CN105153702B - 用于压制紧固件密封罩的胶料和制备密封罩的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于飞机紧固件密封领域，具体涉及一种用于压制紧固件密封罩的胶料和使用该胶料制备密封罩的方法。本发明的胶料配方由巯基封端液体聚硫橡胶、填料、混合偶联剂、二氧化锰、硫化促进剂、增塑剂组成。本发明制备密封罩的步骤是：配置密封罩胶料；压制紧固件密封罩。本发明实现了精细密封，保证了密封效果，避免了漏密封；同时，提高了施工速度和效率；减少了密封剂的浪费。
Description
技术领域
本发明属于飞机紧固件密封领域，具体涉及一种用于压制紧固件密封罩的胶料和使用该胶料制备飞机螺栓、螺帽、铆钉等紧固件封包密封用的密封罩的方法。
背景技术
目前一架飞机使用的紧固件数量达到数万个，遍布飞机全身，比如在波音737飞机结构中存在800余种不同类型和规格的紧固件，包括螺栓、螺母、螺钉、铆钉、高锁螺栓、盲铆钉、盲螺栓等，这些紧固件由铝合金、钛合金、不锈钢等材质制备而成，有些紧固件安装在飞机内部需要直接接触燃油，比如飞机整体油箱部位所用的紧固件，这些在油箱内部的紧固件头部都需要使用聚硫密封剂进行封包密封，起到密封保护作用，防止燃油泄漏。国内现有的封包密封技术是使用胶枪或者注射器等工具将聚硫密封剂涂敷在紧固件的头部起到密封的效果，这种密封方式不仅不能对上机密封剂用量进行控制，由于不同人员操作用量相差极大，造成密封剂的浪费，而且存在未完整密封的隐患，有些部位可能没有被密封剂覆盖；同时施工慢、效率低。
发明内容
本发明的目的是：提供一种用于压制紧固件密封罩的胶料和使用该胶料制备飞机螺栓、螺帽、铆钉等紧固件封包密封用的密封罩的方法，以便实现精细密封，保证密封效果，避免漏密封；同时，提高施工速度和效率；减少密封剂的浪费。
本发明的技术方案如下：用于压制紧固件密封罩的胶料，其特征在于：该胶料配方由巯基封端液体聚硫橡胶、填料、混合偶联剂、二氧化锰、硫化促进剂、增塑剂组成；填料为液体聚硫橡胶重量百分比的30％～60％；偶联剂为液体聚硫橡胶重量百分比的0.5％～5％；二氧化锰为液体聚硫橡胶重量百分比的10％～15％；促进剂为液体聚硫橡胶重量百分比的0.1％～2％，增塑剂为液体聚硫橡胶重量百分比的5％～15％；
所述的聚硫橡胶为巯基封端液体聚硫橡胶，其分子式为：
其中，R＝-(CH2)2-O-CH2-O-(CH2)2-；a+b+c＝n；n在7～38之间，数均分子量在3000～6000，交联剂摩尔百分比含量0～2％，巯基含量1.0％～3.5％；
所述的填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、二氧化钛、滑石粉、高岭土或炭黑其中之一或者几种物质的混合物；
所述的混合偶联剂是环氧封端硅烷偶联剂和巯基封端硅烷偶联剂质量比1:1混合后在60℃～80℃反应下1h～3h后得到的产物，其中环氧封端的硅烷偶联剂可以为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或者β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的一种，巯基封端硅烷偶联剂可以为γ-巯丙基三乙氧基硅烷或者γ-巯丙基三甲氧基硅烷中的一种
所述的硫化促进剂为二苯胍、二硫化四甲基秋兰姆、二丁基二硫代氨基甲酸锌中的一种或几种的混合物；
所述的增塑剂为邻苯二甲酸类物质、氯化石蜡或磷酸三丁酯其中之一或者几种物质的混合物；
使用如上面所述的胶料制备密封罩的方法，其特征在于，制备的步骤如下：
1、配置密封罩胶料：按比例称取各种原料，放入三辊研磨机研磨三遍或者放入行星搅拌机搅拌至少1小时，形成密封罩胶料；密封罩胶料混合后在室温下放置24～48小时后使用；
2、压制紧固件密封罩：使用加温模压的方式将胶料压制成密封罩，压制压力为5Mpa～10Mpa，硫化温度为110℃～130℃，硫化时间为30min～60min。
本发明的优点是：提供了一种用于压制紧固件密封罩的胶料和使用该胶料制备飞机螺栓、螺帽、铆钉等紧固件封包密封用的密封罩的方法，实现了精细密封，保证了密封效果，避免了漏密封；同时，提高了施工速度和效率；减少了密封剂的浪费。具体体现在：
(1)本发明中制造密封罩的胶料是使用聚硫橡胶制备，同时在配方中加入了环氧基硅烷偶联剂和巯基硅烷偶联剂的混合物，增加了胶料的粘接性，所以其与各种聚硫密封剂有很好的相容性，密封剂固化后与密封罩融为一体，不存在脱落等风险，不同牌号的密封剂可以使用同一种密封罩；
