[发明专利]一种适用于玻璃钢绝热材料与丁羟推进剂界面粘接的胶粘剂及方法

说明书

本发明提供了一种适用于玻璃钢绝热材料与丁羟推进剂界面粘接的胶粘剂及方法，方法具体是将异氰酸根浓度高于衬层的胶粘剂均匀涂覆于玻璃钢绝热材料表面，在界面区域构造异氰酸根浓度呈梯度分布的粘接体系，其中，所述胶粘剂包括如下质量份的组分：异氰酸酯100份；端羟基聚丁二烯10～100份；催化剂0.01～0.2份；增塑剂2～10份；溶剂100～500份。本发明胶粘剂粘结强度大，方法工艺简单，能显著提高固体火箭发动机燃烧室装药中玻璃钢绝热材料与丁羟推进剂界面粘接性能，保证装药结构完整性。

技术领域

本发明属于固体火箭发动机燃烧室装药技术领域，特别涉及一种适用于玻璃钢绝热材料与丁羟推进剂界面粘接的胶粘剂及方法。

背景技术

固体火箭发动机装药的推进剂/绝热材料、绝热材料/壳体等界面粘接质量直接影响发动机的结构完整性和工作可靠性，界面脱粘易造成壳体过热、失强而导致发动机失效甚至解体。其中，推进剂/绝热材料界面粘接主要依赖于衬层，在界面粘接强度建立过程中，推进剂和衬层均由多组分料浆同步固化而形成，因此影响界面粘接的因素非常多，往往是燃烧室装药中最弱的界面，并成为决定发动机结构完整性和工作可靠性的关键点。丁羟推进剂自上世纪70年代开始研制以来，经过几十年的发展，已成为世界各国复合固体推进剂的主要品种，并应用于国内外多个型号的固体火箭发动机装药，但发生于近界面推进剂区域的弱粘甚至脱粘同样是这类推进剂工程应用上存在的最大问题。

高硅氧纤维增强热固性酚醛树脂复合材料(简称为玻璃钢)因具有轻质高强、耐热性好等优点，已被广泛应用于航天产品作烧蚀材料，国内外经常采用玻璃钢作为中小型固体火箭发动机的绝热材料。相关报道研究中，酚醛树脂中小分子在固化过程中会持续释放，并且在固化完全后基体中仍然会存在一定含量的含活泼氢小分子物质，如苯酚等。在推进剂、衬层固化成型过程中，玻璃钢中的这些小分子物质迁移会消耗衬层及近界面推进剂中的固化剂，降低界面粘接强度，严重时会导致界面脱粘，发动机装药的结构完整性遭到破坏。

因此，有必要研发一种适用于玻璃钢绝热材料与丁羟推进剂界面粘接的胶粘剂及方法，解决界面粘接强度弱、界面脱粘对发动机结构完整性和工作可靠性带来的风险。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种适用于玻璃钢绝热材料与丁羟推进剂界面粘接的胶粘剂及方法，该胶粘剂应用于玻璃钢绝热材料和衬层之间，能够有效消除玻璃钢中含活泼氢小分子对近界面推进剂固化反应的不利影响，显著改善界面粘接强度，提高了固体火箭发动机燃烧室装药中玻璃钢绝热材料与丁羟推进剂界面粘接性能，保证了装药结构完整性，从而完成本发明。

本发明提供的技术方案如下：

第一方面，一种适用于玻璃钢绝热材料与丁羟推进剂界面粘接的胶粘剂，由包括如下质量份的组分制备得到：异氰酸酯100份；端羟基聚丁二烯10～100份；催化剂0.01～0.2份；增塑剂2～10份；溶剂100～500份。

第二方面，一种适用于玻璃钢绝热材料与丁羟推进剂界面粘接的方法，包括如下步骤：

步骤1，按组分比例配制胶粘剂，并搅拌均匀；

步骤2，将胶粘剂均匀涂覆于玻璃钢绝热材料表面，在70～90℃条件下烘干1～3h除去溶剂，形成胶粘剂层；

步骤3，在胶粘剂层上涂覆衬层，形成异氰酸根浓度呈梯度分布的粘接体系。

根据本发明提供的一种适用于玻璃钢绝热材料与丁羟推进剂界面粘接的胶粘剂及方法，具有以下有益效果：

(1)本发明通过特定的配方选择，使胶粘剂能够消除近界面推进剂的弱强度层，显著提高玻璃钢绝热材料与丁羟推进剂界面的粘接强度；

(2)本发明中在玻璃钢绝热材料与衬层之间增加胶粘剂层，相较于传统的改变衬层组分增加粘接性能的方法，对于消除玻璃钢中活性小分子对界面聚氨酯的交联固化的影响更有效；