硅烷改性聚醚密封剂的应用前景的研究论文_张淼,蒲欢

硅烷改性聚醚密封剂的应用前景的研究论文_张淼,蒲欢

张淼 蒲欢

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 黑龙江哈尔滨 150060

摘要:密封结构广泛的存在于飞机的各个系统中,密封剂的研究是我国航空领域的薄弱环节。通过查阅资料对飞机密封结构进行全面的了解,对结构油箱检测内漏点、外漏点的方法进行分析,从而比较得出一种较好的检测方法——氦气检漏法。

关键词:密封结构;结构油箱;腐蚀;渗漏

目前我国航空密封剂和橡胶的发展与国外还有一定的差距。50年代研制的部分材料任在部分飞机上使用,因此密封剂的发展应重点加强硅、氟硅、全氟醚等方面的研究。此外国内应加强功能型特种橡胶和密封剂基础研究和材料研制。

当然我国经过几十年的发展,在密封材料及制品方面也取得了巨大的进步。我国自主开发研制的高性能密封材料,已在航空、航天、兵器等多个方面的到了广泛的应用。我国的静密封材料及制品的生产已经达到了很高的水平,为航空航天提供了技术保障,也为民用车辆提供了便利。我相信,再经过十几年的发展,我国的密封材料水平肯定会取得更加优异的成绩,甚至超过一些发达国家。

1 硅烷改性聚醚密封剂的研制

1.1硅烷改性聚醚密封剂的配制

硅烷改性聚醚(MS Sealant)密封胶基胶的合成是通过将聚醚端接可水解性的硅烷,按一般制备密封胶的工艺,加入各种填料、增塑剂、除湿剂、偶联剂、催化剂、触变剂和催化剂等,经混合分散制备成硅烷改性聚醚密封胶。

为提高密封胶的耐候性和稳定性,还需要在体系中添加一些抗氧剂、稳定剂及其他助剂。

1.2硅烷改性聚醚密封剂的结构及特点

1.2.1结构

硅烷改性聚醚结构的主链为大分子聚醚,端基是含有可水解基团的硅烷基。具体是由长链段原料与短链段原料聚合而成是一种嵌段聚合物。

它的合成原理是:第一步:以烯丙基聚醚醇、端羟基聚醚等为原料,以二卤甲烷(H2CX2)为扩链剂,以苛性碱作为催化剂,通过扩链反应制得烯丙基封端的聚醚中间体。第二步:在铂系催化剂存在下,通过端硅烷基化反应将精制的中间体与甲基二甲氧基硅烷反应制得硅烷改性聚醚。

1.2.2特点

硅烷改性聚醚密封剂在结构上继承了端硅烷基结构和主链聚醚键结构(或聚氨酯结构)的特点,性能上综合了硅酮密封剂及聚氨酯密封剂的优点。

硅烷改性聚醚密封剂的特殊结构使其具有力学性、粘接性、耐候性、非污染性、环保性、涂饰性等特性。

2 密封材料的种类

密封胶:多为稠状,用于刷涂或刮涂。对于双组份以上的密封胶,必须用搅拌机进行混炼。飞机常用的密封胶为XM系列,其中XM-15和XM-22多用于整体油箱的密封,XM-40可用于整体油箱堵缝密封,XM-22E用于整体油箱的隔板密封,DB-XM-1为新型包装的可自行混合注射的密封剂,用于整体油箱渗漏的快速修理。

密封胶膜:多为半固体薄片状,可按需要裁剪成一定形状夹在结构之间,主要用于缝内密封[9]。

不干性密封胶:如XM-34已用于整体油箱沟槽的注射密封,它能在飞机结构使用寿命内,处于不干,并具有黏性状态。它在高压力推动下可以沿沟槽运动,使之到达需要密封的部位[9]。

密封腻子布:是一种将织物浸透密封胶后的片状密封材料。

密封腻子:是一种半固体状态的密封剂,用于敷设在结构对缝间隙内或填堵间隙较大而需要密封的地方[9]。

3 密封材料的技术要求

对金属或非金属要有很好的黏合力。

具有耐老化性能,要求和飞机有同样长的使用寿命。

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具有耐侵蚀性。

密封胶要有良好的工艺性能。

4 密封胶的工艺性能

流动性:指密封材料自动流淌、填充的能力。

堆砌性:指密封材料施工后的定性能力。密封胶在缝外填角、铆钉头堆砌时,要有良好的堆砌性能。

可刮涂性:指密封胶用刮板刮涂的性能。

可注射性:指注胶枪在一定的压力下注射性能(一般为0.5MPa左右)。

可喷涂性:指密封胶经有机溶剂稀释后可喷涂的性能。

活性期:油称涂敷极限。指密封胶的黏度适于刮涂注射的这段时间。活性期是硫化密封胶涂敷的最长时间,超过此极限,密封胶就会失去流动性。

硫化期:指密封胶硫化达到正硫化点的这段时间[9]。

储存期:指在规定环境下,密封胶各组分所能存放的期限。密封胶应有较长的储存期,至少半年以上。

施工期:又称为装配期限。指密封胶注射刮涂后,仍具有装配、铆接、螺接所必需的可塑性的这段时间。施工期一般为活性期的2~4倍。

外部因素对密封胶的影响

环境的影响:密封胶的混炼与施工应在清洁的环境中进行,否则影响密封胶的力学性能[10]。

温度的影响:合适的混炼与施工温度为(23±5)℃。

湿度的影响:合适的混炼与施工湿度为40%~80%。

5 密封结构修理

缝内密封修理

对于渗漏范围不大的缝内密封,可增加涂覆缝外密封胶,或同时在外表面的 渗漏点附近进行清洗后涂上一层密封胶,然后贴上一层很薄的密封布;如果缝内密封渗漏范围较大,就得将已密封的结构分离,重新清洗,重新涂胶,重新紧固。

缝外密封修理

对渗漏不大的缝外密封,应加涂密封胶,加大密封胶的涂覆面积,对渗漏范围大的地方,需将原有密封层刮掉,清洗干净,重新涂上密封胶。

6 紧固件密封修理

紧固件有不严重的渗漏时,可使用专用的压胶工具从结构外侧钉孔周围间隙注射进密封剂也可以采用缝外密封的同时,向缝隙加注密封胶,以增加其密封性能。

7展望

在本文对于飞机密封结构损伤的维修技术研究中,由于受到某些因素的制约,有些问题仍然值得后续探讨,如氦气查漏法的研究。本人对于氦气查漏法的前景比较看好,将氦气查漏法与其他方法相结合使用,应该能进一步提供检查效率。

随着我国航空工业的飞速发展,对结构油箱的维修技术也要随之发展。个人觉得密封剂及结构油箱维修技术应向着快速维修、不拆卸式快速维修的方向发展。

参考文献:

1.Evans U.R.,Corros[J].Sci.,1969:813.

2.Branko Sarh,Jame Buttric ,Clayton Munk,et.al.Aircraft Manufacturing and Assembly[M].Springer Handbook of Automation,2009.

3.宋静波.飞机构造基础[M].北京:航空工业出版社,2004.292~298.7

论文作者:张淼,蒲欢

论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期

论文发表时间:2018/10/26

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