[发明专利]一种热响应自膨胀耐烧蚀硅橡胶材料

说明书

本发明涉及一种热响应自膨胀耐烧蚀硅橡胶材料及其制备方法，该材料的组分包括：苯基硅橡胶、乙烯基硅橡胶、阻燃剂、补强剂、芳纶短切纤维、发泡剂、硫化剂和结构控制剂；本发明材料同时兼顾耐烧蚀和自膨胀功能；本发明材料产品在完全膨胀后仍具有较好的防火性能，在（1000～1100）℃火焰下，燃烧15min不烧穿，试样碳化层致密完整，仍保持密封性能；本发明材料可精确控制起始反应温度及膨胀倍率，并且可根据需要调节；本发明材料具有良好的耐高低温性能。

技术领域

本发明属于航空航天飞行器热防护技术领域，具体涉及一种热响应自膨胀耐烧蚀硅橡胶材料及其制备方法。

背景技术

随着国防技术的不断发展，一些飞行器的飞行速度越来越高，所面临的热环境也越来越严苛，耐烧蚀材料在这类飞行器的防热结构中具有十分重要的作用，一些特殊和关键部位的热防护往往还必须满足设计上的功能性要求，部分产品要求橡胶材料在正常情况下处于非膨胀状态，留出一定的活动间隙，保证结构件的功能，在温度达到设定温度时，要迅速膨胀，封住密封间隙，起到密封和热防护的作用。现有硅橡胶耐烧蚀材料可满足耐烧蚀性能要求，但不具备热响应自膨胀功能。部分硅橡胶材料可实现热响应自膨胀功能，但又无法满足1000℃以上热气流的热防护要求，因此，需研制出一种兼顾耐烧蚀以及自膨胀特性的橡胶材料，满足航空航天飞行器高温下的密封及热防护功能。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明提供一种热响应自膨胀耐烧蚀硅橡胶材料及其制备方法，它兼顾了密封、热防护、自膨胀等功能，满足飞行器的密封和热防护要求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种热响应自膨胀耐烧蚀硅橡胶材料，其组分包括：苯基硅橡胶、乙烯基硅橡胶、阻燃剂、补强剂、芳纶短切纤维、发泡剂、硫化剂和结构控制剂；

各组分的质量份配比如下：

进一步的，所述发泡剂为可膨胀聚合物微球。

进一步的，所述硫化剂为2，4-二氯过氧化苯甲酰。

进一步的，所述结构控制剂为羟基硅油。

一种热响应自膨胀耐烧蚀硅橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：使用双辊开炼机，将辊距调到所需值，在10～50℃辊温下加入基材，所述基材为苯基硅橡胶和乙烯基硅橡胶；

步骤二：双辊开炼机依次加入补强剂、阻燃剂、硫化剂及其结构控制剂，混炼混匀；

步骤三：在双辊开炼机加入芳纶短切纤维，混炼均匀下片；

步骤四：将胶料使用三辊研磨机研磨10～15遍，使芳纶短切纤维在胶料中分散均匀；

步骤五：将研磨后的胶料在双辊开炼机上加入发泡剂混炼均匀下片；

步骤六：下片停放24小时后，用平板硫化机硫化制样测试性能。

本发明的有益效果是：

1.本发明材料同时兼顾耐烧蚀和自膨胀功能；

2.本发明材料产品在完全膨胀后仍具有较好的防火性能，在（1000～1100）℃火焰下，燃烧15min不烧穿，试样碳化层致密完整，仍保持密封性能；

3.本发明材料可精确控制起始反应温度及膨胀倍率，并且可根据需要调节；

4. 本发明材料具有良好的耐高低温性能。

附图说明

图1是本发明热响应自膨胀耐烧蚀硅橡胶（厚度方向膨胀倍率为50%时）的对火面烧蚀图；

图2是本发明材料制样及产品成型工艺中使用的模具结构示意图。