【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固体火箭发动机热防护材料，具体涉及一种碳纤维增强三元乙丙/聚磷腈耐冲刷绝热材料及制备方法。
技术介绍
1、固体火箭发动机的绝热层位于发动机壳体和固体推进剂之间，通过不断分解和烧蚀，带走大部分热量，从而保护发动机壳体免受高温、高压燃气的损害。碳纤维增强耐冲刷绝热材料作为一种新型热防护材料，主要由碳纤维增强相和柔性树脂基体构成，具有高强度、高成炭和耐高温等优点，常作为固体火箭发动机绝热层的增强层。三元乙丙橡胶(epdm)具有密度低、耐高温、耐老化等优点，是目前应用最广泛的绝热材料，但因其氧指数较低，燃烧时会产生大量烟雾，容易暴露导弹的发射地点以及轨迹。而聚磷腈(pz)是一种具有少烟、抗冲刷及低烧蚀率等优点的无机聚合物材料，可用于制备低烟阻燃绝热材料。
2、cn113861699 a中公开了一种抗小分子迁移、低发烟阻燃型耐烧蚀绝热材料及其制备方法，将聚磷腈弹性体基体、活化剂、补强剂、耐热填料、耐烧蚀填料等通过固相混炼法或者溶液混合法制得混炼胶，硫化成型后其阻燃性、耐烧蚀性、界面粘接性以及抗小分子迁移性有效提升。
3、cn114773862 a中公开了一种基于聚磷腈体系的绝热材料、制备方法及应用，以聚膦腈为基体，加入芳纶纤维、碳纤维、酚醛树脂、气相法二氧化硅及其他功能助剂等，经混合后制得的绝热材料具备良好的耐烧蚀和抗冲刷性能。
4、上述聚磷腈材料虽然具有耐烧蚀、抗冲刷的优良性能，但存在导热率高、成本高的缺陷，且加工难度较大。
技术实现思路
2、本专利技术的技术方案是，提供一种碳纤维增强三元乙丙/聚磷腈耐冲刷绝热材料，该绝热材料以碳纤维为骨架，浸渍三元乙丙/聚磷腈胶料后硫化制得；三元乙丙/聚磷腈胶料包括按重量份计的以下成分：三元乙丙橡胶：30~70份，聚磷腈：30~70份，耐烧蚀树脂：10~20份，阻燃剂：10~15份，硫化剂：0.5~2份，硫化促进剂：0.5~2份。
3、可选地，所述碳纤维为三维碳纤维织物，其面密度为1.8~2.5g/cm2，厚度为4~8mm。
4、可选地，聚磷腈的取代基为芳氧基、芳氨基、烷氧基中的一种或多种。
5、可选地，三元乙丙/聚磷腈胶料符合至少一项以下条件：
6、1）所述耐烧蚀树脂为酚醛树脂、苯并噁嗪树脂、环氧树脂中的一种或多种；
7、2）所述阻燃剂为多聚磷酸铵、磷酸三苯酯、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或多种；
8、3）所述硫化剂为硫磺、过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧化二异丙基苯、4,4′-二硫代二吗啉中的一种或多种；
9、4）所述硫化促进剂为二硫化四甲基秋兰姆、2-硫醇基苯并噻唑、二丁基二硫氨基甲酸锌、三烯丙基异氰脲酸酯、n-n′-间苯撑双马来酰亚胺中的一种或多种。
10、可选地，三元乙丙/聚磷腈胶料采用溶剂溶解分散后制成胶液。
11、可选地，所述溶剂为丙酮、环己烷、乙醇、甲苯、二甲苯中的一种或多种。
12、本专利技术还涉及所述绝热材料的制备方法，包括以下步骤：
13、s1、将三元乙丙橡胶和聚磷腈进行塑炼，然后加入耐烧蚀树脂、阻燃剂、硫化剂和硫化促进剂进行混炼，薄通数次后出片，得到混炼胶生片；
14、s2、将混炼胶生片进行裁剪，加入溶剂混合浸泡，直至形成均匀的胶液；
15、s3、将碳纤维置于胶液中，进行真空浸渍，浸渍完成后干燥后得到c3d/epdm/pz预浸料；
16、s4、预浸料硫化成型即得c3d/epdm/pz耐冲刷绝热材料。
17、可选地，s1中塑炼温度为40~60℃，混炼温度为60~100℃，混炼胶生片的厚度为1.2～1.5mm。
18、可选地，s3中胶液进行预热后再进行浸渍，预热温度为40~50℃。
19、可选地，s4中硫化温度为150~170℃，硫化压力为10～15mpa，硫化时间为100~150min。
20、本专利技术具有以下有益效果：
