本发明涉及一种在密闭环境下深层固化的硅橡胶包覆层，尤其是涉及一种不依赖空气中的湿气固化，可实现密闭环境下深层固化的缩合型硅橡胶包覆层配方，属于推进剂与推进剂包覆层技术领域，
背景技术：
复合固体推进剂用包覆层主要起到控制推进剂燃面的作用，硅橡胶包覆层具有使用温度范围宽、玻璃化转变温度低、优异的耐烧蚀性能、极佳的少烟性能，非常好的储存性能，是一种综合性能优良的包覆层。
较为理想的硅橡胶包覆层体系为缩合型液体硅橡胶，其固化特点是需要借助空气中的湿气实现固化，这种固化方式的不足之处在于固化过程对环境温湿度较为敏感，且无法实现在密闭环境下的深层固化。目前，本发明配方中引入的固化促进剂组合，实现缩合型硅橡胶在密闭体系下深层固化的配方技术尚未有公开文献报道。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种在密闭环境下深层固化的硅橡胶包覆层，该硅橡胶包覆层不依赖空气中的湿气促进固化，可以实现在密闭条件下的深层固化，并满足复合固体推进剂的包覆要求，且该硅橡胶包覆层具有优异的力学性能和粘接强度。
本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：
一种在密闭环境下深层固化的硅橡胶包覆层，包括如下质量份数的组份：液体甲基硅橡胶100份；硅烷类交联剂3～6份；白炭黑10～20份、颜料3～10份；固化促进剂3～20份；其中固化促进剂为金属氧化物与双羰基类化合物的组合。
在上述一种在密闭环境下深层固化的硅橡胶包覆层中，所述硅烷类交联剂为烷氧基硅烷或酮肟基硅烷中的一种或组合。
在上述一种在密闭环境下深层固化的硅橡胶包覆层中，所述烷氧基硅烷为正硅酸乙酯TEOS；所述酮肟基硅烷为甲基三丁酮肟基硅烷WD923。
在上述一种在密闭环境下深层固化的硅橡胶包覆层中，所述金属氧化物为三氧化二铁Fe2O3、氧化锌ZnO、氧化镁MgO、二氧化锆ZrO2、三氧化二铝Al2O3或三氧化二铬Cr2O3中的任意一种或两种及两种以上的组合。
在上述一种在密闭环境下深层固化的硅橡胶包覆层中，所述双羰基类化合物为乙酰乙酸乙酯AAE、丙二酸二乙酯DEM、己二酸二乙酯DEA或乙酰丙酮HAA中的任意一种或两种及两种以上的组合。
在上述一种在密闭环境下深层固化的硅橡胶包覆层中，所述金属氧化物与双羰基类化合物的质量比为0.5～5.0：1。
在上述一种在密闭环境下深层固化的硅橡胶包覆层中，所述固化促进剂为氧化锌ZnO与乙酰乙酸乙酯AAE的组合，或者三氧化二铁Fe2O3与丙二酸二乙酯DEM的组合，或者三氧化二铬Cr2O3、三氧化二铝Al2O3与己二酸二乙酯DEA的组合，或者三氧化二铁Fe2O3、氧化镁MgO与乙酰乙酸乙酯AAE的组合，或者二氧化锆ZrO2、三氧化二铬Cr2O3与乙酰乙酸乙酯AAE的组合。
在上述一种在密闭环境下深层固化的硅橡胶包覆层中，所述颜料为炭黑。
在上述一种在密闭环境下深层固化的硅橡胶包覆层中，所述固化促进剂的固化温度为20℃-50℃。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
(1)、本发明提供了一种新型的硅橡胶包覆层，由室温硫化液体甲基硅橡胶、硅烷类交联剂、白炭黑、颜料和固化促进剂按照一定的配比组成，其中固化促进剂采用金属氧化物与双羰基类化合物的组合，采用本发明配方固化的硅橡胶的固化过程不依赖空气中的湿气促进固化，可以实现在密闭条件下的深层固化，并满足复合固体推进剂的包覆要求，此外且该硅橡胶包覆层具有优异的力学性能和粘接强度。
(2)、本发明固化促进剂采用金属氧化物与双羰基类化合物的组合，可以替代空气中的湿气，促进硅橡胶的缩合固化，从而实现了硅橡胶在密闭环境下的深层固化。
