[发明专利]一种碳纤维增强三元乙丙橡胶抗烧蚀材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于固体火箭发动机绝热材料技术领域，具体涉及一种碳纤维增强三元乙丙橡胶抗烧蚀材料。

背景技术

固体火箭发动机通常多采用传统的橡胶基绝热材料，为了解决材料边分解边剥落、无法形成材料碳化层的问题，开发了定长碳纤维(平铺)增强酚醛改性丁腈橡胶绝热材料以及编织碳纤维增强酚醛改性丁腈橡胶绝热材料。该类材料性能优越，但其基体材料为极性体系，虽采用过渡型树脂等可实现与碳纤维与之间的粘接，但始终存在不相容的化学界面，其内部游离物质易迁移至界面，形成富聚现象，对界面造成破坏。从而影响了产品的质量和使用寿命。

发明内容

本发明的目的提供一种碳纤维增强三元乙丙橡胶抗烧蚀材料及制备方法，以解决相容性与迁移难题、达到提高其质量与使用寿命的目的。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种碳纤维增强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：三元乙丙橡胶基体材料15～30份，碳纤维为45～50份，酚醛树脂为20～32份。

其中三元乙丙橡胶基体材料25份，碳纤维为47份，酚醛树脂为28份。

所述三元乙丙橡胶基体材料按重量份计，采用三元乙丙橡胶100份、白炭黑5～8份、硬脂酸0.5～1份、三乙醇胺1份、促进剂M 1～3份、促进剂TMTD 1～2份、热塑性酚醛树脂1～10份、沉降硫磺1～2份制成。

所述三元乙丙橡胶基体材料按重量份计，采用三元乙丙橡胶100份、白炭黑5～8份、硬脂酸0.5～1份、三乙醇胺1份、促进剂M 1～3份、促进剂TMTD 1～2份、热塑性酚醛树脂1～10份、DCP1～4份；

三元乙丙橡胶基体材料通过炼胶工艺完成制备，然后取样硫化，测试其性能，需符合表1中的相关要求，再作为基体材料用于后续制备过程。

抗拉强度断裂伸长率密度线烧蚀率单位MPa％g/cm³mm/s指标≥3.5≥300≤1.05≤0.13

表1

所述的碳纤维为碳纤维编织布或碳纤维针织布，可形成网络结构，起到补强作用和骨架效果。

所述的酚醛树脂为热塑性酚醛树脂、钡酚醛树脂或硼酚醛树脂中的一种或多种；其中钡酚醛树脂和硼酚醛树脂具有更好地耐烧蚀性能，可形成致密碳化结构层。

制备所述的材料的方法，具体步骤为：

1)基体材料制备：按配比称取制备基体材料的原料，经塑炼和混炼制成基体材料，然后测试其性能，满足相关要求后备用；

2)基体材料溶解：将基体材料破碎成小块，采用溶剂溶解，制成胶液；

3)酚醛树脂溶解：在胶液中按配比加入酚醛树脂，充分搅拌后密闭贮存待用；

4)增强材料浸胶：将步骤3)得到的胶液均匀分布于碳纤维材料的各部位，晾干即可得到碳纤维增强三元乙丙橡胶抗烧蚀材料。