CN108165021A - 抗烧蚀橡胶组合物用作铝合金制品中的抗烧蚀防护涂层、铝合金制品及其制备方法 - Google Patents

抗烧蚀橡胶组合物用作铝合金制品中的抗烧蚀防护涂层、铝合金制品及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于铝合金的抗烧蚀防护技术领域，具体涉及抗烧蚀橡胶组合物用作铝合金制品中的抗烧蚀防护涂层、铝合金制品及其制备方法。本发明提供了一种抗烧蚀橡胶组合物作为抗烧蚀防护涂层在铝合金制品中的应用。本发明的铝合金制品，包括筒体本体和附着在筒体本体内表面的抗烧蚀防护涂层；其述抗烧蚀防护涂层主要由抗烧蚀橡胶组合物制成。本发明的制备方法可将改性硅橡胶材料直接固化在薄壁铝合金收口筒体内表面，保护薄壁铝合金收口筒体在高温高压燃气冲刷下不发生烧蚀，尤其适用于枪弹弹壳及小口径炮弹药筒内表面的抗烧蚀防护；具有成本低、安全系数高、抗烧蚀能力强的特点。

Description

抗烧蚀橡胶组合物用作铝合金制品中的抗烧蚀防护涂层、铝 合金制品及其制备方法
技术领域
本发明属于铝合金的抗烧蚀防护技术领域，具体涉及抗烧蚀橡胶组合物用作铝合金制品中的抗烧蚀防护涂层、铝合金制品及其制备方法。
背景技术
在航空航天、武器装备、汽车、船舶等领域，随着轻量化和整体化设计的强烈要求，在结构不变的情况下，为满足上述要求，采用铝合金材料代替钢、铜等采用成为主要的技术途径之一。然而，在某些情况下，一些铝合金制品如铝合金弹壳、药筒等薄壁铝合金收口筒体需承受高温高压燃气冲蚀。铝合金熔点较低(660℃左右)，容易出现烧蚀，为解决铝合金烧蚀的问题，一方面，研究人员通过改变铝合金成分并采用适当的制造工艺来解决；另一方面，采用在铝合金表面涂覆一层或多层耐烧蚀的材料来进行抗烧蚀防护。
目前，在铝合金抗烧蚀涂层方面，大多涂覆的是天然树脂、人造树脂或磷酸盐等。但是涂覆树脂基抗烧蚀涂料、热喷涂、阳极氧化和微弧氧化等传统方法制备的抗烧蚀涂层虽然抗烧蚀性能好，但脆性大，弹壳/药筒等薄壁铝合金收口筒体工作时发生高应变速率变形，涂层易出现开裂、脱落等问题，进而导致抗烧蚀防护失效。
从目前的报道来看，弹壳/药筒等薄壁铝合金收口筒体烧蚀的问题仍未得到很好的解决。因此，研究开发新型的抗烧蚀涂层以对弹壳、药筒等薄壁铝合金收口筒体表面进行有效的抗烧蚀防护势在必行。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种抗烧蚀橡胶组合物作为抗烧蚀防护涂层在铝合金制品中的应用，将抗烧蚀橡胶组合物应用在铝合金制品中进行抗烧蚀防护，能够提高铝合金制品在高应变速率变形条件下抵御高温高压燃气冲蚀的能力，具有成本低、安全系数高、抗烧蚀能力强的特点。
本发明的第二目的在于提供一种铝合金制品，该制品具有由抗烧蚀橡胶组合物制成的防护涂层，可以在高应变速率变形条件下不破裂，有效实现高温高压燃气冲蚀下铝合金制品如弹壳、药筒等的抗烧蚀防护，具有成本低、安全系数高、抗烧蚀能力强的特点。
本发明的第三目的在于提供一种铝合金制品的制备方法，该制备方法操作简便，可将抗烧蚀橡胶组合物固化在筒体本体内表面，保护铝合金制品在高温高压燃气冲刷下不发生烧蚀，适用于枪弹弹壳、小口径炮弹药筒等的抗烧蚀防护。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
根据本发明的一个方面，本发明提供一种抗烧蚀橡胶组合物作为抗烧蚀防护涂层在铝合金制品中的应用。
作为进一步优选技术方案，所述的铝合金制品包括薄壁铝合金制品；
优选地，所述的薄壁铝合金制品包括薄壁铝合金筒体、薄壁铝合金管材和薄壁铝合金零件中的一种或多种；
更优选地，所述的薄壁铝合金制品包括具有收口形式的薄壁铝合金筒体。
作为进一步优选技术方案，所述的抗烧蚀橡胶组合物固化在铝合金制品的内表面。
作为进一步优选技术方案，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料、结构化控制剂、补强填料、阻燃剂、硫化剂以及任选地着色剂；
优选地，按质量份计，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料90～110份、结构化控制剂1～18份、补强填料10～ 250份、着色剂0～8份、阻燃剂0.2～8份和硫化剂0.1～6份；