(3)、本发明将金属氧化物与双羰基类化合物以一定的比例混合，得到组合固化促进剂，组合固化促进剂中的金属氧化物与双羰基类化合物协同作用，显著促进硅橡胶的缩合固化。
(4)、本发明对组合固化促进剂中金属氧化物与双羰基类化合物的组份进行优选，进一步促进了硅橡胶在密闭环境下的深层固化。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
本发明在密闭环境下深层固化的硅橡胶包覆层，包括如下质量份数的组份：
其中固化促进剂为金属氧化物与双羰基类化合物的组合，所述金属氧化物为三氧化二铁Fe2O3、氧化锌ZnO、氧化镁MgO、二氧化锆ZrO2、三氧化二铝Al2O3或三氧化二铬Cr2O3中的任意一种或两种及两种以上的组合。
所述双羰基类化合物为乙酰乙酸乙酯AAE、丙二酸二乙酯DEM、己二酸二乙酯DEA或乙酰丙酮HAA中的任意一种或两种及两种以上的组合。
所述金属氧化物与双羰基类化合物的质量比为0.5～5.0：1。
例如所述固化促进剂为氧化锌ZnO与乙酰乙酸乙酯AAE的组合，或者三氧化二铁Fe2O3与丙二酸二乙酯DEM的组合，或者三氧化二铬Cr2O3、三氧化二铝Al2O3与己二酸二乙酯DEA的组合，或者三氧化二铁Fe2O3、氧化镁MgO与乙酰乙酸乙酯AAE的组合，或者二氧化锆ZrO2、三氧化二铬Cr2O3与乙酰乙酸乙酯AAE的组合。
所述固化促进剂的固化温度为20℃-50℃。
所述硅烷类交联剂为烷氧基硅烷或酮肟基硅烷中的一种或组合。
所述烷氧基硅烷为正硅酸乙酯TEOS；所述酮肟基硅烷为甲基三丁酮肟基硅烷WD923。
所述颜料为炭黑。
本发明硅橡胶包覆层通过真空浇注方法包覆在推进剂药柱表面。
本发明中化学名称与简写之间的关系如下：
107胶：端羟基聚二甲基硅氧烷
WD923：甲基三丁酮肟基硅烷
TEOS：正硅酸乙酯
C：炭黑
Fe2O3：三氧化二铁
Cr2O3：三氧化二铬
ZnO：氧化锌
MgO：氧化镁
ZrO2：二氧化锆
Al2O3：三氧化二铝
AAE：乙酰乙酸乙酯
DEM：丙二酸二乙酯
DEA：己二酸二乙酯
HAA：乙酰丙酮
实施例1
固化促进剂的组分与质量份数如下：
ZnO：AAE＝3：3。
按照表1所述的配比进行混合，混合均匀后真空脱泡30min，备用。
表1
(1)密闭深层固化实验
将料浆置于高度为20cm的圆柱形模具内，室温下进行密闭条件下深层固化实验，硫化48h后，观察硅橡胶的深层硫化状态。室验结果表明，硅橡胶在整个模腔内实现了完全固化，即此硅橡胶可以实现在密闭条件下的深层固化。
(2)力学性能测试
将料浆至于模具内，室温密闭条件下固化，固化时间为2d，将固化好的胶片制样后，进行本体力学性能测试，测试条件为20℃，拉速为100mm/min，其拉伸度为2.53MPa，断裂伸长率为380.6％。
(3)粘接强度测试
制备钢件K，硅橡胶B、PET推进剂Y(表面经底涂剂处理)的联合粘接试件(三者的位置关系K/B/Y/B/K)，在密闭条件下进行固化，制备的试件标准为φ25mm的圆柱形试件，测试该试件的联合粘接强度，测试条件为20℃，拉速100mm/min。实验结果表明，其粘接强度为0.71MPa。
实施例2
固化促进剂的组分与质量份数如下：
Fe2O3：DEM＝5：6。
按照表2所述的配比进行混合，混合均匀后真空脱泡30min，备用。
表2
(1)密闭深层固化实验
将料浆置于高度为20cm的圆柱形模具内，室温下进行密闭条件下深层固化实验，硫化48h后，观察硅橡胶的深层硫化状态。室验结果表明，硅橡胶在整个模腔内实现了完全固化，密闭深层固化实验结果表明硅橡胶可以实现在密闭条件下的深层固化。
(2)力学性能测试
将料浆至于模具内，室温密闭条件下固化，固化时间为2d，将固化好的胶片制样后，进行本体力学性能测试，测试条件为20℃，拉速为100mm/min，其拉伸度为2.73MPa，断裂伸长率为361.2％。
