[发明专利]一种三元乙丙绝热材料表面处理方法在审
申请号: | 201410564809.7 | 申请日: | 2014-10-22 |
公开(公告)号: | CN105585727A | 公开(公告)日: | 2016-05-18 |
发明(设计)人: | 詹国柱;楼阳;黄洪勇;吴祝骏;左海丽;邱磊 | 申请(专利权)人: | 上海新力动力设备研究所 |
主分类号: | C08J7/06 | 分类号: | C08J7/06;C08L23/16 |
代理公司: | 上海航天局专利中心 31107 | 代理人: | 郑丹力 |
地址: | 201109 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 三元 绝热材料 表面 处理 方法 | ||
技术领域
本发明涉及固体火箭发动机内绝热材料预处理技术领域,具体地说是涉及一种三元乙丙绝热材料表面处理方法。
背景技术
固体火箭发动机装药的推进剂/衬层/绝热层三种材料间的界面粘接质量直接影响发动机结构的完整性和工作的可靠性,界面脱粘易造成壳体过热、失强而导致发动机失效甚至解体。据报道,国外试验失败的固体火箭发动机中有三分之一是由于界面脱粘所引起,其中推进剂/衬层界面脱粘又是最主要的失效模式。
固体火箭发动机装药界面粘接相比传统的粘接模式更为复杂,在其粘接过程中,固体推进剂和衬层均由多组分料浆固化反应而形成。此外,为满足各自性能的要求,推进剂、衬层和绝热层的高分子网络骨架中含有多种功能助剂以及制备过程中带入的水分等小分子,在基体网络之间以结合或游离的方式共存,发动机装药后,各组件材料中游离的小分子物质将在化学势的驱动下发生迁移,特别是在推进剂和衬层固化反应过程中伴随的活性组分迁移,可导致固化体系偏离设计,甚至无法正常固化,结果表现为界面粘接失效。
研究表明,丁羟推进剂/三元乙丙绝热层粘接体系中近界面推进剂弱强度层的形成机制是:固化剂异氰酸酯分子因从推进剂向衬层迁移,以及绝热层中水分等含活泼氢小分子“穿越”衬层向推进剂迁移并与近界面推进剂中的异氰酸根发生副反应,均使近界面推进剂中的固化剂异氰酸酯被额外损耗,进而导致其固化参数低于推进剂本体的设计值,未能达到较高的固化交联程度,强度降低,成为弱强度层。发动机装药在固化成型过程中,当界面区域,特别是近界面推进剂因固化交联建立的强度不能抵御其固化收缩产生的应力时,则易出现微裂纹甚至脱粘。
发明内容
为解决现有技术存在的问题,本发明提供了一种工艺简单、能显著提高固体火箭发动机装药界面粘接强度、保证装药结构完整的三元乙丙绝热材料表面处理方法。
为实现上述技术方案,本发明所提供的三元乙丙绝热材料表面处理方法,其步骤包括:
步骤一、将硫化成型的三元乙丙绝热材料经过打磨、清洗和烘干后,降温至5~50℃;
步骤二、将表面处理剂均匀涂刷或喷涂于三元乙丙绝热材料表面,使用溶剂时在60~100℃下烘干除去溶剂,形成异氰酸根富集层,从而改善固体推进剂/衬层/绝热层界面粘接性能。
进一步,上述表面处理剂的成份按重量配比由以下组份组成:异氰酸酯,100份;固化催化剂,0~0.2份;增塑剂,0~10份;溶剂,0~2000份。
进一步,表面处理剂的用量按三元乙丙绝热材料单位投影面积上异氰酸根-NCO摩尔数控制,其范围为0.1mol/m2~0.6mol/m2。
与现有技术相比,本发明的优点包括:
1.表面处理工艺简单,易实施;
2.能够消除近界面推进剂弱强度层,提高固体火箭发动机装药界面的粘接强度。
附图说明
图1为本发明所提供的一种三元乙丙绝热材料表面处理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的使用进行说明。参见示出本发明实施例的附图,下文将更详细地描述本发明。然而,本发明可以以许多不同形式实现,并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。
实施例1
预先将二月桂酸二丁基锡与癸二酸二辛酯按重量比5:95配制成溶液。在室温下,分别将100g改性六次甲基多异氰酸酯、1g二月桂酸二丁基锡-癸二酸二辛酯溶液、1000g醋酸乙酯加入混合容器中,搅拌均匀,即制成表面处理剂。
将硫化成型的三元乙丙绝热材料试件经过打磨、清洗和烘干后,降温至25℃,然后将上述表面处理剂按异氰酸根-NCO在三元乙丙绝热材料单位投影面积上的摩尔数为0.3mol/m2的用量均匀涂刷于三元乙丙绝热材料表面,然后置于80℃下烘干1小时除去溶剂,制作丁羟推进剂/三元乙丙绝热层装药界面粘接试件,测得推进剂本体抗拉强度为979kPa,联合扯离强度为941kPa,较未处理试件的联合扯离强度提高了478kPa。
实施例2
在室温下,分别将100g改性六次甲基多异氰酸酯、500g醋酸乙酯加入混合容器中,搅拌均匀,即制成表面处理剂。
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