更优选地，按质量份计，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料100份、结构化控制剂2～15份、补强填料20～ 200份、着色剂0.5～5份、阻燃剂0.5～5份和硫化剂0.5～3份；
更优选地，按质量份计，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料100份、结构化控制剂3～12份、补强填料30～ 150份、着色剂0.8～4份、阻燃剂1～4份和硫化剂0.8～2.5份。
作为进一步优选技术方案，所述硅橡胶生料包括甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、腈硅橡胶和氟硅橡胶中的至少一种；
优选地，所述结构化控制剂包括二苯基硅二醇、羟基硅油和环硅氮烷中的一种或多种；
优选地，所述补强填料包括白炭黑、硅藻土、钛白粉和石英粉中的一种或多种；
优选地，所述着色剂包括铬绿、钛白粉、炭黑和钴蓝中的一种或多种；
优选地，所述阻燃剂包括二氧化钛、碳酸锰和氢氧化铝中的一种或多种；
优选地，所述硫化剂包括过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯和过氧化二叔丁基。
根据本发明的另一个方面，本发明提供一种铝合金制品，包括筒体本体和附着在筒体本体内表面的抗烧蚀防护涂层；
所述抗烧蚀防护涂层主要由抗烧蚀橡胶组合物制成。
作为进一步优选技术方案，所述铝合金制品包括薄壁铝合金制品；
优选地，所述薄壁铝合金制品包括薄壁铝合金筒体、薄壁铝合金管材和薄壁铝合金零件中的一种或多种；更优选地，所述薄壁铝合金制品包括具有收口形式的薄壁铝合金筒体；
优选地，所述的抗烧蚀橡胶组合物固化在铝合金制品的内表面；
优选地，所述抗烧蚀防护涂层的厚度为0.02～1.5mm；
优选地，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料、结构化控制剂、补强填料、阻燃剂、硫化剂以及任选地着色剂；
优选地，按质量份计，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料90～110份、结构化控制剂1～18份、补强填料10～ 250份、着色剂0～8份、阻燃剂0.2～8份和硫化剂0.1～6份；更优选地，按质量份计，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料100份、结构化控制剂2～15份、补强填料20～200份、着色剂0.5～5份、阻燃剂0.5～5份和硫化剂0.5～3份；
优选地，所述硅橡胶生料包括甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、腈硅橡胶和氟硅橡胶中的至少一种；所述结构化控制剂包括二苯基硅二醇、羟基硅油和环硅氮烷中的一种或多种；所述补强填料包括白炭黑、硅藻土、钛白粉和石英粉中的一种或多种；所述着色剂包括铬绿、钛白粉、炭黑和钴蓝中的一种或多种；所述阻燃剂包括二氧化钛、碳酸锰和氢氧化铝中的一种或多种；所述硫化剂包括过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯和过氧化二叔丁基。
根据本发明的另一个方面，本发明提供一种如以上所述的铝合金制品的制备方法，包括以下步骤：
首先对抗烧蚀橡胶组合物进行混炼，然后通过挤出机挤成薄套；
再利用气囊加压的方式将薄套贴紧在筒体本体内壁，得到带有与筒体本体紧密贴合的抗烧蚀防护涂层的铝合金制品。
作为进一步优选技术方案，混炼过程包括：按照一定顺序将抗烧蚀橡胶组合物中各原料加入到混炼机中进行混炼；
优选地，混炼机包括密炼机、捏合机和双辊混炼机中的任意一种；
优选地，混炼时间为20～30min；
优选地，薄套的壁厚为0.2～2mm；
优选地，气囊加压过程中，气囊压力为0.3～1.5MPa，薄套与筒体本体之间涂覆有硅橡胶胶黏剂，硅橡胶的硫化温度为100～200℃，硫化时间为10～30min，得到的抗烧蚀防护涂层的厚度为0.02～ 1.5mm。
