本發(fā)明涉及一種在密閉環(huán)境下深層固化的硅橡膠包覆層，尤其是涉及一種不依賴空氣中的濕氣固化，可實現(xiàn)密閉環(huán)境下深層固化的縮合型硅橡膠包覆層配方，屬于推進劑與推進劑包覆層技術(shù)領(lǐng)域，
背景技術(shù)：
復(fù)合固體推進劑用包覆層主要起到控制推進劑燃面的作用，硅橡膠包覆層具有使用溫度范圍寬、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低、優(yōu)異的耐燒蝕性能、極佳的少煙性能，非常好的儲存性能，是一種綜合性能優(yōu)良的包覆層。
較為理想的硅橡膠包覆層體系為縮合型液體硅橡膠，其固化特點是需要借助空氣中的濕氣實現(xiàn)固化，這種固化方式的不足之處在于固化過程對環(huán)境溫濕度較為敏感，且無法實現(xiàn)在密閉環(huán)境下的深層固化。目前，本發(fā)明配方中引入的固化促進劑組合，實現(xiàn)縮合型硅橡膠在密閉體系下深層固化的配方技術(shù)尚未有公開文獻報道。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種在密閉環(huán)境下深層固化的硅橡膠包覆層，該硅橡膠包覆層不依賴空氣中的濕氣促進固化，可以實現(xiàn)在密閉條件下的深層固化，并滿足復(fù)合固體推進劑的包覆要求，且該硅橡膠包覆層具有優(yōu)異的力學性能和粘接強度。
本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：
一種在密閉環(huán)境下深層固化的硅橡膠包覆層，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組份：液體甲基硅橡膠100份；硅烷類交聯(lián)劑3～6份；白炭黑10～20份、顏料3～10份；固化促進劑3～20份；其中固化促進劑為金屬氧化物與雙羰基類化合物的組合。
在上述一種在密閉環(huán)境下深層固化的硅橡膠包覆層中，所述硅烷類交聯(lián)劑為烷氧基硅烷或酮肟基硅烷中的一種或組合。
在上述一種在密閉環(huán)境下深層固化的硅橡膠包覆層中，所述烷氧基硅烷為正硅酸乙酯TEOS；所述酮肟基硅烷為甲基三丁酮肟基硅烷WD923。
在上述一種在密閉環(huán)境下深層固化的硅橡膠包覆層中，所述金屬氧化物為三氧化二鐵Fe2O3、氧化鋅ZnO、氧化鎂MgO、二氧化鋯ZrO2、三氧化二鋁Al2O3或三氧化二鉻Cr2O3中的任意一種或兩種及兩種以上的組合。
在上述一種在密閉環(huán)境下深層固化的硅橡膠包覆層中，所述雙羰基類化合物為乙酰乙酸乙酯AAE、丙二酸二乙酯DEM、己二酸二乙酯DEA或乙酰丙酮HAA中的任意一種或兩種及兩種以上的組合。
在上述一種在密閉環(huán)境下深層固化的硅橡膠包覆層中，所述金屬氧化物與雙羰基類化合物的質(zhì)量比為0.5～5.0：1。
在上述一種在密閉環(huán)境下深層固化的硅橡膠包覆層中，所述固化促進劑為氧化鋅ZnO與乙酰乙酸乙酯AAE的組合，或者三氧化二鐵Fe2O3與丙二酸二乙酯DEM的組合，或者三氧化二鉻Cr2O3、三氧化二鋁Al2O3與己二酸二乙酯DEA的組合，或者三氧化二鐵Fe2O3、氧化鎂MgO與乙酰乙酸乙酯AAE的組合，或者二氧化鋯ZrO2、三氧化二鉻Cr2O3與乙酰乙酸乙酯AAE的組合。
在上述一種在密閉環(huán)境下深層固化的硅橡膠包覆層中，所述顏料為炭黑。
在上述一種在密閉環(huán)境下深層固化的硅橡膠包覆層中，所述固化促進劑的固化溫度為20℃-50℃。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果：
(1)、本發(fā)明提供了一種新型的硅橡膠包覆層，由室溫硫化液體甲基硅橡膠、硅烷類交聯(lián)劑、白炭黑、顏料和固化促進劑按照一定的配比組成，其中固化促進劑采用金屬氧化物與雙羰基類化合物的組合，采用本發(fā)明配方固化的硅橡膠的固化過程不依賴空氣中的濕氣促進固化，可以實現(xiàn)在密閉條件下的深層固化，并滿足復(fù)合固體推進劑的包覆要求，此外且該硅橡膠包覆層具有優(yōu)異的力學性能和粘接強度。
(2)、本發(fā)明固化促進劑采用金屬氧化物與雙羰基類化合物的組合，可以替代空氣中的濕氣，促進硅橡膠的縮合固化，從而實現(xiàn)了硅橡膠在密閉環(huán)境下的深層固化。
