CN103670798A - 一种提高nepe推进剂与衬层界面粘接性能的方法 - Google Patents

一种提高nepe推进剂与衬层界面粘接性能的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103670798A
CN103670798A CN201310487303.6A CN201310487303A CN103670798A CN 103670798 A CN103670798 A CN 103670798A CN 201310487303 A CN201310487303 A CN 201310487303A CN 103670798 A CN103670798 A CN 103670798A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lining
heat insulation
insulation layer
interfacial adhesion
epdm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310487303.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103670798B (zh
Inventor
庞爱民
桑丽鹏
尹华丽
王玉
聂海英
王爱红
罗国勤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei Institute of Aerospace Chemical Technology
Original Assignee
Hubei Institute of Aerospace Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei Institute of Aerospace Chemical Technology filed Critical Hubei Institute of Aerospace Chemical Technology
Priority to CN201310487303.6A priority Critical patent/CN103670798B/zh
Publication of CN103670798A publication Critical patent/CN103670798A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103670798B publication Critical patent/CN103670798B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法，采用EPDM绝热层，将硫化处理后的EPDM绝热层在温度为150℃～180℃、压力为0.1MPa～10MPa的条件下，烘烤2h～6h；EPDM绝热层为DCP硫化的EPDM绝热层，硫化处理的条件为:压力5～15MPa，温度140-170℃，时间25-120min，本发明将EPDM绝热层通过特殊工艺进行高温处理，在不影响EPDM使用性能且不调整现有衬层、推进剂配方和包覆、浇注工艺的基础上，可以降低含活泼氢的小分子游离组分的含量，进而显著削弱EPDM绝热层对界面粘接性能的不利影响，提高衬层/NEPE推进剂的界面粘接性能。

