硅橡胶涂覆织物的阻燃性能和烧蚀性能研究-宇航材料工艺

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1、硅橡胶涂覆织物的阻燃性能和烧蚀性能研究毛科铸罗丽娟梁馨方洲唐一壬（航天材料及工艺研究所结构复合材料中心北京100076）文摘为了提高硅橡胶涂覆织物的阻燃性能和烧蚀性能，本文采用在硅橡胶组分中添加阻燃剂的方法，制备出新型阻燃硅橡胶涂覆织，对其阻燃性能与烧蚀性能进行测试，并与军用硅橡胶涂覆织物进行对比分析。实验结果表明：新型阻燃硅橡胶涂覆织物W-1和W-2的阻燃性能分别优于军用硅橡胶涂覆织物J-1和J-2，氧指数更高，续燃时间更短；两者的烧蚀性能比较接近，阻燃硅橡胶涂覆织物的氧乙炔烧蚀试验的停车时温度略低、最高温升却略高，且烧蚀层、完好层相近。由此可知，新型阻燃硅橡胶涂覆织物具有优良的阻燃性能和

2、烧蚀性能，具有更加广阔的应用前景。关键词柔性烧蚀防热材料,硅橡胶,阻燃,复合材料,氧乙炔烧蚀StudyonFlameRetardantPropertyandAblationPropertyofFlexibleAblationThermalProtectionMaterialMAOKezhu,LUOLiJuan,LIANGXin,FANGZhou,TANGYiren(AerospaceResearchInstituteofMaterials&ProcessingTechnology,Beijing,100076)Abstract:Inordertoimprovetheflameretardan

3、tpropertyandablationpropertyofsiliconerubbercoatedfabrics,thenewflameretardantsiliconerubbercoatedfabricsweremadebyaddingtheflameretardantinthesiliconerubber,andtheflameretardantpropertyandablationpropertyofthemweretestedandcomparativelyanalyzedwithmilitarysiliconerubbercoatedfabrics.Theresultshows

4、thattheflameretardantpropertyofnewflameretardantsiliconerubbercoatedfabricsW-1andW-2arebetterthanmilitarysiliconerubbercoatedfabricsJ-1andJ-2obviously,theoxygenindexhigher;theablationpropertyoftwokindsofsiliconerubbercoatedfabricsaresimilar,thetemperaturesofdiscontinueheatingoftheformerarelower,but

5、thehighesttemperaturesarehigher,andtheablationphenomenonaresimilar.Thenittellsusthatthenewflameretardantsiliconerubbercoatedfabricshasgreat9flameretardantpropertyandablationproperty,andithasgreatapplicationprospect.KeywordsFlexibleAblationthermalprotectionmaterial,Siliconrubber,Flameretardant,Compo

6、sitematerial,Oxyacetyleneablation0前言柔性烧蚀防热材料因为其结构匹配性好、安装灵活、结构收纳比小，在火箭、导弹和航天飞行器上的应用十分广泛[1-2]，通常以防热裙的形式，用于保护在高温热工作环境下的可活动性部件，例如作为导弹底部热防护层，承受燃气流的作用，或用作裙部燃烧室内衬以及摇摆发动机底部的柔性防热裙等。美国土星一号第一级（S-1）是由八台发动机组成，其中内圈四台发动机固定不动，外圈四台是摇摆发动机，而这四台发动机与防热板之间便连有柔性防热裙，这些防热裙是由柔性防热材料制成，包括浸有硅橡胶的纤维布，隔热毡和反射热量的反射涂层等；同样，国内的多种导弹武器和

7、运载火箭也都采用柔性烧蚀防热材料作为热防护结构[3-6]。因此，柔性烧蚀防热材料作为航天领域的特殊功能性材料，具有十分重要的应用价值和战略地位。柔性烧蚀防热材料是一种纤维增强型树脂基复合材料，由硅橡胶基体材料、功能型填料和增强纤维骨架材料等组成[7-10]，主要形式为硅橡胶涂覆织物，按厚度可分为1型、2型、3型和4型。但目前最为常用的军用硅橡胶涂覆织物（J-1和J-2）在使用过程中容易出现起飞瞬间着火的现象。