航空用新型RTV-2有机硅胶黏剂的研制

【类型】学位论文

【作者】蒋颂波 

【关键词】 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,M

【摘要】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。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】南昌航空大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】王云英

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