Description

一种提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法
技术领域
本发明涉及NEPE高能推进剂技术领域，涉及一种提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法，尤其是涉及一种用于提高NEPE推进剂与HTPB衬层界面粘接性能的EPDM绝热层处理方法。 
背景技术
固体火箭发动机装药中绝热层/衬层/推进剂界面的粘接性能的优劣直接关系到发动机的结构完整性和可靠性，而衬层/推进剂之间的界面粘接又是最薄弱的，其界面的脱粘已成为固体火箭发动机最主要的失效模式。研究表明影响界面粘接性能的因素主要来源于绝热层、衬层、推进剂及实施工艺。其中绝热层的影响主要体现在活性组分的迁移、活性基团的影响以及对固化剂的吸收。 
与NEPE推进剂配套的衬层一般为多异氰酸酯固化的端羟基聚丁二烯衬层，绝热层一般为过氧化物(如过氧化二异丙苯DCP)硫化的EPDM耐烧蚀材料。 
EPDM绝热层硫化过程中，DCP分解引发交联发生如下反应： 
①DCP均裂形成两个烷基自由基 
Figure BDA0000397619820000011
②烷基自由基从橡胶分子链上夺取氢原子 
Figure BDA0000397619820000012
③两个邻近的橡胶分子自由基结合，形成碳-碳交联键 
Figure BDA0000397619820000021
因此，2-苯基-2-丙醇（以下简称为PB）是DCP硫化的EPDM绝热层的固有副产物。另外EPDM绝热材料本身含有一定量的工艺助剂（如硬脂酸YS等）、防老剂、阻燃剂等物质。故EPDM绝热层中存在含-NH基、-OH基、-COOH基等活性官能团的小分子游离物质，这些物质可与异氰酸酯类物质，如TDI、N-100等发生反应。HTPB衬层与EPDM绝热层极性相近，这些游离的小分子物质可以向衬层及衬层/推进剂界面迁移。在推进剂固化过程中向界面迁移的含活泼氢的小分子物质与衬层、推进剂中的-NCO基团发生反应，当界面区域中这些含活泼氢的小分子物质含量超过某一临界值时，将显著影响推进剂粘合剂相的固化反应及界面区域-NCO基的反应竞争性，进而显著影响衬层/NEPE推进剂界面粘接性能。因此，降低绝热层中活性游离小分子物质向衬层及界面处的迁移量，对提高衬层/NEPE推进剂界面粘接性能具有非常重要的意义。 
如何有效降低EPDM绝热层对界面粘接性能的不利影响，提高NEPE高能推进剂/衬层的界面粘接性能，目前尚未见国内外公开的文献报道。 
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法，在不影响EPDM使用性能且不调整现有衬层、推进剂配方和包覆、浇注工艺的基础上，实现了显著提高衬层/NEPE推进剂界面粘接性能的目的。 
本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的： 
一种提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法，采用EPDM绝热层，将硫化处理后的EPDM绝热层在温度为150℃～180℃、压力为0.1MPa～10MPa的条件下，烘烤2h～6h。 
在上述提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法中，EPDM绝热 层为DCP硫化的EPDM绝热层，EPDM绝热层包括如下质量份数的组份： 
Figure BDA0000397619820000031
在上述提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法中，EPDM绝热层经硫化处理的条件为:压力5～15MPa，温度140-170℃，时间25-120min。 
在上述提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法中，阻燃剂为氧化砷、氢氧化铝或聚磷酸铵中的一种或组合。 
在上述提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法中，补强填料为炭黑、白炭黑或碳酸钙中的一种或组合。 
在上述提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法中，增粘树脂为壬基酚醛树脂、对叔丁基酚醛树脂或聚萜烯树脂中的一种或组合。 
在上述提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法中，促进剂为氧化锌、氧化镁或氧化铅中的一种或组合。 
在上述提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法中，还包括8-20份的助剂，助剂为偶联剂、防老剂和增塑剂。 
本发明与现有技术相比具有如下有益效果： 
（1）、本发明与NEPE推进剂配合的绝热层是过氧化二异丙苯(DCP)硫化的EPDM耐烧蚀材料，材料本身含有大量的含活泼氢的小分子游离组分，如硬脂酸（YS）、DCP的分解必然副产物PB等，高温下可以使EPDM绝热层中的低沸点小分子物质挥发、促进YS的反应，本发明将EPDM绝热层通过特殊工艺进行高温处理，可以降低含活泼氢的小分子游离组分的含 量，进而显著削弱EPDM绝热层对界面粘接性能的不利影响，提高衬层/NEPE推进剂的界面粘接性能； 
（2）、本发明通过大量试验确定了EPDM绝热层高温处理方法为：硫化处理后的EPDM绝热层在温度为150℃～180℃、压力为0.1MPa～10MPa的条件下，烘烤2h～6h，通过该工艺实现了在不影响EPDM绝热层的使用性能，又不改变原有衬层、推进剂配方及实施工艺的基础上，显著提高了衬层/NEPE推进剂界面粘接性能的目的。 
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 
本发明将硫化处理后的EPDM绝热层在温度为150℃～180℃、压力为0.1MPa～10MPa的条件下，烘烤2h～6h，再按常规包覆工艺喷涂或刷涂衬层，衬层达到半固化状态后浇注推进剂并固化。 
实施例1 
按QJ2038.1A-2004《固体火箭发动机燃烧室界面粘接强度测试方法第1部分：矩形试件扯离法》的规定，采用不同批EPDM绝热层制作面积为25mm×100mm的矩形EPDM绝热层/金属粘接试件，试件的处理条件见表1。按照QJ2038.1A的规定制作EPDM绝热层/衬层/NEPE推进剂联合粘接试件（EPDM绝热层、衬层、推进剂配方见表2、表3、表4），测试20℃、拉速为20mm/min条件下的粘接拉伸强度，测试结果见表4。 
表1EPDM绝热层的处理条件 
Figure BDA0000397619820000051
表2EPDM绝热层配方组成（质量份数） 
Figure BDA0000397619820000052
表3衬层配方组成（质量百分比） 
Figure BDA0000397619820000053
表4NEPE推进剂组成（质量百分比） 
组分 AP+硝铵+Al PEG+硝酸酯+N-100 助剂
配比/% 76～77 22～23.5 0.5～1
表5EPDM绝热层的处理条件对粘接性能的影响 
Figure BDA0000397619820000054
结合表1和表5的数据可以看出，金属/绝热层试件的硫化方式和后处理方法均可以影响衬层/NEPE推进剂的界面粘接性能。三种绝热层以JC-2的方式进行硫化和后处理的衬层/NEPE推进剂的界面粘接强度显著高于绝热层以JC-1的方式进行硫化的界面粘接强度，粘接强度分别提高54.7%、54.5%、23.3%。绝热层J0706、J30801以JC-3、JC-4的方式进行硫化和后处理的衬层/NEPE推进剂的界面粘接强度也高于绝热层以JC-1的方式进行硫化的界面粘接强度。说明EPDM绝热层硫化后经160℃烘烤3h或 延长模压硫化时间3h以上，可显著提高衬层/NEPE推进剂界面粘接性能。 
实施例2 
按QJ2038.1A的规定，制作25mm×100mm的矩形EPDM绝热层/金属粘接试件（EPDM绝热层在10MPa下经160℃硫化0.5h），将硫化好的试件按表6的方式进行绝热层后处理。按照QJ2038.1A的规定制作绝热层/衬层/NEPE推进剂矩形联合粘接试件（EPDM绝热层、衬层、推进剂配方同实施例1）。粘接拉伸强度的测试条件同实施例1。按QJ3279-2006《固体火箭发动机衬层界面粘接定载性能测试方法》对联合粘接试件进行承载能力测试，测试结果见表7。结果表明，绝热层硫化后经高温烘烤处理可显著提高衬层/NEPE推进剂的界面粘接强度和界面持久承载能力。 
表6 
编号 金属/绝热层试件后处理方法
JC-1 ---
JC-2 0.1MPa、160℃烘烤3h
JC-3 0.1MPa、150℃烘烤6h
JC-4 0.1MPa、180℃烘烤2h
表7 
绝热层处理方法 粘接强度，MPa 0.2MPa下承载时间，d
JC-1 0.69 2,3,2,4,6
JC-2 0.87 56,60,117,>126,>126
JC-3 1.03 >126(N=5)
JC-4 1.06 >150(N=5)
实施例3 
按QJ2038.1A的规定，制作2组25mm×100mm的矩形EPDM绝热层/金属粘接试件（EPDM绝热层在10MPa下经160℃硫化0.5h）及联合粘接试件（EPDM绝热层、衬层、推进剂配方同实施例1）。其中一组试件 在1MPa下经160℃烘烤3h。分别利用气相色谱、HPLC-ELSD测定了两组试件中EPDM绝热层中的PB、YS的含量（见表8），并按实施例1中的测试条件测得的粘接拉伸强度见表9。 
表8 
Figure BDA0000397619820000071
表9 
Figure BDA0000397619820000072
从表8数据可以看出，绝热层在1MPa下经160℃烘烤3h与未经高温处理的绝热层相比，PB的含量降低90%以上，YS的含量也降低55%以上。说明绝热层在1MPa下160℃烘烤3h可以显著降低绝热层中含活泼氢的小分子物质的含量。表9的数据也进一步表明，绝热层在1MPa下160℃烘烤3h可以显著提高衬层/推进剂的界面粘接强度。 
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。 