(3)、本發(fā)明將金屬氧化物與雙羰基類化合物以一定的比例混合，得到組合固化促進劑，組合固化促進劑中的金屬氧化物與雙羰基類化合物協(xié)同作用，顯著促進硅橡膠的縮合固化。
(4)、本發(fā)明對組合固化促進劑中金屬氧化物與雙羰基類化合物的組份進行優(yōu)選，進一步促進了硅橡膠在密閉環(huán)境下的深層固化。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述：
本發(fā)明在密閉環(huán)境下深層固化的硅橡膠包覆層，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組份：
其中固化促進劑為金屬氧化物與雙羰基類化合物的組合，所述金屬氧化物為三氧化二鐵Fe2O3、氧化鋅ZnO、氧化鎂MgO、二氧化鋯ZrO2、三氧化二鋁Al2O3或三氧化二鉻Cr2O3中的任意一種或兩種及兩種以上的組合。
所述雙羰基類化合物為乙酰乙酸乙酯AAE、丙二酸二乙酯DEM、己二酸二乙酯DEA或乙酰丙酮HAA中的任意一種或兩種及兩種以上的組合。
所述金屬氧化物與雙羰基類化合物的質(zhì)量比為0.5～5.0：1。
例如所述固化促進劑為氧化鋅ZnO與乙酰乙酸乙酯AAE的組合，或者三氧化二鐵Fe2O3與丙二酸二乙酯DEM的組合，或者三氧化二鉻Cr2O3、三氧化二鋁Al2O3與己二酸二乙酯DEA的組合，或者三氧化二鐵Fe2O3、氧化鎂MgO與乙酰乙酸乙酯AAE的組合，或者二氧化鋯ZrO2、三氧化二鉻Cr2O3與乙酰乙酸乙酯AAE的組合。
所述固化促進劑的固化溫度為20℃-50℃。
所述硅烷類交聯(lián)劑為烷氧基硅烷或酮肟基硅烷中的一種或組合。
所述烷氧基硅烷為正硅酸乙酯TEOS；所述酮肟基硅烷為甲基三丁酮肟基硅烷WD923。
所述顏料為炭黑。
本發(fā)明硅橡膠包覆層通過真空澆注方法包覆在推進劑藥柱表面。
本發(fā)明中化學名稱與簡寫之間的關(guān)系如下：
107膠：端羥基聚二甲基硅氧烷
WD923：甲基三丁酮肟基硅烷
TEOS：正硅酸乙酯
C：炭黑
Fe2O3：三氧化二鐵
Cr2O3：三氧化二鉻
ZnO：氧化鋅
MgO：氧化鎂
ZrO2：二氧化鋯
Al2O3：三氧化二鋁
AAE：乙酰乙酸乙酯
DEM：丙二酸二乙酯
DEA：己二酸二乙酯
HAA：乙酰丙酮
實施例1
固化促進劑的組分與質(zhì)量份數(shù)如下：
ZnO：AAE＝3：3。
按照表1所述的配比進行混合，混合均勻后真空脫泡30min，備用。
表1
(1)密閉深層固化實驗
將料漿置于高度為20cm的圓柱形模具內(nèi)，室溫下進行密閉條件下深層固化實驗，硫化48h后，觀察硅橡膠的深層硫化狀態(tài)。室驗結(jié)果表明，硅橡膠在整個模腔內(nèi)實現(xiàn)了完全固化，即此硅橡膠可以實現(xiàn)在密閉條件下的深層固化。
(2)力學性能測試
將料漿至于模具內(nèi)，室溫密閉條件下固化，固化時間為2d，將固化好的膠片制樣后，進行本體力學性能測試，測試條件為20℃，拉速為100mm/min，其拉伸度為2.53MPa，斷裂伸長率為380.6％。
(3)粘接強度測試
制備鋼件K，硅橡膠B、PET推進劑Y(表面經(jīng)底涂劑處理)的聯(lián)合粘接試件(三者的位置關(guān)系K/B/Y/B/K)，在密閉條件下進行固化，制備的試件標準為φ25mm的圓柱形試件，測試該試件的聯(lián)合粘接強度，測試條件為20℃，拉速100mm/min。實驗結(jié)果表明，其粘接強度為0.71MPa。
實施例2
固化促進劑的組分與質(zhì)量份數(shù)如下：
Fe2O3：DEM＝5：6。
按照表2所述的配比進行混合，混合均勻后真空脫泡30min，備用。
表2
(1)密閉深層固化實驗
將料漿置于高度為20cm的圓柱形模具內(nèi)，室溫下進行密閉條件下深層固化實驗，硫化48h后，觀察硅橡膠的深層硫化狀態(tài)。室驗結(jié)果表明，硅橡膠在整個模腔內(nèi)實現(xiàn)了完全固化，密閉深層固化實驗結(jié)果表明硅橡膠可以實現(xiàn)在密閉條件下的深層固化。
(2)力學性能測試
