[发明专利]一种橡胶并用型低烧蚀绝热材料及其制备方法

说明书

本方案公开了一种橡胶并用型低烧蚀绝热材料，包括如下质量份的组分：三元乙丙橡胶70‑90份；氯丁橡胶10‑30份；苯并噁嗪10‑30份；硅树脂20‑50份；耐热树脂20‑50份；补强剂5‑15份；有机纤维10‑20份；阻燃剂10‑30份；碳纳米管10‑30份；增塑剂5‑10份；金属氧化物6‑15份；防老剂(RD)1‑2份；硬脂酸1‑2份；硫化剂2‑5份。该材料提高了在过载环境下抗高温粒子的冲刷性能，满足发动机过载下对绝热层抗冲刷性能要求。

技术领域

本发明涉及耐烧蚀材料技术领域，特别涉及一种橡胶并用型低烧蚀绝热材料及其制备方法。

背景技术

固体火箭发动机壳体绝热层是发动机的消极质量的一个重要部分。对复合材料壳体而言，其消极质量通常要占壳体总质量的15％～30％，发动机的消极质量对火箭的性能有着相当大的影响，特别是顶级发动机或卫星的星上发动机，要是能减少1kg消极质量，就可以增大射程7.2km或增加有效载荷1kg。同时为了提高武器作战能力，部分导弹对飞行加速性能和机动性能提出了更高要求，设计横向过载40G。

当发动机进行高机动过载飞行时，由于高温粒子偏转积聚，将使离心力方向的绝热层剧烈燃烧。

目前通过添加耐烧蚀填料来提高绝热材料耐烧蚀性能的方法已经被广泛应用。耐烧蚀填料主要包括纤维填料和粉状填料两种，其主要作用是提高绝热层在高温燃气作用下的隔热效应，保护基体材料产生的炭化层在高速热气流的冲刷下，仍能保有完整性和牢固性，以降低绝热层的烧蚀率。但纤维含量增加，能在一定范围内增加绝热层的耐烧蚀性能，但纤维填料过多，不仅无法提高耐烧蚀性能，而且还会严重影响绝热层的力学性能及工艺性能，生产过程非常困难，而粉体填料过多也会影响绝热层的力学和烧蚀性能，无法有效提升绝热层的耐烧蚀性能。

现有的绝热层材料耐烧蚀性能受过载加速度影响较大，高过载条件下绝热层烧蚀率大幅增加，增加绝热层厚度可达到对发动机进行有效热防护的目的，但同时也减少了发动机的装填系数，减少了武器的射程，因此，为了满足高过载，耐烧蚀、抗冲刷及减少绝热层重量的要求，研制一种低烧蚀、同时具有较好的综合性能和成型工艺的绝热层材料具有十分的重要意义，能够有效提升导弹射程，提升导弹武器的战斗力。

发明内容

本方案的一个目的在于提供一种橡胶并用型低烧蚀绝热材料，该材料提高了在过载环境下抗高温粒子的冲刷性能，满足发动机过载下对绝热层抗冲刷性能要求。

本方案的另一个目的在于提供一种橡胶并用型低烧蚀绝热材料的制备方法。

为达到上述目的，本方案如下：

一种橡胶并用型低烧蚀绝热材料，包括如下质量份的组分：

三元乙丙橡胶70-100份；氯丁橡胶10-30份；苯并噁嗪10-30份；硅树脂20-50份；耐热树脂20-50份；补强剂5-15份；有机纤维10-20份；阻燃剂10-30份；碳纳米管10-30份；增塑剂5-10份；金属氧化物6-15份；防老剂(RD)1-2份；硬脂酸1-2份；硫化剂2-5份。

优选的，所述三元乙丙橡胶为乙烯、丙烯及第三单体的共聚体；所述第三单体为5-亚乙基-2-降冰片烯(乙叉降冰片烯ENB)或双环戊二烯；

优选的，所述三元乙丙橡胶中乙烯质量百分含量为50％-60％，5-亚乙基-2-降冰片烯或双环戊二烯质量百分含量为5％-12％。

优选的，所述氯丁橡胶为非硫调节型氯丁橡胶。

优选的，所述苯并噁嗪为双酚A型苯并噁嗪，双酚F型苯并噁嗪，MDA型苯并噁嗪，DCPD型苯并噁嗪，苯酚型苯并噁嗪和DOPO型苯并噁嗪的一种或几种，优选为双酚A型苯并噁嗪。

优选的，所述硅树脂为固体粉末或结晶型树脂，所述硅树脂包括甲基硅树脂，苯基硅树脂，甲基苯基硅树脂，乙烯基硅树脂，MQ硅树脂，笼型硅倍半氧烷树脂和梯形硅树脂的一种或几种。