作为进一步优选技术方案，还包括清洗的步骤，将薄套贴紧在筒体本体内壁之后，采用有机溶剂对铝合金制品内外进行清洗，然后晾干。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明采用抗烧蚀橡胶组合物对铝合金制品如弹壳、药筒等进行抗烧蚀防护，能够提高铝合金制品在高应变速率变形条件下抵御高温高压燃气冲蚀的能力，具有成本低、安全系数高、抗烧蚀能力强的特点。
2、本发明可以保护铝合金制品在高温高压燃气冲刷下不发生烧蚀，使其在高应变速率变形条件下不破裂，尤其适用于枪弹弹壳、小口径炮弹药筒等的抗烧蚀防护，不仅实现了弹壳、药筒等轻量化的目的，而且所得成品还具有抗烧蚀、防护性能好的特点；同时原料来源广、成本低，有助于降低产品的综合成本。
3、本发明的制备方法简单，高效，操作方便，过程容易控制，成本低，通过该方法能够缓解现有的涂层与筒体本体结合力差、容易剥落失效、涂层质量和厚度难以控制等问题，制得的产品稳定性好，使用寿命长，适合工业化大规模生产。
4、本发明采用气囊加压的方式可在筒体本体内壁同时实现硅橡胶层的贴合与硫化，制备出的抗烧蚀防护涂层致密、厚度均匀，与筒体本体结合力好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种实施方式提供的薄壁铝合金收口筒体的剖面示意图；
图2为采用本发明一种实施方式提供的生料薄套结构示意图；
图3为采用本发明一种实施方式提供的气囊结构示意图；
图4为采用本发明一种实施方式提供的贴合与加热硫化过程的结构示意图。
图标：1－加热器；2－薄壁铝合金收口筒体；3－生料薄套；4－气囊。
具体实施方式
下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
第一方面，在一些实施例中提供一种抗烧蚀橡胶组合物作为抗烧蚀防护涂层在铝合金制品中的应用。
鉴于现有技术中铝合金制品尤其是弹壳、药筒等薄壁铝合金收口筒体的烧蚀问题未能得到很好的解决，严重影响了弹壳、药筒等的使用，本发明经过大量研究试验，首次提出了一种新型的抗烧蚀能力强、安全系数高的抗烧蚀防护涂层，即采用橡胶层对弹壳、药筒等薄壁铝合金制品进行抗烧蚀防护，以缓解现有技术中存在的缺陷。
其中，所述的抗烧蚀橡胶组合物，优选采用的是硅橡胶组合物，更优选采用的是改性的硅橡胶组合物。
在一种优选的实施方式中，所述的铝合金制品包括薄壁铝合金制品；
优选地，所述的薄壁铝合金制品包括薄壁铝合金筒体、薄壁铝合金管材和薄壁铝合金零件中的一种或多种；
更优选地，所述的薄壁铝合金制品包括具有收口形式的薄壁铝合金筒体。
可以理解的是，本发明中所述的铝合金制品主要包括的是在航空航天、武器装备领域中的铝合金件；而薄壁铝合金件(制品)现已广泛的应用在航空航天、武器装备工业中的各个部位，具有重量轻、节约材料、加工性能好、结构紧凑等特点。
上述薄壁铝合金制品包括但不限于薄壁铝合金筒体、薄壁铝合金管材和薄壁铝合金零件，只要可能会承受到高温、高压或燃气冲蚀的铝合金器件，即需要进行抗烧蚀防护的薄壁铝合金制品都在本发明的保护范围内。本发明对于铝合金的具体型号/系列没有特殊的限制。
需要说明的是，本发明中的抗烧蚀防护涂层优选适用于对具有收口形式的薄壁铝合金筒体进行抗烧蚀防护，例如枪弹弹壳和小口径炮弹药筒，但不限于此，具有同样需求和类似结构的器件同样适用。其中，具有收口形式的薄壁铝合金筒体，也可称为薄壁铝合金收口筒体。
上述薄壁铝合金收口筒体的剖面示意图，如图1所示。
在一种优选的实施方式中，所述的抗烧蚀橡胶组合物固化在铝合金制品的内表面。
将抗烧蚀橡胶组合物直接固化在薄壁铝合金收口筒体的内表面，形成抗烧蚀防护涂层，保护薄壁铝合金收口筒体在高温高压燃气冲刷下不发生烧蚀，操作方便，成型周期短，应用效果好，不易出现涂层开裂、脱落等现象，防护能力强。
在一种优选的实施方式中，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料、结构化控制剂、补强填料、阻燃剂、硫化剂以及任选地着色剂；
优选地，按质量份计，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料90～110份、结构化控制剂1～18份、补强填料10～ 250份、着色剂0～8份、阻燃剂0.2～8份和硫化剂0.1～6份；
