[发明专利]一种耐烧蚀橡胶型绝热层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐烧蚀橡胶型绝热层及其制备方法，采用了聚苯硫醚纤维，并配合二氧化硅、耐热碳填料、金属氧化物、芳纶纤维等其它助剂体系，使其显著改善绝热材料的耐烧蚀性能，使用70‑100份三元乙丙橡胶、0‑30份氯丁橡胶、20‑40份二氧化硅、6‑15份金属氧化物、10‑30份耐热填料、10‑30份耐热纤维、3‑6份交联剂，通过双辊开炼和热压硫化成型获得本发明，本发明含有聚苯硫醚纤维填充的耐烧蚀橡胶型绝热层耐烧蚀性能优异。该材料适用于要求耐高温烧蚀的热防护领域，特别适用于瞬时高温的烧蚀热防护技术领域。

技术领域

本发明涉及耐热材料技术领域，具体是一种耐烧蚀橡胶型绝热层及其制备方法。

背景技术

耐烧蚀材料是指在热流作用下，材料本身发生分解、熔化、蒸发、升华等多种吸热的物理化学变化，借材料自身质量消耗带走大量热量或形成致密防护层，从而阻止热传导到材料的内部结构中造成损害的材料。绝热层作为一种位于固体推进剂和壳体之间的特殊耐烧蚀材料，是很多飞行器和导弹武器中高性能固体火箭发动机的重要组成部分。在发动机工作过程中，绝热层直接暴露在高温火焰(3000～4000℃)和高速气流及推进剂燃烧产生的高速粒子中。目前常用绝热层根据基体材料可以分为三种：橡胶型绝热材料，是以橡胶类弹性体为基体添加耐烧蚀填料制得；树脂型绝热材料，以树脂为基体添加耐烧蚀填料制得；同时近年来开始出现两者并用的耐烧蚀绝热材料。

一般情况下，柔性弹性体，如丁腈橡胶(NBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)和硅橡胶等，由于工艺性能好、密度低、热导率低，常用作橡胶型绝热层的基体材料。然而，单独的弹性体材料在炭化后并不能形成较高强度的炭层，需要加入耐烧蚀纤维等，从而保护基体炭化层在高温气流冲刷下的完整性和牢固性，降低烧蚀率。同时随着固体推进剂能量的不断提高，对绝热层的耐烧蚀性能和抗冲刷性能提出更高的要求。

近年来，国内外对耐烧蚀纤维在橡胶型绝热材料中的应用开展了广泛的研究，并且取得了很多成果。耐烧蚀纤维主要包括石棉纤维、碳纤维、玻璃纤维、高硅氧纤维等无机纤维和芳纶纤维、酚醛纤维、聚对亚苯基苯并双恶唑(PBO)纤维等有机纤维。目前芳纶纤维以其高强度、高模量、低密度、耐高温、化学稳定性好等优点广泛应用于绝热材料。聚苯硫醚(PPS)纤维以其优异耐热性、耐腐蚀性和阻燃性，广泛应用于环境保护、化学工业过滤和军事等领域，其中日本大和纺织公司已将PPS纤维开发为工业滤布，用于烟道和化学品过滤领域。但是目前聚苯硫醚纤维单独或与芳纶纤维复合应用于耐烧蚀橡胶型绝热材料的报道尚无。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种耐烧蚀橡胶型绝热层及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：一种耐烧蚀橡胶型绝热层，由下述质量份的组分构成：

优选的，所述的三元乙丙橡胶的第三单体为乙叉降冰片烯ENB，乙烯含量为53.0％～59.0％，碘值为每百克ENB中有19～25g。

优选的，所述的氯丁橡胶为非硫调型氯丁橡胶。

优选的，所述的二氧化硅为市售通用二氧化硅微粉，包括但不限定沉淀法及气相制备二氧化硅。

优选的，所述的金属氧化物为氧化镁、氧化锌的混合体系。

优选的，所述的耐热纤维为PPS纤维、芳纶纤维中的一种或它们的混合体系，且其中PPS纤维的质量百分数为50％～100％。

优选的，所述得耐热碳填料为炭黑、碳纤维中的一种或它们的混合体系。