用于粘结硅橡胶绝热层与金属基体的底涂剂及其制备方法和应用与流程

    技术2025-02-08  46


    本发明涉及硅橡胶绝热层粘接,具体而言,涉及一种用于粘结硅橡胶绝热层与金属基体的底涂剂及其制备方法和应用。


    背景技术:

    1、硅橡胶绝热层是一类具有优异耐烧蚀性能的绝热层材料。在铂催化作用下发生硅氢加成反应得到的加成型硅橡胶绝热层可深层固化、可应用于固体火箭发动机内壁热防护,但其与金属壳体的界面粘接性能差,导致其尚未广泛应用于固体火箭发动机内绝热层。

    2、目前,提高加成型硅橡胶绝热层与金属壳体的界面粘接强度主要集中在往硅橡胶绝热层配方中引入增粘剂、对金属壳体表面进行底涂处理。而现有的提高硅橡胶界面粘接的底涂剂主要由缩合型或加成型硅氧烷、偶联剂混合而成,大部分含有正硅酸乙酯或铂金络合物为代表的催化剂。这种底涂剂处理后需尽快使用,因此,在粘接性能以及操作工艺上都难以满足大批量发动机绝热成型的工艺要求,限制了加成型硅橡胶绝热层在固体火箭发动机内绝热层中的应用。

    3、鉴于此,特提出本发明。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种用于粘结硅橡胶绝热层与金属基体的底涂剂及其制备方法和应用,以改善上述技术问题。

    2、本发明是这样实现的:

    3、第一方面,本发明提供了一种用于粘结硅橡胶绝热层与金属基体的底涂剂,按重量份计,其包括:

    4、硼改性乙烯基硅氧烷100份;

    5、含氢硅氧烷8~12份;

    6、环氧改性羟基硅树脂4~6份;

    7、环氧改性乙烯基硅树脂6~8份;以及

    8、溶剂400~800份。

    9、可选地,上述硼改性乙烯基硅氧烷中,硼的含量至少为3wt%,优选3wt%~12wt%,更优选5wt%~10wt%。

    10、可选地,上述硼改性乙烯基硅氧烷的乙烯基的含量为1.4wt%~1.8wt%;

    11、可选地,上述含氢硅氧烷的活泼氢的含量为0.6wt%~0.8wt%。

    12、可选地,上述溶剂选自乙酸乙酯、甲苯和二甲苯中的至少一种。

    13、第二方面,本发明还提供了一种上述用于粘结硅橡胶绝热层与金属基体的底涂剂的制备方法,其包括:按比例将硼改性乙烯基硅氧烷、含氢硅氧烷、环氧改性羟基硅树脂、环氧改性乙烯基硅树脂和溶剂混合均匀。

    14、第三方面,本发明还提供了一种硅橡胶绝热层的粘接方法,其包括:

    15、在金属基体表面涂覆上述底涂剂,得到底涂膜层;

    16、在底涂膜层的表面成型硅橡胶绝热层;其中,硅橡胶绝热层为含铂催化体系的加成型硅橡胶绝热层。

    17、可选地,涂覆底涂剂后,在20℃~40℃的温度下,晾置至少1h,优选晾置3h~36h,以获得底涂膜层。

    18、可选地,在底涂膜层的表面成型所述硅橡胶绝热层后,在140℃~180℃温度下固化4h~6h。

    19、可选地,在涂覆底涂剂前,对金属基体待涂覆表面进行毛化处理。

    20、第四方面,本发明还提供了上述硅橡胶绝热层的粘接方法在制备固体火箭发动机中的应用。

    21、本发明具有以下有益效果:该用于粘结硅橡胶绝热层与金属基体的底涂剂中无需含有催化体系,涂覆后再保持干净的状态下可长时间放置,可满足固体火箭发动机批产绝热的工艺需求;通过采用特定的硼改性乙烯基硅氧烷和含氢硅氧烷,可以在成型含铂催化体系的加成型硅橡胶绝热层时,在硅橡胶绝热层的含铂催化体系下,底涂层中的物质发生反应,以达到较佳的粘接性;同时硼元素和两种环氧改性的硅树脂也进一步增强了加成型硅橡胶绝热层与金属壳体的界面粘接性能,达到了固体火箭发动机热防护功能需求的界面粘接性能的要求。



    技术特征:

    1.一种用于粘结硅橡胶绝热层与金属基体的底涂剂,其特征在于,按重量份计,其包括:

    2.根据权利要求1所述的底涂剂,其特征在于,所述硼改性乙烯基硅氧烷中,硼的含量至少为3wt%,优选3wt%~12wt%,更优选5wt%~10wt%。

    3.根据权利要求1所述的底涂剂,其特征在于,所述硼改性乙烯基硅氧烷的乙烯基的含量为1.4wt%~1.8wt%;

    4.根据权利要求1~3任一项所述的底涂剂,其特征在于,所述溶剂选自乙酸乙酯、甲苯和二甲苯中的至少一种。

    5.一种如权利要求1~4任一项所述的底涂剂的制备方法,其特征在于,其包括:按比例将硼改性乙烯基硅氧烷、含氢硅氧烷、环氧改性羟基硅树脂、环氧改性乙烯基硅树脂和溶剂混合均匀。

    6.一种硅橡胶绝热层的粘接方法,其特征在于,其包括:

    7.根据权利要求6所述的粘接方法,其特征在于,涂覆所述底涂剂后,在20℃~40℃的温度下,晾置至少1h,优选晾置3h~36h,以获得所述底涂膜层。

    8.根据权利要求6所述的粘接方法,其特征在于,在所述底涂膜层的表面成型所述硅橡胶绝热层后,在140℃~180℃温度下固化4h~6h。

    9.根据权利要求6~8任一项所述的粘接方法,其特征在于,在涂覆所述底涂剂前,对所述金属基体待涂覆表面进行毛化处理。

    10.如权利要求6~9任一项所述的硅橡胶绝热层的粘接方法在制备固体火箭发动机中的应用。


    技术总结
    本发明公开了一种用于粘结硅橡胶绝热层与金属基体的底涂剂及其制备方法和应用,该底涂剂按重量份计包括:硼改性乙烯基硅氧烷100份;含氢硅氧烷8~12份;环氧改性羟基硅树脂4~6份;环氧改性乙烯基硅树脂6~8份;以及溶剂400~800份。通过在底涂剂中引入硼改性乙烯基硅氧烷、环氧改性有机硅树脂来提高加成型硅橡胶绝热层与金属壳体界面粘接强度。此外,该底涂剂配制简单、贮存有效期长、易于施工,可满足固体火箭发动机金属壳体和硅橡胶绝热层的可靠粘接要求。

    技术研发人员:李洋,吴谦秋,陈雁彬,孙笑然,胡俊杰,方陆军,陈德宏,黄海龙,彭琴,伍政,陈亚格,王江
    受保护的技术使用者:湖北航天化学技术研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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