有机硅绝热材料

2. 山东大学概况 硅树脂
Ø 工业化应用：耐高温硅树脂粘结剂和耐高温硅树脂涂层 (专利 CN85103446, 1986) Ø 军工863项目：“低压固化纤维复合材料用耐高温高性能基体树脂” Ø 军品配套项目：“导弹天线罩用耐高温隔热涂层” Ø 军品配套项目: “宽频带导弹天线罩用耐500℃高温胶粘剂”
1957年 有机硅科学 与材料研究 1980年9月 山东大学 承办第一次 全国有机硅 学术会议
山东大学 特色专业 开设：
《有机硅化学》 《有机硅高分子》
1980培养 有机硅专业 硕士研究生 1999年培养 博士研究生 所在学科设 博士后流动站
2008年 1999年 “高分子材料 山东省高校 重点实验室” “特种功能 聚集体材料 教育部 国防科技 重点实验室”
2. 山东大学概况
山东大学
教育部直属的重点综合类大学
首批“211工程”和“985” 重点建设高校
保密资格单位证 （SDB07001）
军工产品质量管理体系认证证书 （08JA2132） 武器装备科研生产许可证 （XK国防-02-37-KS-0962）
两个国家重点实验室
2. 山东大学概况
山东大学有机硅学科
2. 山东大学概况 硅橡胶
Ø “六五”重点科技攻关课题：“高模量高强度硅橡胶”，其综合力学性 能 达到了当时世界上公认的王牌胶“Silastic 4600”水平。 Ø 国家军工“八五”科技攻关课题：“精密铸造模用硅橡胶”，填补了 国 内空白，主要性能指标超过计划的22%，达到国际同类产品领先水平。 Ø 国家军品科技攻关项目：“耐烧蚀粘接剂” Ø 军品配套项目：“供氧面罩用可浇注硅橡胶” Ø 国家重大专项“大型飞机”子项目：“大型飞机燃油及液压系统用氟 硅生
周传健
山东大学
1. 前 言
Ø 高性能绝热保护材料是在高温（超过 3000℃）、高压、高速冲刷气 流等恶劣条件下，能有效地保护机体及其它部位的一类复合型材料.该类材 料需要具备下述性能：（1）比热大——可以吸收大量的热；（2）导热系 数小——成高温的部分仅限于表面，热难以传到内部；（3）熔点高等。 Ø 由于高分子基复合材料材料在高温条件下能以损伤自己的结构和组成 来吸收大量的热，并且能原位形成导热系数小的致密热防护层，达到防止 热传到内部结构而起到保护机体作用。此外，高分子基绝热复合材料具有 密度低、施工工艺方便等优点。 Ø 聚硅氧烷基复合材料是一类重要的高分子基绝热保护材料。在高温条件 下，聚硅氧烷结构组分发生物理化学变化后，不仅能吸收大量的热，而且 可形成SiO2及SiC致密绝热防护层，特别是在富氧绝热环境中，聚硅氧烷 基绝热防护材料具有不可替代的功能。国外已经研制出用于1650℃以上的 宇航飞行器热防护有机硅涂料，在2760～3185℃下测试，热流烧穿时间 可达52～113秒。
3. 有机硅绝热材料研究
有机硅绝热材料产品 温度 (℃) -40 +20 +60 有机硅绝热材料延伸率εm (%) 实测1 285 294 263 实测2 266 302 273 实测3 293 262 280 实测4 270 314 229 实测5 269 301 220 平均值 285 303 238
3. 有机硅绝热材料研究
有机硅绝热材料产品 氧乙炔 烧蚀率 GJB32 3-87 有机硅绝热材料烧蚀率 (mm/s) 实测1 0.2 实测2 0.2 实测3 0.2 实测4 0.2 实测5 0.2 平均值 0.2
2. 山东大学概况
大飞机 近10年承担 6项重要军工项目 近10年完成30余项 国家基础和应用研究项目 培养有机硅研究方向博士、硕士研究生 从事POSS研究近十年，掌握10余种POSS生产工艺 五十二年有机硅（硅油、硅树脂、硅橡胶）研究基础
3. 有机硅绝热材料研究
绝热层有机硅基体
碳类填料、耐高温、抗氧化及阻燃填料
甲基聚硅氧烷 甲基苯基聚硅氧烷 含乙烯基聚硅氧烷 有机硅绝热材料
3. 有机硅绝热材料研究
改性有机硅基胶的合成 D4 D4Vi D4Y
封端剂 真空 Δ
碱胶 干燥氮气 鼓泡
Δ
平衡聚合反应
改性有机硅基胶
冷却
Hale Waihona Puke Baidu
真空脱低分子物
分解催化剂
3. 有机硅绝热材料研究
有机硅基胶绝热材料的制备
a. 混炼胶制备 100份改性有机硅基胶，依次加入不同份数碳类填料（如C, SiC)、 耐高温、抗氧化及阻燃(硼化合物)填料、特殊结构的低分子量乙烯基 聚硅氧烷，在辊筒上反复混炼均匀，薄通6-10次下料出片。在热鼓风 烘箱中于160℃热处理0.5-1h使填料与基胶充分浸润。冷却，加入硫 化剂（过氧化型或铂类催化剂）再混炼均匀。 b. 成型硫化 采用模压成型或压延成片法，制成所需的制品，同时在160-170℃温 度进行硫化，得到成品有机硅绝热材料。
3. 有机硅绝热材料研究
有机硅绝热材料产品
有机硅绝热材料密度 (g/cm3 ，20 ℃) 实测1 实测2 实测3 实测4 实测5 平均值 1.18 1.20 1.20 1.19 1.20 1.20
3. 有机硅绝热材料研究
有机硅绝热材料产品 温度 (℃) -40 +20 +60 有机硅绝热材料抗拉强度σm(MPa) 实测1 4.65 4.50 3.74 实测2 4.69 4.45 4.20 实测3 4.76 3.99 4.24 实测4 4.37 4.65 3.87 实测5 4.44 4.61 3.68 平均值 4.59 4.55 3.76