21、1、本专利技术以三维碳纤维织物作为增强相，采用epdm和pz复合基体作浸渍胶液，制备的c3d/epdm/pz耐冲刷绝热材料较传统橡胶基绝热材料具有低烟、阻燃及耐烧蚀等优势；相比三元乙丙基绝热材料，其力学性能也更为优异。
22、2、本专利技术采用epdm与pz作为混合基体，pz的加入改善了epdm与其他聚合物的相容性，提升了其界面粘接性能；制备得到的c3d/epdm/pz耐冲刷绝热材料与epdm绝热层界面粘接良好。
23、3、本专利技术绝热材料制备时，采用真空导入工艺使得epdm与pz复合基体胶液附着在三维碳纤维织物上，制备得到的预浸料浸胶均匀，成型质量稳定，生产效率高，能够适用于大规模生产。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种碳纤维增强三元乙丙/聚磷腈耐冲刷绝热材料，其特征在于，该绝热材料以碳纤维为骨架，浸渍三元乙丙/聚磷腈胶料后硫化制得；三元乙丙/聚磷腈胶料包括按重量份计的以下成分：三元乙丙橡胶：30~70份，聚磷腈：30~70份，耐烧蚀树脂：10~20份，阻燃剂：10~15份，硫化剂：0.5~2份，硫化促进剂：0.5~2份。
2.根据权利要求1所述的绝热材料，其特征在于：所述碳纤维为三维碳纤维织物，其面密度为1.8~2.5g/cm2，厚度为4~8mm。
3.根据权利要求1所述的绝热材料，其特征在于：聚磷腈的取代基为芳氧基、芳氨基、烷氧基中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的绝热材料，其特征在于，三元乙丙/聚磷腈胶料符合至少一项以下条件：
5.根据权利要求1~4任意一项所述绝热材料，其特征在于：三元乙丙/聚磷腈胶料采用溶剂溶解分散后制成胶液。
6.根据权利要求5所述的绝热材料，其特征在于：所述溶剂为丙酮、环己烷、乙醇、甲苯、二甲苯中的一种或多种。
7.权利要求1~6任意一项所述绝热材料的制备方法，其特征在于，包括以下
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：S1中塑炼温度为40~60℃，混炼温度为60~100℃，混炼胶生片的厚度为1.2～1.5mm。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于：S3中胶液进行预热后再进行浸渍，预热温度为40~50℃。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：S4中硫化温度为150~170℃，硫化压力为10～15MPa，硫化时间为100~150min。
...【技术特征摘要】
1.一种碳纤维增强三元乙丙/聚磷腈耐冲刷绝热材料，其特征在于，该绝热材料以碳纤维为骨架，浸渍三元乙丙/聚磷腈胶料后硫化制得；三元乙丙/聚磷腈胶料包括按重量份计的以下成分：三元乙丙橡胶：30~70份，聚磷腈：30~70份，耐烧蚀树脂：10~20份，阻燃剂：10~15份，硫化剂：0.5~2份，硫化促进剂：0.5~2份。
2.根据权利要求1所述的绝热材料，其特征在于：所述碳纤维为三维碳纤维织物，其面密度为1.8~2.5g/cm2，厚度为4~8mm。
3.根据权利要求1所述的绝热材料，其特征在于：聚磷腈的取代基为芳氧基、芳氨基、烷氧基中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的绝热材料，其特征在于，三元乙丙/聚磷腈胶料符合至少一项以下条件：
5.根据权利要求1~4任意一...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈子茹，宋策，喻尧，邢俊杰，赵瑞，张成成，张洁，刘超，柴枫，李欢欢，赵晖，
申请(专利权)人：湖北三江航天江河化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。