一种烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及胶粘剂制备技术领域，尤其是一种烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂及其制备方法。


背景技术：

2.航空航天飞行器在射程、飞行速度、命中精度和突防能力方面的综合性能提升，对飞行器在飞行过程中的高温密封性亦提出了更高要求。目前广泛使用的单一组分硅橡胶胶粘剂粘接性能、抗烧蚀性能、涂刮性能已不能满足新型飞行器的涂装密封要求。以某新型号产品整流罩密封技术需求为牵引，展开对烧蚀型甲基双苯基室温硫化硅橡胶胶粘剂的成型配方与制备工艺研究。经过理论分析、材料筛选、配方研制及大量实验验证，获得了粘接强度高、抗烧蚀性能优良、工艺性能优异的烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂，能够满足飞行器产品工程化应用要求。


技术实现要素：

3.为解决现有胶粘剂粘接性能、抗烧蚀性能、涂刮性能欠佳的问题，本发明提供一种适用于高速飞行器高温密封的胶粘剂配方及其使用方法，将烧蚀型硅橡胶胶粘剂用于导弹整流罩与弹体对接面粘接和密封，胶粘性能显著。
4.具体发明内容如下：
5.1.一种烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂，其是由成膜主体、填料、助剂、交联剂和催化剂组成，具体由a组分、b组分和c组分构成，所述a组分在使用时与b组分和c组分进行混合。
6.进一步，所述的成膜主体为甲基双苯基室温硫化硅橡胶，填料为气相二氧化硅和滑石粉，助剂为硅烷偶联剂和甲苯，交联剂为正硅酸乙酯(b组分)，催化剂为二月桂酸二丁基锡(c组分)。
7.进一步，所述的a组分，其组成按重量份计为：甲基双苯基室温硫化硅橡胶100份、气相二氧化硅1～5份、滑石粉1～4份、硅烷偶联剂1～4份，甲苯3～6份；
8.所述的b组分，其组成按重量份计为：正硅酸乙酯5～8份；
9.所述的c组分，其组成按重量份计为：二月桂酸二丁基锡0.3～0.8份。
10.优选的，所述a组分，其组成按重量份计为：甲基双苯基室温硫化硅橡胶100份、气相二氧化硅2～4份、滑石粉1～3份、硅烷偶联剂1～3份，甲苯4～6份；
11.所述的b组分，其组成按重量份计为：正硅酸乙酯5～7份；
12.所述的c组分，其组成按重量份计为：二月桂酸二丁基锡0.5～0.7份。
13.进一步，烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂的最佳配方为：所述的a组分，其组成按重量份计为：甲基双苯基室温硫化硅橡胶100份、气相二氧化硅3份、滑石粉2份、硅烷偶联剂1份，甲苯5份；
14.所述的b组分，其组成按重量份计为：正硅酸乙酯6份；
15.所述的c组分，其组成按重量份计为：二月桂酸二丁基锡0.6份。
16.2、上述烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂的制备方法，是先按配方称取甲基双苯基室温硫化硅橡胶、气相二氧化硅、滑石粉、硅烷偶联剂和甲苯调配得到a组分，在使用时再添加b组分和c组分进行混合，再用刮刀将得到的混合物置于刮板上，用刮刀将混合物来回刮动，进一步保证胶料的均匀性，以获得合格的烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂。
17.所述烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂具体是用于某型号导弹整流罩与弹体对接面的粘接及密封。
18.有益效果
19.1、本发明烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂采用甲基双苯基室温硫化硅橡胶、气相二氧化硅、滑石粉、硅烷偶联剂、甲苯为原料，正硅酸乙酯为交联剂，二月桂酸二丁基锡为催化剂，通过合理的配比设计，使得胶粘剂涂覆于构件表面，经常温固化后，即可形成抗烧蚀性能、粘接性能、环境适应性能优异的胶层；胶层常温剪切强度大于1mpa、高温(300℃)剪切强度大于0.15mpa。胶层在酒精灯外焰中连续烧蚀2min后，表面均匀碳化，内层与基材结合仍较为紧密。最优方案制备的胶粘剂的断裂伸长率可达到168％，常温剪切强度达到1.63mpa，高温(300℃)剪切强度达到0.28mpa，其余各项指标均符合标准要求，能够满足飞行器产品工程化应用要求。
20.2、该烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂通过了在整流罩上的工程化应用验证，其能够满足高速飞行器涂装密封与热防护的应用要求，是军民两用产品密封及热防护的优选材料，具有良好的应用前景。
附图说明
21.图1为本发明胶粘剂烧蚀试验示意图，a)烧蚀前实物图；b)烧蚀过程实物图；c)烧蚀后实物图；d)烧蚀后用小刀刮除表面层后实物图。
具体实施方式
22.下面结合具体实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
23.实施例1
24.1、一种烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂，其组成按重量份计为：
25.a组分：甲基双苯基室温硫化硅橡胶100份、气相二氧化硅1份、滑石粉3份、硅烷偶联剂4份，甲苯3份；
26.b组分：正硅酸乙酯5份；
27.c组分：二月桂酸二丁基锡0.7份。
28.2、上述烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂的制备方法，是先按配方称取甲基双苯基室温硫化硅橡胶、气相二氧化硅、滑石粉、硅烷偶联剂和甲苯调配得到a组分，在使用时再添加b组分和c组分进行混合，再用刮刀将得到的混合物置于刮板上，用刮刀将混合物来回刮动，进一步保证胶料的均匀性，以获得合格的烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂。
29.实施例2
30.一种烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂，其组成按重量份计为：
31.a组分：甲基双苯基室温硫化硅橡胶100份、气相二氧化硅1份、滑石粉2份、硅烷偶