Claims (8)

1.一种提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法，采用EPDM绝热层，其特征在于：将硫化处理后的EPDM绝热层在温度为150℃～180℃、压力为0.1MPa～10MPa的条件下，烘烤2h～6h。
2.根据权利要求1所述的一种提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法，其特征在于：所述EPDM绝热层为DCP硫化的EPDM绝热层，EPDM绝热层包括如下质量份数的组份：
Figure FDA0000397619810000011
3.根据权利要求1或2所述的一种提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法，其特征在于：所述EPDM绝热层经硫化处理的条件为:压力5～15MPa，温度140-170℃，时间25-120min。
4.根据权利要求2所述的一种提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法，其特征在于：所述阻燃剂为氧化砷、氢氧化铝或聚磷酸铵中的一种或组合。
5.根据权利要求2所述的一种提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法，其特征在于：所述补强填料为炭黑、白炭黑或碳酸钙中的一种或组合。
6.根据权利要求2所述的一种提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法，其特征在于：所述增粘树脂为壬基酚醛树脂、对叔丁基酚醛树脂或聚萜烯树脂中的一种或组合。
7.根据权利要求2所述的一种提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法，其特征在于：所述促进剂为氧化锌、氧化镁或氧化铅中的一种或组合。
8.据权利要求2所述的一种提高NEPE推进剂与衬层界面粘接性能的方法，其特征在于：还包括8-20份的助剂，助剂为偶联剂、防老剂和增塑剂。
CN201310487303.6A 2013-10-17 2013-10-17 一种提高nepe推进剂与衬层界面粘接性能的方法 Active CN103670798B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310487303.6A CN103670798B (zh) 2013-10-17 2013-10-17 一种提高nepe推进剂与衬层界面粘接性能的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310487303.6A CN103670798B (zh) 2013-10-17 2013-10-17 一种提高nepe推进剂与衬层界面粘接性能的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103670798A true CN103670798A (zh) 2014-03-26
CN103670798B CN103670798B (zh) 2016-06-01

Family

ID=50309384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310487303.6A Active CN103670798B (zh) 2013-10-17 2013-10-17 一种提高nepe推进剂与衬层界面粘接性能的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103670798B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105585727A (zh) * 2014-10-22 2016-05-18 上海新力动力设备研究所 一种三元乙丙绝热材料表面处理方法
CN105884564A (zh) * 2015-01-26 2016-08-24 湖北航天化学技术研究所 一种nepe推进剂燃速抑制剂