更优选地，按质量份计，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料100份、结构化控制剂2～15份、补强填料20～ 200份、着色剂0.5～5份、阻燃剂0.5～5份和硫化剂0.5～3份；
更优选地，按质量份计，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料100份、结构化控制剂3～12份、补强填料30～ 150份、着色剂0.8～4份、阻燃剂1～4份和硫化剂0.8～2.5份。
硅橡胶具有优异的耐热、耐寒、耐老化和柔韧性等特性，改性后，硅橡胶还可以具有更加优良的阻燃性、隔热性、抗张强度和抗撕裂强度，可采用加温加压硫化的方式在薄壁铝合金收口筒体内表面制备硅橡胶涂层，在高应变速率变形条件下不破裂，进而实现高温高压燃气冲蚀下铝合金弹壳/药筒的抗烧蚀防护。
上述抗烧蚀橡胶组合物以硅橡胶生料为主，以结构化控制剂、补强填料等助剂为辅，通过硅橡胶生料、结构化控制剂、补强填料、阻燃剂、硫化剂以及任选地着色剂的协同配合作用，使得该组合物具有优异的耐热、耐寒、耐老化、阻燃性、隔热性和力学强度等性能，有效实现对高温高压燃气冲蚀下的铝合金弹壳/药筒的抗烧蚀防护。
优选地，硅橡胶生料包括但不限于甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、腈硅橡胶和氟硅橡胶中的一种或几种的混合体系；对于硅橡胶生料的分子量不做特殊的限定；上述硅橡胶生料可以为市售的通用硅橡胶生料，也可以通过本领域熟知的生产方法制备得到。按质量份计，硅橡胶生料典型但非限制性的含量为90份、95份、100 份、105份或110份。
优选地，所述结构化控制剂包括但不限于二苯基硅二醇、羟基硅油和环硅氮烷中的一种或多种；还可以采用本领域中常用的其他类型结构化控制剂如聚醚改性硅油、聚酯改性硅油等。按质量份计，结构化控制剂典型但非限制性的含量为1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、 16份或18份。
优选地，所述补强填料包括但不限于白炭黑、硅藻土、钛白粉和石英粉中的一种或多种；还可以采用本领域中常用的其他类型补强填料如硅树脂、三氧化二锑等。按质量份计，补强填料典型但非限制性的含量为10份、15份、20份、25份、30份、40份、50份、60份、 70份、80份、90份、100份、110份、120份、140份、150份、160 份、180份、200份或250份。
优选地，所述着色剂包括但不限于铬绿、钛白粉、炭黑和钴蓝中的一种或多种；着色剂也可称为色料，在橡胶组合物中可以选择添加或不添加；其还采用本领域中常用的其他类型色料如铬黄、氧化铁等。按质量份计，着色剂典型但非限制性的含量为0份、1份、2份、3 份、4份、5份、6份、7份或8份。
优选地，所述阻燃剂包括但不限于二氧化钛、碳酸锰和氢氧化铝中的一种或多种；还可以采用本领域中常用的其他类型阻燃剂如氢氧化镁、硼酸锌、三氧化二锑等。按质量份计，阻燃剂典型但非限制性的含量为0.2份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、 4份、4.5份、5份、6份、7份或8份。
优选地，所述硫化剂包括但不限于过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯和过氧化二叔丁基；还可以采用本领域中常用的其他类型硫化剂如2，5－二甲基－2，5－双(过氧化叔丁基)己烷或2，5－二甲基－2，5－双 (过氧化叔丁基)－3－己炔等。按质量份计，硫化剂典型但非限制性的含量为0.1份、0.2份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、 3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份或6份。
需要说明的是，本发明对于硅橡胶生料、结构化控制剂、补强填料、阻燃剂、硫化剂和着色剂的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员所熟知的各原料即可；如可以采用市售商品，也可以采用本领域技术人员熟知的制备方法自行制备。
