[发明专利]固体火箭发动机喷管柔性堵盖用高强度抗老化橡胶材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶材料，具体地指一种固体火箭发动机喷管柔性堵盖用高强度抗老化橡胶材料及其制备方法。

背景技术

目前，橡胶制品已广泛应用于机械、电子、航空航天等领域，在仪器、设备及动力装置等的密封方面发挥着极其重要的作用。柔性堵盖为发动机喷管密封件，是烟片胶与锦纶布夹芯增强模压制品，在与发动机喷管粘接后，对发动机内装物实行有效密封，发射过程中在特定压力下柔性堵盖被爆破，保证喷管获得能量推动弹体飞行。现有的柔性堵盖主体橡胶为马来西亚产一级烟片胶(NR)，经添加硫黄、促进剂、防老剂、增塑剂以及填料混炼而成，柔性堵盖骨架材料为锦纶布，两者在高温高压下硫化模压成制品。这种柔性堵盖材料主要存在以下问题：1)拉伸强度难以达到20MPa以上；2)模压制品在存放一段时间后，表面出现喷霜现象，不仅损害胶料的性能，喷到胶料表面的物质改变了制品的表面状态，使得表面粘性下降，影响产品的抗老化性能，也使产品外观质量不佳。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种固体火箭发动机喷管柔性堵盖用高强度抗老化橡胶材料及其制备方法，该橡胶材料具有无喷霜、与锦纶布粘合性能优良、高强度及抗老化性强的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种固体火箭发动机喷管柔性堵盖用高强度抗老化橡胶材料，包括以下组分及其重量份：

烟片胶：100

粘合剂：2～2.5

氧化锌：4～5

硬脂酸：2～3

炭黑：45～47

月桂酸：12～14

固马隆树脂：2～3

凡士林：2～2.5

硫磺：1.8～2

促进剂：1.6～2.1

防老剂：3.4～4。

进一步地，所述促进剂包括0.6～0.8份促进剂CZ、0.2～0.3份促进剂DM、0.4～0.5份促进剂NOBS及0.4～0.5份促进剂906。

进一步地，所述防老剂包括1.4～1.5份防老剂4010、0.4～0.5份防老剂D、0.8～1份防老剂863及0.8～1份防老剂4020。

进一步地，所述烟片胶采用一级烟片胶；所述凡士林采用医用凡士林。

一种上述固体火箭发动机喷管柔性堵盖用高强度抗老化橡胶材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)按所述配比称取烟片胶，将烘干后在开炼机上进行塑炼，得塑炼胶；

2)按所述配比向塑炼胶中依次加入粘合剂，促进剂，防老剂，硬脂酸及月桂酸，然后加入氧化锌，接着将炭黑分两次加入，两次加炭黑中间交替加入固马隆树脂及凡士林混炼，最后加入硫磺，待硫磺全部混入后，用切落法补充翻炼均匀并压延出片。

进一步地，所述步骤1)中，塑炼温度为40～50℃。

进一步地，所述步骤2)中，在加入固马隆树脂及凡士林前，先将胶料混炼均匀，混炼温度为40～50℃。

进一步地，所述步骤2)中，促进剂包括0.6～0.8份促进剂CZ、 0.2～0.3份促进剂DM、0.4～0.5份促进剂NOBS及0.4～0.5份促进剂906。

进一步地，所述步骤2)中，防老剂包括1.4～1.5份防老剂4010、 0.4～0.5份防老剂D、0.8～1份防老剂863及0.8～1份防老剂4020。

更进一步地，所述步骤1)中，所述烟片胶采用一级烟片胶；所述步骤2)中，所述凡士林采用医用凡士林。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

其一，本发明的高强度抗老化橡胶材料以烟片胶为主体材料，加入配合剂制备而成，具有无喷霜、与锦纶布粘合性能优良、高强度及抗老化性强的优点，解决了现有胶料拉伸强度低，制品表面喷霜的问题。利用本发明的高强度抗老化橡胶材料制作试样检测，其拉伸强度高达25MPa以上，70℃×72h老化性能变化率1.04％，胶料与布料粘合强度3.84kN/m以上，不但硬度低，且经存放两年后观察表面无喷霜，表观质量高，满足设计要求。

其二，本发明配方中减少促进剂DM用量，其它促进剂和防老剂均采用多品种小剂量并用，避免单一品种添加量过多超出在橡胶中的溶解度而喷出，也避免了喷霜现象；配合剂中的活性剂氧化锌同促进剂CZ、促进剂DM、促进剂NOBS、促进剂906配合使用增加促进剂的活性，减少促进剂用量和缩短橡胶硫化时间。