调控。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种聚氨酯端包材料及其使用方法，可解决传统端包材料固化效率低
2、为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种聚氨酯端包材料，包含a组分和b组分，按质量百分数计，其中a组分为异氰酸酯半预聚物80%~91%、纤维5%~10%、补强剂4%~10%；b组分为端氨基聚醚和/或胺类扩链剂80%~94%、阻燃剂4%~10%、轻质填料2%~10%。
3、进一步地，所述异氰酸酯半预聚物为六亚甲基二异氰酸酯（hdi）、苯二亚甲基二异氰酸酯（xdi）、二环己基亚甲基二异氰酸酯（mdi）、甲基环亚己基二异氰酸酯（tdi）和异佛尔酮二异氰酸酯（ipdi）中的一种或多种。
4、进一步地，所述纤维为聚酰亚胺纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维及碳纤维中的一种或多种。
5、进一步地，所述补强剂为炭黑、白炭黑、陶土及碳酸钙中的一种或多种。
6、进一步地，所述端氨基聚醚为聚氧化丙烯二胺、聚氧化丙烯三胺（t-403，t-3000，t-5000）、ppg-peg-ppg共聚醚二胺及ppg-ptmeg-ppg嵌段共聚醚二胺中的一种或多种；胺类扩链剂为3,5-二甲硫基甲苯二胺、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷（moca）、二乙基甲苯二胺（detda）、4,4'-亚甲基-双（3-氯-2,6-二乙基苯胺）（mcdea）及双仲丁胺基二苯基甲烷（mdba）的一种或多种。
7、进一步地，所述阻燃剂为甲基膦酸二甲酯（dmmp）、聚磷酸铵（app）、三聚氰胺磷酸盐（fr-np）、氢氧化铝（ath）及氢氧化镁（mth）中的一种或多种。
8、进一步地，所述轻质填料为煤灰粉、珍珠岩、真空玻璃微球和漂珠中的一种或多种。
9、进一步地，a组分与b组分的质量比1.2~1.8：1。
10、本专利技术还涉及所述的聚氨酯端包材料在固体发动机药柱端面包覆中的应用。
11、具体的使用步骤为：
12、s1、使用前根据a、b组分的配方及用量分别配置；
13、s2、将a组分和b组分混合均匀，混合后15min内完成涂刷操作，室温固化后即完成操作。
14、在保证端包材料耐烧蚀性能的同时，需保证其本体性能满足发动机使用要求。本专利技术通过筛选固化时间合适的聚氨酯组分、调节a/b组分比例及固体填料组分用量可调控固化时间和本体性能，实现聚氨酯端包材料梯度化制备。
15、本专利技术具有以下有益效果：
16、1、本专利技术提供的端包材料的基础配方体系为聚氨酯基体树脂，与药柱界面粘接能力强、相容性较好，可在常温下与药柱共固化，极大提高端包效率、提高端包质量。
17、2、本专利技术在聚氨酯树脂基础上，可通过调节配方中纤维、补强剂、阻燃剂和轻质填料等固体填料种类及用量调控端包材料密度、力学、烧蚀等性能，兼具固体发动机对药柱端包材料烧蚀、力学、界面等性能要求以及端包工艺对材料配方的粘度、固化时间等工艺要求，实现不同位置端包材料功能梯度制备。
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1.一种聚氨酯端包材料，其特征在于：包含A组分和B组分，按质量百分数计，其中A组分为异氰酸酯半预聚物80%~91%、纤维5%~10%、补强剂4%~10%；B组分为端氨基聚醚和/或胺类扩链剂80%~94%、阻燃剂4%~10%、轻质填料2%~10%。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯端包材料，其特征在于：所述异氰酸酯半预聚物为六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI）、二环己基亚甲基二异氰酸酯（MDI）、甲基环亚己基二异氰酸酯（TDI）和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯端包材料，其特征在于：所述纤维为聚酰亚胺纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维及碳纤维中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯端包材料，其特征在于：所述补强剂为炭黑、白炭黑、陶土及碳酸钙中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯端包材料，其特征在于：所述端氨基聚醚为聚氧化丙烯二胺、聚氧化丙烯三胺、PPG-PEG-PPG共聚醚二胺及PPG-PTMEG-PPG嵌段共聚醚二胺中的一种或多种；胺类扩链剂为3,5-二甲
6.根据权利要求1所述的聚氨酯端包材料，其特征在于：所述阻燃剂为甲基膦酸二甲酯（DMMP）、聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺磷酸盐（FR-NP）、氢氧化铝（ATH）及氢氧化镁（MTH）中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯端包材料，其特征在于：所述轻质填料为煤灰粉、珍珠岩、真空玻璃微球和漂珠中的一种或多种。
8.根据权利要求1~7任意一项所述的聚氨酯端包材料，其特征在于：A组分与B组分的质量比1.2~1.8：1。
9.权利要求1~8任意一项所述的聚氨酯端包材料在固体发动机药柱端面包覆中的应用。
10.权利要求9所述的应用，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯端包材料，其特征在于：包含a组分和b组分，按质量百分数计，其中a组分为异氰酸酯半预聚物80%~91%、纤维5%~10%、补强剂4%~10%；b组分为端氨基聚醚和/或胺类扩链剂80%~94%、阻燃剂4%~10%、轻质填料2%~10%。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯端包材料，其特征在于：所述异氰酸酯半预聚物为六亚甲基二异氰酸酯（hdi）、苯二亚甲基二异氰酸酯（xdi）、二环己基亚甲基二异氰酸酯（mdi）、甲基环亚己基二异氰酸酯（tdi）和异佛尔酮二异氰酸酯（ipdi）中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯端包材料，其特征在于：所述纤维为聚酰亚胺纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维及碳纤维中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯端包材料，其特征在于：所述补强剂为炭黑、白炭黑、陶土及碳酸钙中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯端包材料，其特征在于：所述端氨基聚醚为聚氧化丙烯二胺、聚氧化丙烯三胺、ppg-peg-ppg共聚醚...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋策，余景景，陈子茹，刘超，喻尧，赵瑞，
申请(专利权)人：湖北三江航天江河化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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