(2)本发明中的密封罩的制备方法简单快速，将密封罩胶料混合放置一定时间后，胶料呈固态，易于切割、称量，在模压时，将胶料放入模具中，方便操作；
(3)本发明中使用加温方式将胶料硫化成型，硫化效率高，只需30min～60min即可压制完成，可以实现批量生产，成品率高。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。用于压制紧固件密封罩的胶料，其特征在于：该胶料配方由巯基封端液体聚硫橡胶、填料、混合偶联剂、二氧化锰、硫化促进剂、增塑剂组成；填料为液体聚硫橡胶重量百分比的30％～60％；偶联剂为液体聚硫橡胶重量百分比的0.5％～5％；二氧化锰为液体聚硫橡胶重量百分比的10％～15％；促进剂为液体聚硫橡胶重量百分比的0.1％～2％，增塑剂为液体聚硫橡胶重量百分比的5％～15％；
所述的聚硫橡胶为巯基封端液体聚硫橡胶，其分子式为：
其中，R＝-(CH2)2-O-CH2-O-(CH2)2-；a+b+c＝n；n在7～38之间，数均分子量在3000～6000，交联剂摩尔百分比含量0～2％，巯基含量1.0％～3.5％；
所述的填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、二氧化钛、滑石粉、高岭土或炭黑其中之一或者几种物质的混合物；
所述的混合偶联剂是环氧封端硅烷偶联剂和巯基封端硅烷偶联剂质量比1:1混合后在60℃～80℃反应下1h～3h后得到的产物，其中环氧封端的硅烷偶联剂可以为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或者β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的一种，巯基封端硅烷偶联剂可以为γ-巯丙基三乙氧基硅烷或者γ-巯丙基三甲氧基硅烷中的一种
所述的硫化促进剂为二苯胍、二硫化四甲基秋兰姆、二丁基二硫代氨基甲酸锌中的一种或几种的混合物；
所述的增塑剂为邻苯二甲酸类物质、氯化石蜡或磷酸三丁酯其中之一或者几种物质的混合物；
使用如上面所述的胶料制备密封罩的方法，其特征在于，制备的步骤如下：
1、配置密封罩胶料：按比例称取各种原料，放入三辊研磨机研磨三遍或者放入行星搅拌机搅拌至少1小时，形成密封罩胶料；密封罩胶料混合后在室温下放置24～48小时后使用；
2、压制紧固件密封罩：使用加温模压的方式将胶料压制成密封罩，压制压力为5Mpa～10Mpa，硫化温度为110℃～130℃，硫化时间为30min～60min。
密封罩的模具采用阴模和阳模配合使用，尺寸可以按照使用紧固件的大小不同而加工定制，压制过程为：将放置后的密封罩胶料剪切成小片放置到密封罩模具的阴模中，将阳模装配好后放入平板硫化机中，使用压力为5～10Mpa，硫化温度为110～130℃，硫化时间为30～60分钟，压制结束后，打开模具，取出压制好的密封罩即可用于紧固件密封。
密封罩使用时，可以采用注胶枪将聚硫密封剂注入密封罩中，也可以采用电子注胶机将密封剂注入密封罩中，然后一起扣在需要密封的紧固件上即可，这种密封方式不仅密封效果好、外形美观，同时制造方法简单、施工效率高，可以起到密封、减重、减少浪费等作用，具有广泛的应用前景。
实施例1：
密封罩胶料1的组成配方如表1所示：
表1密封罩胶料1的配方组成
其中偶联剂的合成步骤如下：将γ-巯丙基三乙氧基硅烷和γ-胺丙基三乙氧基硅烷按照重量份1:1放入反应瓶中，油浴加热至70℃，搅拌反应3小时，冷却得到混合偶联剂；
按照配方中的比例将各个组分粗混后使用三辊研磨机混合三遍后至均匀，然后在室温下放置24小时，胶料呈固态，然后放入模具中压制成密封罩。
密封罩的具体压制过程：将螺栓用密封罩模具放在110℃的平板硫化机上预热30分钟，然后打开阳模，将密封罩胶料填入到阴模中，然后合上阳模，加压至5MPa,硫化时间为30分钟，压制结束后，打开模具取出固化的密封罩即可用于螺栓的密封。
使用此胶料制备出试片与HM111密封剂进行粘接试验，其剥离值可达6kN/m，然后将HM111聚硫密封剂注入此密封罩中，然后扣在螺栓上，在室温下固化14天后进行振动耐油试验，经过60℃×7d耐3#航空汽油后密封罩未出现任何破损或者脱落现象，与注入的密封剂成为一体对紧固件实施密封保护。
实施例2：
密封罩胶料2的组成配方如表2所示：