本发明中通过在上述硅橡胶生料中添加结构化控制剂等各种添加剂，并采用混炼机充分混炼，制备出适合于薄壁铝合金收口筒体内表面抗烧蚀用的改性硅橡胶，该改性硅橡胶具有优异的耐热性 (300℃)、耐寒性(－80℃)、柔韧性(延伸率≥200％)、阻燃性(UL94V－1)、隔热性(导热系数≤0.22W/mK)、抗张强度(≥12MPa) 和抗撕裂强度(≥8MPa)。
第二方面，在至少一个实施例中提供一种铝合金制品，包括筒体本体和附着在筒体本体内表面的抗烧蚀防护涂层；
所述抗烧蚀防护涂层主要由抗烧蚀橡胶组合物制成。
所述的抗烧蚀橡胶组合物与第一方面所述的抗烧蚀橡胶组合物是基于同一发明构思的，其可以保护铝合金制品在高温高压燃气冲刷下不发生烧蚀，使其在高应变速率变形条件下不破裂，尤其适用于枪弹弹壳、小口径炮弹药筒等的抗烧蚀防护，不仅实现了弹壳、药筒等轻量化的目的，而且所得成品还具有抗烧蚀、防护性能好的特点；同时原料来源广、成本低，有助于降低产品的综合成本。
在一种优选的实施方式中，所述筒体本体为具有收口形式的薄壁铝合金筒体本体；
优选地，所述抗烧蚀防护涂层的厚度为0.02～1.5mm；
优选地，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料、结构化控制剂、补强填料、阻燃剂、硫化剂以及任选地着色剂；
优选地，按质量份计，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料90～110份、结构化控制剂1～18份、补强填料10～250份、着色剂0～8份、阻燃剂0.2～8份和硫化剂0.1～6份。
可以理解的是，所述筒体本体优选为具有收口形式的薄壁铝合金筒体本体，本发明主要以薄壁铝合金收口筒体为例进行了进一步的说明，但不仅限于此。
本发明中，典型但非限制性地，抗烧蚀防护涂层的厚度可以为 0.02mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.08mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、 0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.0mm、1.2mm、 1.3mm、1.4mm或1.5mm。适宜的抗烧蚀防护涂层厚度，有助于与筒体本体更好的结合，致密均匀，稳定性好，抗烧蚀性能更佳。
所述的抗烧蚀橡胶组合物与第一方面所述的抗烧蚀橡胶组合物相同，在此不再赘述。
第三方面，在至少一个实施例中提供一种铝合金制品的制备方法，包括以下步骤：
首先对抗烧蚀橡胶组合物进行混炼，然后通过挤出机挤成薄套；
再利用气囊加压的方式将薄套贴紧在筒体本体内壁，得到带有与筒体本体紧密贴合的抗烧蚀防护涂层的铝合金制品。
本发明首先对硅橡胶进行混炼，然后通过挤出机挤成薄套，再利用气囊加压直接在薄壁铝合金收口筒体内壁实现贴合与加热硫化，最终得到与薄壁铝合金收口筒体紧密贴合的抗烧蚀防护橡胶层。该方法简单、高效、操作方便，过程容易控制，通过该方法能够缓解现有的涂层与筒体本体结合力差、容易剥落失效、涂层质量和厚度难以控制等问题，制得的产品稳定性好，使用寿命长，适合工业化大规模生产。
尤其是采用气囊加压的方式在薄壁铝合金收口筒体内壁同时实现硅橡胶层的贴合与硫化，制备出的硅橡胶层致密、厚度均匀，与筒体结合力好。
在一种优选的实施方式中，混炼过程包括：按照一定顺序将抗烧蚀橡胶组合物中各原料加入到混炼机中进行混炼；
优选地，混炼机包括密炼机、捏合机和双辊混炼机中的任意一种；
优选地，混炼时间为20～30min；
优选地，薄套的壁厚为0.2～2mm；
优选地，气囊加压过程中，气囊压力为0.3～1.5MPa，薄套与筒体本体之间涂覆有硅橡胶胶黏剂，硅橡胶的硫化温度为100～200℃，硫化时间为10～30min，得到的抗烧蚀防护涂层的厚度为0.02～ 1.5mm。
可以理解的是，“按照一定顺序”指的是分别、依次向混料机中添加抗烧蚀橡胶组合物中的各原料，例如，可以为依次将硅橡胶生料、补强填料、结构化控制剂、阻燃剂、着色剂和硫化剂加入到混料机中。
本发明中的混炼机包括但不限于密炼机、捏合机和双辊混炼机中的任意一种，还可以采用本领域中通用的其他类型的混炼机。
在一种优选的实施方式中，还包括清洗的步骤，将薄套贴紧在筒体本体内壁之后，采用有机溶剂对铝合金制品内外进行清洗，然后晾干。