將料漿至于模具內(nèi)，室溫密閉條件下固化，固化時間為2d，將固化好的膠片制樣后，進行本體力學性能測試，測試條件為20℃，拉速為100mm/min，其拉伸度為2.73MPa，斷裂伸長率為361.2％。
(3)粘接強度測試
制備鋼件，硅橡膠、HTPB推進劑(表面經(jīng)底涂劑處理)的聯(lián)合粘接試件，在密閉條件下進行固化，制備的試件標準為φ25mm的圓柱形試件，測試該試件的聯(lián)合粘接強度，測試條件為20℃，拉速100mm/min。實驗結(jié)果表明，其粘接強度為0.83MPa。
實施例3
固化促進劑的組分與質(zhì)量份數(shù)如下：
Fe2O3：MgO：AAE＝3：3：4。
按照表3所述的配比進行混合，混合均勻后真空脫泡30min，備用。
表3
(1)密閉深層固化實驗
將料漿置于高度為20cm的圓柱形模具內(nèi)，室溫下進行密閉條件下深層固化實驗，硫化48h后，觀察硅橡膠的深層硫化狀態(tài)。室驗結(jié)果表明，硅橡膠在整個模腔內(nèi)實現(xiàn)了完全固化，密閉深層固化實驗結(jié)果表明硅橡膠可以實現(xiàn)在密閉條件下的深層固化。
(2)力學性能測試
將料漿至于模具內(nèi)，室溫密閉條件下固化，固化時間為2d，將固化好的膠片制樣后，進行本體力學性能測試，測試條件為20℃，拉速為100mm/min，其拉伸度為2.26MPa，斷裂伸長率為290.8％。
(3)粘接強度測試
制備鋼件，硅橡膠、NEPE推進劑(表面經(jīng)底涂劑處理)的聯(lián)合粘接試件，在密閉條件下進行固化，制備的試件標準為φ25mm的圓柱形試件，測試該試件的聯(lián)合粘接強度，測試條件為20℃，拉速100mm/min。實驗結(jié)果表明，其粘接強度為0.65MPa。
實施例4
固化促進劑的組分與質(zhì)量份數(shù)如下：
Al2O3：Cr2O3：DEA＝10：5：4。
按照表4所述的配比進行混合，混合均勻后真空脫泡30min，備用。
表4
(1)密閉深層固化實驗
將料漿置于高度為20cm的圓柱形模具內(nèi)，50℃密閉條件下進行深層固化實驗，硫化48h后，觀察硅橡膠的深層硫化狀態(tài)。室驗結(jié)果表明，硅橡膠在整個模腔內(nèi)實現(xiàn)了完全固化，密閉深層固化實驗結(jié)果表明硅橡膠可以實現(xiàn)在50℃密閉條件下的深層固化。
(2)力學性能測試
將料漿至于模具內(nèi)，50℃密閉條件下固化，固化時間為2d，將固化好的膠片制樣后，進行本體力學性能測試，測試條件為20℃，拉速為100mm/min，其拉伸度為2.91MPa，斷裂伸長率為372.4％。
(3)粘接強度測試
制備鋼件，硅橡膠、HTPB推進劑(表面經(jīng)底涂劑處理)的聯(lián)合粘接試件，在密閉條件下進行固化，固化溫度為50℃，制備的試件標準為φ25mm的圓柱形試件，測試該試件的聯(lián)合粘接強度，測試條件為20℃，拉速100mm/min。實驗結(jié)果表明，其粘接強度為0.86MPa。
實施例5
固化促進劑的組分與質(zhì)量份數(shù)如下：
ZrO2：Cr2O3：AAE＝3：3：6。
按照表5所述的配比進行混合，混合均勻后真空脫泡30min，備用。
表5
(1)密閉深層固化實驗
將料漿置于高度為20cm的圓柱形模具內(nèi)，50℃密閉條件下進行密閉條件下深層固化實驗，硫化48h后，觀察硅橡膠的深層硫化狀態(tài)。室驗結(jié)果表明，硅橡膠在整個模腔內(nèi)實現(xiàn)了完全固化，密閉深層固化實驗結(jié)果表明硅橡膠可以實現(xiàn)在50℃密閉條件下的深層固化。
(2)力學性能測試
將料漿至于模具內(nèi)，50℃密閉條件下固化，固化時間為2d，將固化好的膠片制樣后，進行本體力學性能測試，測試條件為20℃，拉速為100mm/min，其拉伸度為2.79MPa，斷裂伸長率為350.3％。
(3)粘接強度測試
制備鋼件，硅橡膠、HTPB推進劑(表面經(jīng)底涂劑處理)的聯(lián)合粘接試件，在密閉條件下進行固化，固化溫度為50℃，制備的試件標準為φ25mm的圓柱形試件，測試該試件的聯(lián)合粘接強度，測試條件為20℃，拉速100mm/min。實驗結(jié)果表明，其粘接強度為0.82MPa。
以上所述，僅為本發(fā)明最佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。