表2密封罩胶料2的配方组成
其中偶联剂的合成步骤如下：将γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按照重量份1:1放入反应瓶中，油浴加热至70℃，搅拌反应3小时，冷却得到混合偶联剂。
按照配方中的比例将各个组分粗混后使用行星搅拌机混合1小时至均匀，然后在室温下放置48小时，胶料呈固态，然后放入模具中压制成密封罩。
密封罩的具体压制过程：将铆钉用密封罩模具放在120℃的平板硫化机上预热30分钟，然后打开阳模，将密封罩胶料填入到阴模中，然后合上阳模，加压至10MPa,硫化时间为30分钟，压制结束后，打开模具取出密封罩即可用于铆钉的密封。
使用此胶料制备出试片与HM112密封剂进行粘接试验，其剥离值可达5.5kN/m。将HM112聚硫密封剂注入此密封罩中，然后扣在铆钉上，在室温下固化14天后进行振动耐油试验，经过60℃×7d耐3#航空汽油后密封罩未出现任何破损或者脱落现象，与注入的密封剂成为一体对紧固件实施密封保护。
实施例3：
密封罩胶料3的组成配方如表3所示：
表3密封罩胶料3的配方组成
其中偶联剂的合成步骤如下：将γ-巯丙基三乙氧基硅烷和β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷按照重量份1:1放入反应瓶中，油浴加热至70℃，搅拌反应2小时，冷却得到混合偶联剂。
按照配方中的比例将各个组分粗混后使用三辊研磨机混合三遍后至均匀，然后在室温下放置48小时，胶料呈固态，然后放入模具中压制成密封罩。
密封罩的具体压制过程：将螺母用密封罩模具放在110℃的平板硫化机上预热45分钟，然后打开阳模，将密封罩胶料填入到阴模中，然后合上阳模，加压至10MPa,硫化时间为30分钟，压制结束后，打开模具取出密封罩即可用于螺母的密封。
使用此胶料制备出试片与PR1422聚硫密封剂进行粘接试验，其剥离值可达6.5kN/m。将PR1422聚硫密封剂注入此密封罩中，然后扣在螺母上，在室温下固化14天后进行振动耐油试验，经过60℃×7d耐3#航空汽油后密封罩未出现任何破损或者脱落现象，与注入的密封剂成为一体对紧固件实施密封保护。
Claims (2)
1.用于压制紧固件密封罩的胶料，其特征在于：该胶料配方由巯基封端液体聚硫橡胶、填料、混合偶联剂、二氧化锰、硫化促进剂、增塑剂组成；填料为液体聚硫橡胶重量百分比的30％～60％；偶联剂为液体聚硫橡胶重量百分比的0.5％～5％；二氧化锰为液体聚硫橡胶重量百分比的10％～15％；促进剂为液体聚硫橡胶重量百分比的0.1％～2％，增塑剂为液体聚硫橡胶重量百分比的5％～15％；
所述的聚硫橡胶为巯基封端液体聚硫橡胶，其分子式为：
其中，R＝-(CH2)2-O-CH2-O-(CH2)2-；a+b+c＝n；n在7～38之间，数均分子量在3000～6000，交联剂摩尔百分比含量0～2％，巯基含量1.0％～3.5％；
所述的填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、二氧化钛、滑石粉、高岭土或炭黑其中之一或者几种物质的混合物；
所述的混合偶联剂是环氧封端硅烷偶联剂和巯基封端硅烷偶联剂质量比1:1混合后在60℃～80℃反应下1h～3h后得到的产物，其中环氧封端的硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或者β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的一种，巯基封端硅烷偶联剂为γ-巯丙基三乙氧基硅烷或者γ-巯丙基三甲氧基硅烷中的一种
所述的硫化促进剂为二苯胍、二硫化四甲基秋兰姆、二丁基二硫代氨基甲酸锌中的一种或几种的混合物；
所述的增塑剂为邻苯二甲酸类物质、氯化石蜡或磷酸三丁酯其中之一或者几种物质的混合物。
2.使用如权利要求1所述的胶料制备密封罩的方法，其特征在于，制备的步骤如下：
2.1、配置密封罩胶料：按比例称取各种原料，放入三辊研磨机研磨三遍或者放入行星搅拌机搅拌至少1小时，形成密封罩胶料，胶料在室温下放置24～48小时后使用；
2.2、压制紧固件密封罩：使用加温模压的方式将胶料压制成密封罩，压制压力为5MPa～10MPa，硫化温度为110℃～130℃，硫化时间为30min～60min。
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