本发明中对于所述的有机溶剂不做过多的限定，采用本领域常用的清洗有机溶剂即可；所述的晾干优选为自然晾干。
在一种优选的实施方式中，所述方法包括以下步骤：
(a)硅橡胶混炼：依次将硅橡胶生料、补强填料、结构化控制剂(补强填料和结构化控制剂的添加顺序可以交换)、阻燃剂、任选地着色剂和硫化剂加入到混料机中，进行混炼；混炼时间为20～ 30min；
(b)生料薄套挤出：在挤出机上将混炼硅橡胶挤成薄套，薄套的壁厚为0.2～2mm；
生料薄套的结构示意图，如图2所示；
(c)贴合与加热硫化：采用气囊加压的方式将生料薄套紧贴在薄壁铝合金收口筒体(筒体本体)内壁，气囊压力0.3～1.5MPa，薄套与筒体本体间用硅橡胶胶黏剂，硫化温度100～200℃，硫化时间 10～30min，得到抗烧蚀防护橡胶层的厚度为0.02～1.5mm；
气囊的结构示意图，如图3所示；贴合与加热硫化过程的结构示意图，如图4所示，其中，由内之外依次包括：气囊4、生料薄套3、薄壁铝合金收口筒体2和加热器1；
(d)清洗：采用有机溶剂对铝合金制品内外进行清洗，然后自然晾干，即可。
该制备方法可将改性硅橡胶材料直接固化在薄壁铝合金收口筒体内表面，工艺简单，制备过程易于操作，且制得的材料稳定性好；采用气囊加压的方式在薄壁铝合金收口筒体内壁同时实现硅橡胶层的贴合与硫化，制备出的硅橡胶层致密、厚度均匀，与筒体结合力好，适合工业化大规模生产。
下面结合具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1
一种铝合金制品，包括筒体本体和附着在筒体本体内表面的抗烧蚀防护涂层；所述抗烧蚀防护涂层主要由抗烧蚀橡胶组合物制成；
按质量份计，抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：甲基乙烯基硅橡胶100份、二苯基硅二醇6份、白炭黑60份、二氧化钛0.5 份和过氧化二苯甲酰1.5份。
所述铝合金制品的制备方法，包括以下步骤：
(a)硅橡胶混炼
在双辊混炼机上对硅橡胶进行混炼，辊筒温度控制在50～60℃，混炼时间20～30min，辊筒转速16r/min；
①将甲基乙烯基硅橡胶生胶100份包辊；
②添加结构化控制剂二苯基硅二醇6份；
③添加补强填料白炭黑60份；
④添加阻燃剂二氧化钛0.5份；
⑤薄通5次；
⑥返炼1次；
⑦添加硫化剂过氧化二苯甲酰1.5份；
⑧薄通2次；
⑨放置24h后返炼1次；
⑩出片。
(b)生料薄套挤出
①将挤压模具间隙调整至1mm；
②将混炼硅橡胶生料装入挤出机料盒中；
③挤出薄套，薄套壁厚度为1mm。
(c)贴合与加热硫化
①气囊外壁上涂上脱模剂，脱模剂为硅油；
②将生料薄套套在气囊上，并在薄套外表面涂上硅橡胶胶黏剂；
③将套有生料薄套的气囊放入薄壁铝合金收口筒体内部；
④将筒体放入加热器中，加热器温度160℃；
⑤通入压缩空气，压力0.8MPa，保持15min，使硅橡胶充分硫化，在薄壁铝合金收口筒体内壁形成厚度为0.5mm的抗烧蚀防护涂层。
(d)清洗
采用有机溶剂对筒体内外进行清洗，并自然晾干。
本实施例得到的抗烧蚀防护涂层(硅橡胶层)为白色，长期使用范围－80℃～300℃，延伸率240％，阻燃等级UL94V－1、导热系数 0.22W/mK，抗张强度13MPa，抗撕裂强度10MPa。
实施例2
一种铝合金制品，包括筒体本体和附着在筒体本体内表面的抗烧蚀防护涂层；所述抗烧蚀防护涂层主要由抗烧蚀橡胶组合物制成；
按质量份计，抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：甲基乙烯基苯基硅橡胶100份、硅藻土20份、羟基硅油2份、氢氧化铝5份、铬绿2份和过氧化二异丙苯3份。
所述铝合金制品的制备方法，包括以下步骤：
(a)硅橡胶混炼
在捏合机上对硅橡胶进行混炼，混炼时间20～30min，桨叶转速为40r/min、26r/min；
①将甲基乙烯基苯基硅橡胶生胶100份放入捏合机中；
②添加补强填料硅藻土20份；
③添加结构化控制剂羟基硅油2份；
④添加阻燃剂氢氧化铝5份；
⑤添加着色剂铬绿2份；
⑥薄通5次，返炼1次；
⑦添加硫化剂过氧化二异丙苯3份；
⑧薄通1次；
⑨放置24h后返炼1次；
⑩出料。
(b)生料薄套挤出
①将挤压模具间隙调整至0.1mm；
②将混炼硅橡胶生料装入挤出机料盒中；
③挤出薄套，薄套壁厚度为0.1mm。
