Латексная композиция для теплозащитного материала
Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к полимерной композиции теплозащитного материала, предназначенной для защиты наружных поверхностей летательных аппаратов от аэродинамического и других видов нагрева на начальном участке траектории. Композиция имеет состав, мас.ч. на сухое вещество: латекс цис-1,4-полиизопрена - 100, оксид цинка - 3-4, диэтилдитиокарбамат цинка - 1,0-1,5, сера - 1,5-2,5, полые микросферы - 30-55, двуокись кремния - 3-5, метилцеллюлоза - 2,0-2,5, вода - 250-300. Технический результат состоит в повышении эффективной энтальпии теплозащитного покрытия. 1 табл.
Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к полимерным композициям теплозащитных покрытий, предназначенных для защиты наружных поверхностей летательных аппаратов от аэродинамического и других видов нагрева на начальном участке траектории.
В настоящее время для этих целей широко применяются теплозащитные покрытия на основе полимерных композиций
Недостатком теплозащитного покрытия является невысокая эффективная энтальпия. Последняя определяет количество тепла, которое необходимо сообщить 1 кг массы покрытия в условиях реальной работы его, для превращения в другое вещество или полного удаления с поверхности. Кроме того, разработанный технологический процесс нанесения этого покрытия сложен и длителен.
В связи с тем, что требуется наносить покрытие толщиной ˜ 6 мм на изделия диаметром до 4 м, длиной до 13 м, такая технология будет обуславливать большую трудоемкость и длительность процесса нанесения покрытия.
Целью данного изобретения является повышение эффективной энтальпии теплозащитного покрытия, что позволит улучшить тактико-технические характеристики изделий, и повышение технологичности изготовления покрытия. Для достижения указанной цели предлагаемая композиция содержит в качестве латекса синтетического каучука латекс цис-1,4-полиизопрена и дополнительно серу и белую сажу БС-50 при следующем соотношении компонентов, мас.ч. (на сухое вещество):
латекс цис-1,4-полиизопрена 100сера1,5-2,5 оксид цинка3-4 диэтилдитиокарбамат цинка 1-1,5микросферы 30-55белая сажа БС-50 3-5метилцеллюлоза 2-2,5
Предлагаемая композиция готовится смешением компонентов до получения однородной массы. Компоненты вводятся в порядке, указанном в рецептуре. Сера и оксид цинка вводятся в виде 50%-ных водных дисперсий, диэтилдитиокарбамат цинка - в виде 40%-ной водной дисперсии, белая сажа - в виде 25%-ной водной дисперсии, микросферы - в сухом виде.
Покрытие готовится в виде рулона заданной толщины на механизированной установке типа "Шпрединг". На защищаемую поверхность изделий оно наносится с помощью клеевых подслоев в виде вулканизованных или невулканизованных листов заданной толщины. Вулканизация производится при температуре 120°С в течение 3 ч. Такая технология позволит сократить цикл нанесения покрытия ˜ в 20 раз по сравнению с прототипом.
Примеры предлагаемой композиции, композиции-прототипа и результаты испытаний покрытий на их основе приведены в таблице.
Испытания с целью определения эффективной энтальпии проводились на электродуговой установке TT-1 при режимах, имитирующих условия эксплуатации. Модели для испытаний представляли собой металлические крышки диаметром 50 мм, высотой 15 мм. Покрытие наносилось на модели толщиной ˜ 8 мм. Анализ данных в таблице показывает, что у покрытия на основе предлагаемой композиции по сравнению с покрытием на основе композиции-прототипа эффективная энтальпия (Нэф) и эластичность (
) выше (Нэф ˜ на 30%; ˜ в 4 раза), а теплофизические характеристики (
, 
, Ср) и прочность (
p) практически не отличаются.
Эффект повышения эффективной энтальпии не является очевидным, что подтверждают данные таблицы.
Применение предложенной композиции позволит:
- снизить вес теплозащитного покрытия;
- сократить длительность технологического цикла нанесения покрытия.
Таблица Составы композиций (мас.ч. на сухое вещество) Наименование композицииПредлагаемая Наименование компонентов 123 456 789 12 345 678 910Латекс СКИ-3-- 100100100 100100100 100Оксид цинка 4 443,5 34,52,5 Диэтилдитиокарбамат цинка 1 111,2 1,520,5 Сера- -22 21,52,5 31,0Полые фенолоформальдегидные микросферы БВ-01 30 30-- --- Полые стеклянные микросферы МСО-А9 --- -5045 555045 Белая сажа марки БС-50- - 453 362 Метилцеллюлоза 22 22,52 20,5
Продолжение табл. Свойства теплозащитных покрытий 12 345 678 910Эффективная энтальпия (Нэф.), ккал/кг 320360441 444493500 373356Плотность, г/см3 () 0,53 0,520,53 0,560,570,56 0,560,57 Теплопроводность, , ккал/м·ч°С 0,0900,0850,090 0,0930,092 0,0930,0930,092 Теплоемкость, Ср, ккал/кг °С 0,44 0,450,440,43 0,430,43 0,430,43Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2, р 27 2627 282732 3027Относительное удлинение при разрыве, , % 160 650650 680700680 680700
Формула изобретения
Латексная композиция для теплозащитного материала, включающая латекс каучука, оксида цинка, диэтилдитиокарбамат цинка, метилцеллюлозу, полые микросферы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективной энтальпии покрытия, композиция в качестве латекса каучука содержит латекс цис-1,4-полиизопрена и дополнительно серу и двуокись кремния при следующем соотношении компонентов (мас.ч. на сухое вещество):
латекс цис-1,4 полиизопрена 100оксид цинка 3-4диэтилдитиокарбомат цинка 1-1,5сера 1,5-2,5полые микросферы 30-55двуокись кремния 3-5метилцеллюлоза 2-2,5.вода250-300
