[发明专利]一种用于发动机绝热层制造的硅橡胶气囊材料

说明书

技术领域

本发明属于发动机绝热层制备技术领域，具体涉及一种用于发动机绝热层制造的硅橡胶气囊材料。

背景技术

在固体火箭发动机绝热层制造过程中，固化成型工艺主要是采用橡胶气囊加压加温固化成型工艺。目前采用的丁腈橡胶和丁基橡胶气囊，存在压力损失较大、不易分离以及使用寿命短等原因，因此，近年来也开展了硅橡胶气囊的研究。研究发现，硅橡胶材料存在强度低、抗撕裂性能差等问题，致使硅橡胶气囊产品使用过程中容易破裂，使用次数低。

发明内容

本发明提供一种用于发动机绝热层制造的硅橡胶气囊材料，以达到耐冲刷性能和可生产性优越的目的。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于发动机绝热层制造的硅橡胶气囊材料，包括按重量计的以下原料制成：生胶100份、白炭黑30-60份、结构控制剂1-5份、补强剂0-10份、耐热添加剂0-10份和硫化剂0.5-1份。

优选的方案中，包括按重量计的以下成分制成：包括按重量计的以下成分制成：生胶100份、白炭黑40份、结构控制剂3份、补强剂5份、耐热添加剂5份和硫化剂0.7份。采用该配比的配方，可以获得较佳的性能，即具有较佳的力学性能，抗撕强度和耐热强度高，可长期多次使用。

包括按重量计的以下原料制成：

优选的方案中，所述原料还包括着色剂2-5份。

所述的生胶采用甲基乙烯基硅胶110-2型号70-100份和甲基乙烯基硅胶RBB-2210-7070型号0-30份构成。

所述的白炭黑为气相二氧化硅，采用气相法生产的二氧化硅的粒度细，分布均匀，活性高，与硅橡胶的相容性好，是一种活性填料，具有较好的补强效果。

所述补强剂为多乙烯基硅油。

所述耐热添加剂为二氧化钛和/或氧化铈。

所述的结构控制剂为羟基硅油。

所述的硫化剂为2,5二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷。

所述的着色剂为氧化铁红。

原硅橡胶气囊材料性能测试值如下：

抗拉强度：5.0～6.0MPa

撕裂强度（直角型）：8～12kN/m

热老化性能变化率（200℃×24h）：-20～-30%。

由于采用了本发明的配方，得到的硅橡胶气囊材料的强度高、耐高温、抗撕裂、分离效果好，成品性能测试值如下：

拉伸强度：10～12MPa

撕裂强度（直角型）：20～25kN/m

热老化性能变化率（200℃×24h）：-10～-15%。

从上述两组数据可以看出，抗拉强度和撕裂强度几乎是原有配方的2倍，热老化性能变化率（200℃×24h）下降了一半，总体材料性能得到了大幅度的提高和改善。

本发明优选的方案中，采用2种生胶进行混用，获得其综合效果。采用气相二氧化硅取代沉淀法二氧化硅，能够显著提高其补强效果，使生产的硅橡胶气囊强度高，同时控制其比例，添加过多，虽然可大幅度提高性能，但硬度趋于增大，这不利于在使用中压力的传递，即压力损失大，较少，则补强效果不足，性能降低。适量的比例，可以确保软硬适宜且耐温性能显著，使用时施压固化绝热层效果良好；而添加补强剂多乙烯基硅油，使改进的硅橡胶气囊具有高抗撕的性能，也可确保其软硬适宜。耐热剂二氧化钛和/或氧化铈的添加，可进一步提高了配方的耐热性能，延长了使用寿命。

通过本发明提供的配方生产出的胶料性能稳定，制作出的成品合格率高，达到98%～99%，具有高强度、抗撕裂、耐高温的性能，大大降低了使用过程中意外损坏的几率，使用寿命由原来的2～3次提高到20次以上，提高了增加硅胶气囊的耐用性，显著降低了生产成本。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

实施例1：

生胶100份、白炭黑30份、结构控制剂1份、着色剂2份和硫化剂0.5份。

以上所述的材料的制备方法，具体步骤为：

1）采用密炼机对原料进行混炼，先加入硅橡胶生胶，在50℃以上炼制1-3min，然后根据配方加入白炭黑、结构控制剂，在50~90℃炼制40-60min，最后加入硫化剂和着色剂，在50~60℃炼制20~25min；

2）混炼结束后，将胶料存放24h-48h，然后进行真空混炼，炼制时间20-30min，温度≤40℃，控制空气余压≤20mmHg；