联剂4份，甲苯3份；
32.b组分：正硅酸乙酯5份；
33.c组分：二月桂酸二丁基锡0.3份。
34.按实施例1的制备方法制备胶粘剂。
35.实施例3
36.一种烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂，其组成按重量份计为：
37.a组分：甲基双苯基室温硫化硅橡胶100份、气相二氧化硅5份、滑石粉4份、硅烷偶联剂3份，甲苯6份；
38.b组分：正硅酸乙酯8份；
39.c组分：二月桂酸二丁基锡0.8份。
40.按实施例1的制备方法制备胶粘剂。
41.实施例4
42.一种烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂，其组成按重量份计为：
43.a组分：甲基双苯基室温硫化硅橡胶100份、气相二氧化硅3份、滑石粉2份、硅烷偶联剂1份，甲苯3份；
44.b组分：正硅酸乙酯5份；
45.c组分：二月桂酸二丁基锡0.4份。
46.按实施例1的制备方法制备胶粘剂。
47.实施例5
48.一种烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂，其组成按重量份计为：
49.a组分：甲基双苯基室温硫化硅橡胶100份、气相二氧化硅5份、滑石粉1份、硅烷偶联剂2份，甲苯6份；
50.b组分：正硅酸乙酯7份；
51.c组分：二月桂酸二丁基锡0.5份。
52.按实施例1的制备方法制备胶粘剂。
53.实施例6
54.一种烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂，其组成按重量份计为：
55.a组分：甲基双苯基室温硫化硅橡胶100份、气相二氧化硅3份、滑石粉2份、硅烷偶联剂1份，甲苯5份；
56.b组分：正硅酸乙酯6份；
57.c组分：二月桂酸二丁基锡0.6份。
58.按实施例1的制备方法制备胶粘剂。
59.一、烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂性能测试
60.根据相关标准对实施例1
‑
6制备得到的烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂的不挥发物、干燥时间、断裂伸长率、常温剪切强度、高温剪切强度、密封性能、抗烧蚀性能进行测试。试件制备工艺及测试结果如下：
61.(1)试片前处理
62.20mm
×
70mm
×
2mm不锈钢试片、铝试片各10块，用80号砂皮将试片表面均匀打磨，经汽油或丙酮清洗，涂覆硅硼表面处理剂后自然干燥15min以上。
63.(2)配胶
64.配制胶粘剂200g，操作重点是在搅拌后将胶粘剂置于刮板上，用刮刀来回刮动，保证烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂混合均匀。
65.(3)涂胶、粘接
66.在试片表面相应位置均匀涂胶，保证胶层厚度不小于2mm。
67.(4)固化
68.粘接件在常温初固化2天，完全固化5天。
69.(5)测试
70.参照gb/t 2793、gb/t 7124
‑
2008、gb/t 528、及q/ez 249
‑
2017对胶粘剂综合性能进行测试，测试结果如表1所示。
71.表1烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂综合性能技术指标
[0072][0073][0074]
从表中的试验数据可知，胶粘剂配方以实施例6的方案最佳，其各项指标均能达到标准要求，其断裂伸长率、常温剪切强度、高温剪切强度均达到良好的状态，将其应用于导
弹整流罩与弹体对接面粘接、密封方面均有良好的效果。
[0075]
此外，将实施例6制备的试片在酒精灯外焰连续烧蚀2min后，观察到胶层表面均匀碳化起白灰，用刀片刮掉表层后，可观察到内层与基材结合仍较为紧密。实物图详见说明书附图1，该测试结果表明，该发明提供的烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂的粘接性能、抗烧蚀性能等综合性能较为优异，能够满足相关构件在烧蚀(高温气流冲刷)环境中的涂装密封要求。
[0076]
二、胶粘剂在某型号整流罩上的工程化应用验证
[0077]
整流罩对接面粘接烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂的工程化应用验证，主要包括整流罩对接面前处理、胶粘剂配制、胶粘剂涂刮、部件装配、胶层固化、及性能验证。
[0078]
1、整流罩及弹体的前处理
[0079]
(1)整流罩及弹体粘接面用80号砂皮均匀打磨，保证金属基体裸出，用汽油或丙酮清洗打磨面，涂一遍硅硼表面处理剂后自然干燥15min以上。
[0080]
(2)配胶
[0081]
按实施例12配制烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂500g，经搅拌均匀后将胶粘剂置于刮板上，用刮刀来回刮动，确保硅橡胶均匀混合。
[0082]
(3)产品保护
[0083]
整流罩及弹体粘胶面周缘张贴胶布，以保护无需粘接的区域免被胶粘剂沾污。
[0084]
(4)涂胶、粘接
[0085]
将配制的胶粘剂均匀地涂覆在整流罩及弹体粘接面，胶层厚度不小于2mm。
[0086]
(5)装配
[0087]
将涂好胶的前罩、中罩、后罩与弹体用螺钉装配完整，装配过程中需保证螺钉装配受力均匀。
[0088]
(6)固化
[0089]
涂胶、粘接、装配好的整流罩在常温初固化2天，完全固化5天，固化期间不能对罩体施加任何外力。
[0090]
(7)验证结果
[0091]
由烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂粘接的整流罩及弹体安装于某型号飞行器中，该飞行器通过了整体质量检验及飞行试验考核。表明该烧蚀型密封硅橡胶胶粘剂达到了工程化应用验证要求，能够满足高速飞行器涂装密封与热防护的应用要求，具有良好的应用前景。
[0092]
在此有必要指出的是，以上实施例和试验例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和理解，不能理解为对本发明的技术方案做进一步的限定，本领域技术人员作出的非突出实质性特征和显著进步的发明创造，仍然属于本发明的保护范畴。