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航空用新型RTV-2有机硅胶黏剂的研制

蒋颂波

  由于室温硫化(RTV)有机硅橡胶胶黏剂具有优异的耐高低温、耐候、耐老化等优良特性,因而在航空领域有较为广泛的应用。但其力学性能和对粘接介质的粘接强度不高,限制了其更为广泛的推广应用,故本文采用偶联剂处理改性的白炭黑和合成MQ硅树脂共同增强改性制得航空用RTV-2有机硅胶黏剂。本文选择合适的表面处理剂及处理方式,通过探索粘接面表面处理方式及工艺,以提高铝合金与6146#热硫化硅橡胶的粘接强度。主要工作如下: 白炭黑偶联处理对RTV-2有机硅胶黏剂性能影响研究 采用γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH570)和乙烯基三甲氧基硅烷(A171)3种偶联剂对M-5气相白炭黑进行了表面改性,以改善白炭黑与胶黏剂的相容性。对处理前后的白炭黑进行了FT-IR分析,对比分析了偶联剂的类型和用量对M-5白炭黑表面性能的影响,测试了添加白炭黑后RTV-2有机硅胶黏剂的力学性能。红外测试结果表明,偶联剂分子接枝到了白炭黑表面。表面改性效果最好的是A171,白炭黑用量为15%时胶黏剂拉伸强度最大可达到2.54 MPa,铝-6146#硅橡胶板的粘接强度达到1.5 MPa。以103胶为基胶的胶黏剂比以107胶为基胶的胶黏剂的力学性能好。 硅树脂的制备及其对RTV-2有机硅胶黏剂的影响 以水玻璃(Na2SiO3)、六甲基二硅氧烷和苯基三乙氧基硅烷为主要原材料,采用滴加法合成了硅树脂,红外光谱测试结果表明产物主要成分为MQ硅树脂和苯基硅树脂。采用热重法对比分析了MQ硅树脂和苯基硅树脂的热性能,MQ硅树脂的耐热性比苯基硅树脂的耐热性好。合成了不同类型的MQ硅树脂,研究了用其增强改性的以103胶的基胶的胶黏剂的拉伸强度、粘接强度等,从而制备一种能提高胶黏剂力学性能的MQ硅树脂。MQ硅树脂的合成工艺是:六甲基二硅氧烷与硅酸钠的投料摩尔比为0.4,反应温度30℃,反应时间3 h。MQ硅树脂增强改性的硅橡胶的拉伸强度在用量为12%时拉伸强度达0.9 MPa;Al-6146#硅橡胶板的粘接强度最大达2.1 MPa。 粘接面表面处理方式对粘接性能影响 采用硅烷偶联剂处理和低温等离子体处理方法对6146#硅橡胶板进行了表面改性。测试了表面处理后6146#硅橡胶板的接触角、表面能,并测试了Al-硅橡胶试样的粘接强度。结果表明,6146#硅橡胶板水接触角明显变小,表面润湿性有明显改善,粘接强度增大。两种硅烷偶联剂混合搭配使用效果较好,其中以KH550:KH560=1:1效果最好,处理后的硅橡胶表面的水接触角减低了35.1%,表面能提高了49.5%,粘接强度增大了148.9%;采用表面刷涂方法比浸渍效果好;低温等离子体表面处理对硅橡胶表面亲水性及表面能有一定的改善,但等离子体处理后的硅橡胶表面有很明显的时效性。 航空用新型RTV-2有机硅胶黏剂的制备 航空用新型RTV-2有机硅胶黏剂配方如下:甲组分-m(103胶):m(A171改性的气相白炭黑):m(MQ硅树脂)=25:2:2乙组分-m(硼酸正丁酯):m(二月桂酸二丁基锡)=4:5甲乙组分比例-m(甲):m(乙)=18:1表面处理剂-m(KH550):m(KH560):m(无水乙醇)=1:1:50。 航空用新型RTV-2有机硅胶黏剂与国产GPS-2胶进行性能对比结果为:新型RTV-2有机硅胶黏剂的工艺性和粘接性能明显优于国产GPS-2胶,综合性能较好,因此它完全能满足航空使用要求。……   
[关键词]:M-5气相白炭黑;室温硫化双组分(RTV-2)硅橡胶;硅烷偶联剂;MQ硅树脂;等离子体;表面改性
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南昌航空大学2010年