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6235805B1 (en) * 2000-08-22 2001-05-22 Kuo-Hsiang Chang Static-free synthetic rubber
CN101315144A (zh) * 2008-06-20 2008-12-03 青岛海力威密封有限公司 橡胶密封圈及其制造工艺
CN102182253A (zh) * 2011-04-29 2011-09-14 杨太龙 一种橡胶化纤合成防水片材制作方法及其产品
CN102436161A (zh) * 2011-12-26 2012-05-02 珠海赛纳打印科技股份有限公司 导电弹性体辊及其制造方法和图像形成装置
JP2013001101A (ja) * 2011-06-22 2013-01-07 Kasei Kogyo Kk シリコーンゴム層とｅｎｂ系ｅｐｄｍ層とを備える積層体

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6235805B1 (en) * 2000-08-22 2001-05-22 Kuo-Hsiang Chang Static-free synthetic rubber
CN101315144A (zh) * 2008-06-20 2008-12-03 青岛海力威密封有限公司 橡胶密封圈及其制造工艺
CN102182253A (zh) * 2011-04-29 2011-09-14 杨太龙 一种橡胶化纤合成防水片材制作方法及其产品
JP2013001101A (ja) * 2011-06-22 2013-01-07 Kasei Kogyo Kk シリコーンゴム層とｅｎｂ系ｅｐｄｍ層とを備える積層体
CN102436161A (zh) * 2011-12-26 2012-05-02 珠海赛纳打印科技股份有限公司 导电弹性体辊及其制造方法和图像形成装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
尹华丽等: ""界面粘结性能的影响因素"", 《固体火箭技术》 *
张平伟: ""三元乙丙内绝热材料及其性能研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105585727A (zh) * 2014-10-22 2016-05-18 上海新力动力设备研究所 一种三元乙丙绝热材料表面处理方法
CN105884564A (zh) * 2015-01-26 2016-08-24 湖北航天化学技术研究所 一种nepe推进剂燃速抑制剂
CN105884564B (zh) * 2015-01-26 2018-10-12 湖北航天化学技术研究所 一种nepe推进剂燃速抑制剂

Also Published As

Publication number Publication date
CN103670798B (zh) 2016-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103711609B (zh) 用于提高epdm绝热层、htpb衬层和nepe推进剂界面粘接性能的方法
CN107540884B (zh) 一种橡胶与金属骨架的粘接方法
CN106317713A (zh) 一种耐磨耐高温抗撕裂氟橡胶及其制备方法
CN105315931B (zh) 一种固体火箭发动机用推进剂衬层材料及其制备方法
CN105837956B (zh) 一种碳纤维增强三元乙丙橡胶抗烧蚀材料及制备方法
JP5768943B1 (ja) 炭素繊維強化ポリアリーレンスルフィドの製造方法
CN105315521A (zh) 适用于复合材料高温共固化的高阻尼材料及其制备方法
CN102533189B (zh) 一种耐湿热汽车折边胶及其制备方法
CN103694923B (zh) 一种提高htpb衬层与nepe高能推进剂界面粘接性能的方法
CN103670798A (zh) 一种提高nepe推进剂与衬层界面粘接性能的方法
CN111925569B (zh) 一种用于航空轮胎的内胎嘴子胶及其制备方法
CN108003605A (zh) 无卤阻燃tpu包胶材料及其制备方法
CN104292513A (zh) 一种减震支座用橡胶硫化工艺
US7473472B2 (en) Adhesive composition for the direct joining of a pre-gelled polyester or vinyl ester to raw rubber
CN110760131A (zh) 一种苯并噁嗪树脂/三元乙丙橡胶复合绝热层及其制备方法
CN109721858B (zh) 一种中温修补橡胶材料及其制备方法和在推进剂中的应用
CN103160042A (zh) 消防水带内衬用复合材料及其制备方法
CN107868195B (zh) 一种环己烯改性间苯二酚-甲醛树脂的制备方法
CN115895130B (zh) 三维碳纤维编织体增强三元乙丙-酚醛耐冲刷复合材料及制备方法
CN105602119A (zh) 一种无心磨床用耐高温橡胶导轮
CN116120892B (zh) 一种聚磷腈橡胶与金属粘接用面涂胶、制备方法及应用
CN108148535B (zh) 一种热硫化胶粘剂及其制备方法
CN106147654B (zh) 一种用于预硫化法轮胎翻新的粘性持久型胶浆及其制备方法
CN110041867A (zh) 一种耐湿热高保持汽车折边胶的制备方法
CN116162440B (zh) 一种聚磷腈橡胶与金属粘接用底涂胶、制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant