CN106751005B - 一种抗高过载烧蚀三元乙丙橡胶弹性绝热材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抗高过载烧蚀三元乙丙橡胶弹性绝热材料；包含EPDM橡胶：100，芳香族聚酰胺有机纤维：15～20，无机纤维：5～12，二氧化硅补强剂：12～25，氧化锌：3～5，石油系软化剂：5～15，铵盐阻燃剂:5～20，十溴联苯醚：10～30，三氧化二锑：5～15，过氧化物硫化剂：2～4，其中芳香族聚酰胺有机纤维为芳纶纤维或杂环芳纶纤维，无机纤维为石棉纤维或陶瓷纤维，石油系软化剂为液体石蜡或环烷油中的一种。本发明具有优异的抗过载烧蚀性能、较好的力学性能和工艺性能，适用于高过载发动机对内绝热材料抗冲蚀性能的要求，在保证有效绝热的同时，可减少绝热层厚度，提高发动机装填系数。

Description

一种抗高过载烧蚀三元乙丙橡胶弹性绝热材料
技术领域
本发明涉及一种可抗高过载（40g）烧蚀的三元乙丙橡胶(以下简称EPDM橡胶）绝热材料，特别是一种同时添加了有机纤维和无机纤维的EPDM弹性绝热材料。
背景技术
为了提高武器的作战能力，部分导弹对飞行加速性能和机动性能提出了更高的要求，设计横向过载近40g。当发动机进行高机动过载飞行时，由于高温粒子偏转聚集，将使离心力方向的绝热层剧烈烧蚀，而现有的绝热层材料耐烧蚀性能受过载加速度影响较大，高过载条件下，绝热层烧蚀率大幅增加。因此，在高机动过载发动机绝热层设计时一般大幅增加橡胶型绝热材料的厚度，或者选用抗烧蚀性能优良的硬质绝热材料。增加绝热材料厚度可达到对发动机进行有效热防护的目的，但同时也降低了发动机的装填系数，减小了武器的射程；而硬质抗烧蚀绝热材料一般韧性差（伸长率约为10%）、密度大（约为1.4g/cm3），且实施工艺复杂。因此研制一种可在高过载烧蚀环境下使用的、具有较好的力学性能和成型工艺的弹性绝热材料是十分有意义的。
发明内容
本发明需要解决的技术问题：克服现有技术的不足，提供一种能在高过载（40g）烧蚀环境下使用的、综合性能良好的EPDM弹性绝热材料，在保证高过载发动机有效绝热的同时，减少绝热层厚度，提高发动机装填系数，以满足高过载发动机对内绝热材料抗冲蚀性能的要求的抗高过载烧蚀三元乙丙橡胶弹性绝热材料。
本发明的技术解决方案：一种抗高过载烧蚀三元乙丙橡胶弹性绝热材料，由下列质量份数的组份组成：
三元乙丙橡胶：100
芳香族聚酰胺有机纤维：15～20
无机纤维：5～12
二氧化硅补强剂：12～25
氧化锌：3～5
石油系软化剂：5～15
铵盐阻燃剂:5～20
十溴联苯醚：10～30
三氧化二锑：5～15
过氧化物硫化剂：2～4。
在上述抗高过载烧蚀的EPDM绝热材料中，芳香族聚酰胺有机纤维为芳纶纤维、杂环芳纶纤维中的一种或组合。
在上述抗高过载烧蚀的EPDM绝热材料中，无机纤维为石棉纤维、陶瓷纤维中的一种或组合。
在上述抗高过载烧蚀的EPDM绝热材料中，石油系软化剂为液体石蜡或环烷油中的一种。
在上述抗高过载烧蚀的EPDM绝热材料中，铵盐阻燃剂为聚磷酸铵或硫酸铵。
在上述抗高过载烧蚀的EPDM绝热材料中，过氧化物硫化剂为过氧化二异丙苯或2,5-二甲基2,5-（二叔丁过氧基）已烷中的一种或组合。
本发明的EPDM绝热材料具有如表1所示的性能：
Figure 423221DEST_PATH_IMAGE001
本发明与现有技术相比的优点如下：
（1）本发明通过采用有机纤维和无机纤维混用的技术途径，提高了EPDM绝热材料在过载环境下的抗高温粒子冲刷性能；
（2）本发明通过采用多种阻燃剂并用的技术途径，提高了EPDM绝热材料烧蚀后的结炭强度，从而改善了材料的耐烧蚀性能；
（3）本发明的EPDM绝热材料具有较低的密度（1.15g/cm3～1.20g/cm3），使用该绝热材料对发动机燃烧室绝热时，无需大幅增加绝热材料的厚度，因此可以减小发动机的“消极质量”，增加导弹射程，提高导弹的作战能力；
（4）本发明的EPDM绝热材料具有较好的力学性能，抗拉强度大于5MPa，伸长率大于150%，基本满足发动机对绝热材料提出的技术指标要求；
（5）本发明的EPDM绝热材料具有优良的工艺性能，可适用于普通的金属壳体绝热和复合材料壳体缠绕成型工艺。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明，但本发明不仅限于此几个实施例，应包括权利要求中的全部范围。
实施例1：
（1）抗高过载烧蚀EPDM绝热材料配方组成如下：
三元乙丙橡胶：100；芳纶纤维：20；石棉纤维：8；二氧化硅：25；
氧化锌：3；液体石蜡：5；聚磷酸铵：5；十溴联苯醚：20；
三氧化二锑：10；过氧化二异丙苯：2。
制备方法：将上述组份按比例进行称量，将称量好的组份按一般橡胶混炼工艺用开炼机进行混炼后，在（150～160）℃×5MPa×60min条件下硫化成型。
（2）抗高过载烧蚀EPDM绝热材料性能见表1。
Figure 97916DEST_PATH_IMAGE002
实施例2
（1）抗高过载烧蚀EPDM绝热材料配方组成如下：
三元乙丙橡胶：100；杂环芳纶纤维：15；石棉纤维：5；
二氧化硅：12；氧化锌：5；液体石蜡：10；硫酸铵：15；
十溴联苯醚：30；三氧化二锑：15；过氧化二异丙苯：3。
制备方法，同实施例1。
（2）抗高过载烧蚀EPDM绝热材料性能见表2。
Figure 621302DEST_PATH_IMAGE003
实施例3
（1）抗高过载烧蚀EPDM绝热材料配方组成如下：
三元乙丙橡胶：100；芳纶纤维：18；石棉纤维：12；二氧化硅：20；
氧化锌：5；液体石蜡：10；聚磷酸铵：10；十溴联苯醚：10；三氧化二锑：5；过氧化二异丙苯：1；2,5-二甲基2,5-（二叔丁过氧基）已烷：2。
制备方法，同实施例1。
（2）抗高过载烧蚀EPDM绝热材料性能见表3。
Figure 988829DEST_PATH_IMAGE004
实施例4
（1）抗高过载烧蚀EPDM绝热材料配方组成如下：
三元乙丙橡胶：100；芳纶纤维：20；石棉纤维：10；二氧化硅：12；
氧化锌：3；环烷油：10；聚磷酸铵：5；十溴联苯醚：20；
三氧化二锑：10；过氧化二异丙苯：4。
制备方法，同实施例1。
（2）抗高过载烧蚀EPDM绝热材料性能见表4。
Figure 168138DEST_PATH_IMAGE005
实施例5
（1）抗高过载烧蚀EPDM绝热材料配方组成如下：
三元乙丙橡胶：100；芳纶纤维：18；石棉纤维：8；二氧化硅：12；
氧化锌：3；液体石蜡：10；聚磷酸铵：20；十溴联苯醚：20；
三氧化二锑：10；过氧化二异丙苯：3。
制备方法，同实施例1。
（2）抗高过载烧蚀EPDM绝热材料性能见表5。
Figure 443261DEST_PATH_IMAGE006
实施例6
（1）抗高过载烧蚀EPDM绝热材料配方组成如下：
三元乙丙橡胶：100；芳纶纤维：20；石棉纤维：10；二氧化硅：15；
氧化锌：3；液体石蜡：15；聚磷酸铵：10；十溴联苯醚：20；三氧化二锑：10；过氧化二异丙苯：1；2,5-二甲基2,5-（二叔丁过氧基）已烷： 2.5。
制备方法，同实施例1。
（2）抗高过载烧蚀EPDM绝热材料性能见表6。
Figure 522950DEST_PATH_IMAGE007

Claims (4)

1.一种抗高过载烧蚀三元乙丙橡胶弹性绝热材料，其特征在于由下列质量份数的组份组成：
三元乙丙橡胶：100；
芳香族聚酰胺有机纤维：15～20；
无机纤维：5～12；
二氧化硅补强剂：12～25；
氧化锌：3～5；
石油系软化剂：5～15；
铵盐阻燃剂:5～20；
十溴联苯醚：10～30；
三氧化二锑：5～15；
过氧化物硫化剂：2～4；
所述芳香族聚酰胺有机纤维为芳纶纤维；
所述无机纤维为石棉纤维。
2.根据权利要求1所述的抗高过载烧蚀三元乙丙橡胶弹性绝热材料，其特征在于：所述的石油系软化剂为液体石蜡或环烷油中的一种。
3.根据权利要求1所述的抗高过载烧蚀三元乙丙橡胶弹性绝热材料，其特征在于：所述的铵盐阻燃剂为聚磷酸铵、硫酸铵中的一种或组合。
4.根据权利要求1所述的抗高过载烧蚀三元乙丙橡胶弹性绝热材料，其特征在于：所述的过氧化物硫化剂为过氧化二异丙苯、2,5-二甲基2,5-（二叔丁过氧基）已烷中的一种或组合。
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