(3)粘接强度测试
制备钢件，硅橡胶、HTPB推进剂(表面经底涂剂处理)的联合粘接试件，在密闭条件下进行固化，制备的试件标准为φ25mm的圆柱形试件，测试该试件的联合粘接强度，测试条件为20℃，拉速100mm/min。实验结果表明，其粘接强度为0.83MPa。
实施例3
固化促进剂的组分与质量份数如下：
Fe2O3：MgO：AAE＝3：3：4。
按照表3所述的配比进行混合，混合均匀后真空脱泡30min，备用。
表3
(1)密闭深层固化实验
将料浆置于高度为20cm的圆柱形模具内，室温下进行密闭条件下深层固化实验，硫化48h后，观察硅橡胶的深层硫化状态。室验结果表明，硅橡胶在整个模腔内实现了完全固化，密闭深层固化实验结果表明硅橡胶可以实现在密闭条件下的深层固化。
(2)力学性能测试
将料浆至于模具内，室温密闭条件下固化，固化时间为2d，将固化好的胶片制样后，进行本体力学性能测试，测试条件为20℃，拉速为100mm/min，其拉伸度为2.26MPa，断裂伸长率为290.8％。
(3)粘接强度测试
制备钢件，硅橡胶、NEPE推进剂(表面经底涂剂处理)的联合粘接试件，在密闭条件下进行固化，制备的试件标准为φ25mm的圆柱形试件，测试该试件的联合粘接强度，测试条件为20℃，拉速100mm/min。实验结果表明，其粘接强度为0.65MPa。
实施例4
固化促进剂的组分与质量份数如下：
Al2O3：Cr2O3：DEA＝10：5：4。
按照表4所述的配比进行混合，混合均匀后真空脱泡30min，备用。
表4
(1)密闭深层固化实验
将料浆置于高度为20cm的圆柱形模具内，50℃密闭条件下进行深层固化实验，硫化48h后，观察硅橡胶的深层硫化状态。室验结果表明，硅橡胶在整个模腔内实现了完全固化，密闭深层固化实验结果表明硅橡胶可以实现在50℃密闭条件下的深层固化。
(2)力学性能测试
将料浆至于模具内，50℃密闭条件下固化，固化时间为2d，将固化好的胶片制样后，进行本体力学性能测试，测试条件为20℃，拉速为100mm/min，其拉伸度为2.91MPa，断裂伸长率为372.4％。
(3)粘接强度测试
制备钢件，硅橡胶、HTPB推进剂(表面经底涂剂处理)的联合粘接试件，在密闭条件下进行固化，固化温度为50℃，制备的试件标准为φ25mm的圆柱形试件，测试该试件的联合粘接强度，测试条件为20℃，拉速100mm/min。实验结果表明，其粘接强度为0.86MPa。
实施例5
固化促进剂的组分与质量份数如下：
ZrO2：Cr2O3：AAE＝3：3：6。
按照表5所述的配比进行混合，混合均匀后真空脱泡30min，备用。
表5
(1)密闭深层固化实验
将料浆置于高度为20cm的圆柱形模具内，50℃密闭条件下进行密闭条件下深层固化实验，硫化48h后，观察硅橡胶的深层硫化状态。室验结果表明，硅橡胶在整个模腔内实现了完全固化，密闭深层固化实验结果表明硅橡胶可以实现在50℃密闭条件下的深层固化。
(2)力学性能测试
将料浆至于模具内，50℃密闭条件下固化，固化时间为2d，将固化好的胶片制样后，进行本体力学性能测试，测试条件为20℃，拉速为100mm/min，其拉伸度为2.79MPa，断裂伸长率为350.3％。
(3)粘接强度测试
制备钢件，硅橡胶、HTPB推进剂(表面经底涂剂处理)的联合粘接试件，在密闭条件下进行固化，固化温度为50℃，制备的试件标准为φ25mm的圆柱形试件，测试该试件的联合粘接强度，测试条件为20℃，拉速100mm/min。实验结果表明，其粘接强度为0.82MPa。
以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。