[发明专利]一种抗烧蚀高阻隔柔性防热软裙及其制备方法

说明书

本发明提出一种抗烧蚀高阻隔柔性防热软裙及其制备方法，由若干层柔性抗烧蚀层、若干层柔性抗辐射层和柔性高阻隔层组成，柔性抗烧蚀层和柔性抗辐射层由外而内按S‑F‑S‑F‑…‑S‑F结构交替分布，其中S为柔性抗烧蚀层，F为柔性抗辐射层，柔性高阻隔层位于最内侧，柔性抗烧蚀层、柔性抗辐射层和柔性高阻隔层在安装喷管处用硅橡胶胶黏剂粘结。本发明外层采用柔性抗烧蚀层和柔性抗辐射层交替布置，充分发挥两者之间的协同作用，且柔性抗烧蚀层采用酚醛树脂改性硅橡胶体系，进一步提高了其抗烧蚀性能，在保证耐烧蚀的基础上，有效降低了软裙的总体厚度，总体减厚量为现有结构的1/2～2/3。

技术领域

本发明涉及一种抗烧蚀高阻隔柔性防热软裙及其制备方法，属于耐烧蚀复合材料技术领域。

背景技术

火箭等航天飞行器发动机点火瞬间会喷出高温火焰和燃气流，瞬时温度达到3000K～4000k，发动机防热软裙如图2所示，喷管火焰能够回流烧到的为发动机防热软裙的外部，靠近尾舱设备的为发动机防热软裙的内部，发动机防热软裙安装在发动机尾喷管的喷管法兰和后端盖之间，能有效防止发动机喷焰回流到舱体内部烧毁设备，阻断返回火焰进入舱内，同时为了不影响发动机摆动，柔性软裙要能和发动机一起摆动，为了减小在上升段尾舱因内外空气压差而增加的附加应力，防热软裙需具有较好的柔性及一定的断裂伸长率，保证不阻碍喷管的摆动，出筒后随着摆动喷管一起摆动，同时需要有良好的烧蚀性及燃气流的高阻隔性。

传统的方法是将多层硅橡胶涂覆织物再采用胶黏剂粘结成多层结构，在通过燃气流冲刷后，贴近燃气流表面的几层硅橡胶涂覆织物被烧毁，利用未被烧毁的硅橡胶涂覆织物进行阻隔密封。现有结构一般都是由16～30层厚度为1～2.0mm的硅橡胶层叠合粘结而成，前三分之二一般都会被烧蚀掉，为保证耐烧蚀，叠合层数较多，导致整体厚度较大，一般都在30mm左右，软裙重量太大，会对喷管的摆动造成一定影响，同时单层厚度太大，容易形成龟裂纹，密封性能下降，可靠性低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种密封可靠性高、有效降低总体厚度的抗烧蚀高阻隔柔性防热软裙及其制备方法。

本发明的技术解决方案：一种抗烧蚀高阻隔柔性防热软裙，由若干层柔性抗烧蚀层、若干层柔性抗辐射层和柔性高阻隔层组成，柔性抗烧蚀层和柔性抗辐射层由外而内按S-F-S-F-…-S-F结构交替分布，其中S为柔性抗烧蚀层，F为柔性抗辐射层，柔性高阻隔层位于最内侧，柔性抗烧蚀层、柔性抗辐射层和柔性高阻隔层在安装喷管处用硅橡胶胶黏剂粘结；

所述的柔性抗烧蚀层为酚醛树脂改性硅橡胶涂覆纤维织物，酚醛树脂改性硅橡胶中酚醛树脂的质量为硅橡胶体系质量的5％～30％，且由外到内各层中酚醛树脂含量逐层减小；

所述的柔性抗烧蚀层不少于3层，最外层酚醛树脂含量(酚醛树脂含量是指酚醛树脂占硅橡胶体系质量的百分比，硅橡胶体系质量为硅橡胶和硫化剂总量)为25～30％，最内层酚醛树脂含量为5～10％，相邻两层之间含量梯度差不少于2％。柔性抗烧蚀层的总厚度越高，其耐烧蚀性能就越好，但重量也越大，总厚度太高，会影响喷管摆动；单层厚度越厚，单层耐烧蚀性能也好，但厚度太大容易导致表面形成龟裂纹(柔性也会下降)，影响气密性及阻隔性。本领域技术人员根据具体的烧蚀性能要求，选择柔性抗烧蚀层的总厚度及单层厚度。

本发明在综合考虑耐烧蚀性能、重量及单层性能，确定了总厚度最佳范围为4mm～10mm，每层最佳厚度为0.2～1.4mm；在最佳范围内，总厚度越厚，烧蚀性能也好。本领域技术人员依据本发明确定的最佳总厚度和单层最佳厚度范围，根据烧蚀性能要求来具体设计柔性抗烧蚀层的层数、厚度。