(c)贴合与加热硫化
①气囊外壁上涂上脱模剂，脱模剂为硅油；
②将生料薄套套在气囊上，并在薄套外表面涂上硅橡胶胶黏剂；
③将套有生料薄套的气囊放入薄壁铝合金收口筒体内部；
④将筒体放入加热器中，加热器温度100℃；
⑤通入压缩空气，压力1.5MPa，保持10min，使硅橡胶充分硫化，在薄壁铝合金收口筒体内壁形成厚度为0.02mm的橡胶层。
(d)清洗
采用有机溶剂对筒体内外进行清洗，并自然晾干。
本实施例得到的硅橡胶层为绿色，长期使用范围－80℃～300℃，延伸率280％，阻燃等级UL94V－1、导热系数0.22W/mK，抗张强度12MPa，抗撕裂强度8MPa。
实施例3
一种铝合金制品，包括筒体本体和附着在筒体本体内表面的抗烧蚀防护涂层；所述抗烧蚀防护涂层主要由抗烧蚀橡胶组合物制成；
按质量份计，抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：腈硅橡胶 100份、白炭黑80份、石英粉120份、羟基硅油5份、环硅氮烷10 份、碳酸锰1份、氢氧化铝2份、铬绿和炭黑0.5份和过氧化二叔丁基0.5份。
所述铝合金制品的制备方法，包括以下步骤：
(a)硅橡胶混炼
在密炼机上对硅橡胶进行混炼，混炼时间10～15min；
①将腈硅橡胶生胶100份放入密炼机中；
②添加补强填料白炭黑80份、石英粉120份；
③添加结构化控制剂羟基硅油5份、环硅氮烷10份；
④添加阻燃剂碳酸锰1份、氢氧化铝2份；
⑤添加着色剂铬绿和炭黑0.5份；
⑥薄通5次，返炼1次；
⑦添加硫化剂过氧化二叔丁基0.5份；
⑧薄通3次；
⑨放置24h后返炼1次；
⑩出料。
(b)生料薄套挤出
①将挤压模具间隙调整至2mm；
②将混炼硅橡胶生料装入挤出机料盒中；
③挤出薄套，薄套壁厚度为2mm。
(c)贴合与加热硫化
①气囊外壁上涂上脱模剂，脱模剂为硅油；
②将生料薄套套在气囊上，并在薄套外表面涂上硅橡胶胶黏剂；
③将套有生料薄套的气囊放入薄壁铝合金收口筒体内部；
④将筒体放入加热器中，加热器温度200℃；
⑤通入压缩空气，压力0.5MPa，保持10min，使硅橡胶充分硫化，在薄壁铝合金收口筒体内壁形成厚度为1.5mm的橡胶层。
(d)清洗
采用有机溶剂对筒体内外进行清洗，并自然晾干。
本实施例得到的硅橡胶层为绿色，长期使用范围－80℃～300℃，延伸率200％，阻燃等级UL94V－1、导热系数0.19W/mK，抗张强度13MPa，抗撕裂强度10MPa。
由以上可以看出，本发明制备出了适合于薄壁铝合金收口筒体内表面抗烧蚀用的改性硅橡胶，该改性硅橡胶具有优异的耐热性 (300℃)、耐寒性(－80℃)、柔韧性(延伸率≥200％)、阻燃性 (UL94V－1)、隔热性(导热系数≤0.22W/mK)、抗张强度(≥12MPa) 和抗撕裂强度(≥8MPa)。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种抗烧蚀橡胶组合物作为抗烧蚀防护涂层在铝合金制品中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的铝合金制品包括薄壁铝合金制品；
优选地，所述的薄壁铝合金制品包括薄壁铝合金筒体、薄壁铝合金管材和薄壁铝合金零件中的一种或多种；
更优选地，所述的薄壁铝合金制品包括具有收口形式的薄壁铝合金筒体。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的抗烧蚀橡胶组合物固化在铝合金制品的内表面。
4.根据权利要求1～3任一项所述的应用，其特征在于，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料、结构化控制剂、补强填料、阻燃剂、硫化剂以及任选地着色剂；
优选地，按质量份计，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料90～110份、结构化控制剂1～18份、补强填料10～250份、着色剂0～8份、阻燃剂0.2～8份和硫化剂0.1～6份；
更优选地，按质量份计，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料100份、结构化控制剂2～15份、补强填料20～200份、着色剂0.5～5份、阻燃剂0.5～5份和硫化剂0.5～3份；
更优选地，按质量份计，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料100份、结构化控制剂3～12份、补强填料30～150份、着色剂0.8～4份、阻燃剂1～4份和硫化剂0.8～2.5份。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述硅橡胶生料包括甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、腈硅橡胶和氟硅橡胶中的至少一种；
优选地，所述结构化控制剂包括二苯基硅二醇、羟基硅油和环硅氮烷中的一种或多种；
优选地，所述补强填料包括白炭黑、硅藻土、钛白粉和石英粉中的一种或多种；
优选地，所述着色剂包括铬绿、钛白粉、炭黑和钴蓝中的一种或多种；
优选地，所述阻燃剂包括二氧化钛、碳酸锰和氢氧化铝中的一种或多种；
优选地，所述硫化剂包括过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯和过氧化二叔丁基。
6.一种铝合金制品，其特征在于，包括筒体本体和附着在筒体本体内表面的抗烧蚀防护涂层；
所述抗烧蚀防护涂层主要由抗烧蚀橡胶组合物制成。
7.根据权利要求6所述的铝合金制品，其特征在于，所述铝合金制品包括薄壁铝合金制品；
优选地，所述薄壁铝合金制品包括薄壁铝合金筒体、薄壁铝合金管材和薄壁铝合金零件中的一种或多种；更优选地，所述薄壁铝合金制品包括具有收口形式的薄壁铝合金筒体；
优选地，所述的抗烧蚀橡胶组合物固化在铝合金制品的内表面；
优选地，所述抗烧蚀防护涂层的厚度为0.02～1.5mm；
优选地，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料、结构化控制剂、补强填料、阻燃剂、硫化剂以及任选地着色剂；
优选地，按质量份计，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料90～110份、结构化控制剂1～18份、补强填料10～250份、着色剂0～8份、阻燃剂0.2～8份和硫化剂0.1～6份；更优选地，按质量份计，所述抗烧蚀橡胶组合物主要由以下原料制得：硅橡胶生料100份、结构化控制剂2～15份、补强填料20～200份、着色剂0.5～5份、阻燃剂0.5～5份和硫化剂0.5～3份；
优选地，所述硅橡胶生料包括甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、腈硅橡胶和氟硅橡胶中的至少一种；所述结构化控制剂包括二苯基硅二醇、羟基硅油和环硅氮烷中的一种或多种；所述补强填料包括白炭黑、硅藻土、钛白粉和石英粉中的一种或多种；所述着色剂包括铬绿、钛白粉、炭黑和钴蓝中的一种或多种；所述阻燃剂包括二氧化钛、碳酸锰和氢氧化铝中的一种或多种；所述硫化剂包括过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯和过氧化二叔丁基。
8.如权利要求6或7所述的铝合金制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
首先对抗烧蚀橡胶组合物进行混炼，然后通过挤出机挤成薄套；
再利用气囊加压的方式将薄套贴紧在筒体本体内壁，得到带有与筒体本体紧密贴合的抗烧蚀防护涂层的铝合金制品。
9.根据权利要求8所述的铝合金制品的制备方法，其特征在于，混炼过程包括：按照一定顺序将抗烧蚀橡胶组合物中各原料加入到混炼机中进行混炼；
优选地，混炼机包括密炼机、捏合机和双辊混炼机中的任意一种；
优选地，混炼时间为20～30min；
优选地，薄套的壁厚为0.2～2mm；
优选地，气囊加压过程中，气囊压力为0.3～1.5MPa，薄套与筒体本体之间涂覆有硅橡胶胶黏剂，硅橡胶的硫化温度为100～200℃，硫化时间为10～30min，得到的抗烧蚀防护涂层的厚度为0.02～1.5mm。
10.根据权利要求8或9所述的铝合金制品的制备方法，其特征在于，还包括清洗的步骤，将薄套贴紧在筒体本体内壁之后，采用有机溶剂对铝合金制品内外进行清洗，然后晾干。
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