CN109233735A - 一种新型飞机贴合面自粘合密封材料及方法 - Google Patents

一种新型飞机贴合面自粘合密封材料及方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于密封材料及工艺技术领域，涉及一种新型便捷的一种新型飞机贴合面自粘合密封材料及方法。自粘合密封材料由甲乙两组分构成，甲组分和乙组分的重量配比为100:8～10，甲组分和乙组分分别由下述重量百分比的成分构成：甲组分：巯基封端液体聚硫橡胶75％～90％，补强填料5％～20％，增粘剂3％～6％，硫化抑制剂0.2～0.5％；乙组分：二氧化锰35％～40％，增塑剂50％～60％，硫化促进剂1％～4％，硫化抑制剂2％～12％。本发明可有效控制贴合面密封剂层厚度，保证密封质量。施工过程不受施工环境、施工时间，以及后续密封剂硫化速率等因素的影响，施工便利，材料随用随取，无需现场配置密封剂，密封胶片铺覆好后即可进行正常装配及后续工序。

Description

一种新型飞机贴合面自粘合密封材料及方法
技术领域
本发明属于密封材料及工艺技术领域，涉及一种新型便捷的一种新型飞机贴合面自粘合密封材料及方法。
背景技术
在传统的飞机贴合面密封工艺中，一般采用聚硫类密封剂进行涂覆，密封剂就地硫化成型后实现密封。涂覆时，由于密封剂的粘性和触变性较难控制密封剂层的厚度，尤其对于大面积的贴合面施工，更容易出现密封剂层厚度不均，或者密封剂局部硫化而导致装配超差，等问题出现，进而影响飞机整体装配质量。同时，由于飞机结构复杂，贴合面部位面积大小不一，对于密封剂的硫化速率也具有不同的要求，一些较大尺寸贴合面部位的密封，需选用硫化速率较慢的密封剂，虽满足了现场施工的要求，但后期硫化也会随之延长，尤其在温度和湿度较低的情况下，实现密封剂一定的硫化程度需要几周甚至十几周的时间，严重影响飞机后面的工序进度。
发明内容
本发明的目的是：提供一种在压力或受热状态下，可实现自粘接的聚硫类密封胶片，可满足贴合面部位密封施工的需要的一种新型飞机贴合面自粘合密封材料及方法。
本发明的技术方案是：
自粘合密封材料由甲乙两组分构成，甲组分和乙组分的重量配比为100:8～10，甲组分和乙组分分别由下述重量百分比的成分构成：
甲组分：巯基封端液体聚硫橡胶75％～90％，补强填料5％～20％，增粘剂3％～6％，硫化抑制剂0.2～0.5％；
乙组分：二氧化锰35％～40％，增塑剂50％～60％，硫化促进剂1％～4％，硫化抑制剂2％～12％；
甲组分中的巯基封端液体聚硫橡胶数均分子量在5000～7000，交联剂的摩尔比含量0.5％，巯基含量1.0～1.3％；
所述甲组分中的的增粘剂包括环氧树脂、酚醛树脂和硅烷类偶联剂；其中环氧树脂的含量控制在增粘剂重量的50％～60％；
所述的硫化抑制剂包括硬脂酸或油酸；
制备步骤是：
(1)分别将甲组分和乙组分在真空条件下搅拌，或者分别将甲组分和乙组分采用三辊研磨方式混合均匀；
(2)取步骤(1)中混合均匀的甲组分和乙组分，重量配比为100:8～10，先手工粗混后，在真空条件下搅拌，或者采用三辊研磨方式混合均匀后，利用模具，在液压成型机上压制成固定厚度的胶片；
(3)压制好的胶片在常温条件或不超过70℃的条件进行加速硫化；
(4)硫化好的密封胶片用清洁的聚乙烯薄膜将其隔离包装，在使用时随时取用。
所述的补强填料包括碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、高岭土、膨润土、炭黑中的一种或几种的组合。
所述的增塑剂包括邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二丁酯、氢化三联苯、氯化石蜡一种或几种的组合。
所述的乙组分中的硫化抑制剂2％～6％。
所述的硫化抑制剂为硬脂酸。
新型飞机贴合面自粘合密封材料的使用方法是，直接将密封胶片沿一个方向铺覆于飞机贴合面的一面，胶片铺覆好后即可在正常飞机的装配压力下装配，实现与贴合面的粘合。
对于大面积飞机贴合面，可用多块密封胶片拼接，相邻密封胶片拼接的部位避免叠层，拼接缝隙不大于胶层厚度的40％，以保证装配后拼接部位胶片间的自粘合。
本发明的优点是：本发明提出一种在压力或受热状态下，可实现自粘接的新型飞机贴合面自粘合密封材料及方法，其利用室温硫化聚硫密封剂预成型成固定厚度的密封胶片，通过密封剂中甲、乙组分的配方设计，控制密封剂的硫化程度，提高其粘附性，使其在贴合面密封过程中，可直接进行铺覆，通过密封胶层的压缩性和自粘合性实现密封。本发明中的飞机贴合面自粘合密封材料及方法，可有效控制贴合面密封剂层厚度，保证密封质量。施工过程不受施工环境、施工时间，以及后续密封剂硫化速率等因素的影响，施工便利，材料随用随取，无需现场配置密封剂，密封胶片铺覆好后即可进行正常装配及后续工序，可大大提高飞机贴合面施工效率，降低浪费。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明。
一种在压力或受热状态下，可实现自粘接的密封胶片，其特征在于采用室温硫化双组份聚硫密封剂压制胶片，在密封剂的甲组份中加入一定量的增粘剂和硫化抑制剂，乙组分中通过控制主硫化剂与增塑剂的比例，使密封胶片的硬度控制在35～45邵尔A型硬度，从而具有良好的自粘合能力和可装配性能，并可根据实际需求压制不同厚度并进行裁剪。实际使用时，密封表面清洁干净后，直接将密封胶片沿一个方向铺覆于待密封表面，对于大面积密封表面，可用多块胶片拼接，胶片铺覆好后即可装配，在装配过程中，在装配压力下，密封胶片可实现与贴合面的粘合，保持密封。
本发明的目的可以通过以下技术方案达到：
一种在压力或受热状态下，可实现自粘接的密封胶片，其特征在于采用室温硫化双组分聚硫密封剂压制密封胶片，利用聚硫密封剂中聚硫橡胶中双硫键间的链交换反应以及密封剂中的增粘剂成分，并控制密封剂硫化后的硬度，实现密封胶片的自粘合和可装配特性。其中室温硫化双组分聚硫密封剂由甲组分和乙组分组成，分别由下述重量百分比的成分构成：
甲组分：液体聚硫橡胶75％～90％，补强填料5％～20％，增粘剂3％～6％，硫化抑制剂0.2％～0.5％。
乙组分：二氧化锰35％～40％，增塑剂50％～60％，硫化促进剂1％～4％，硫化抑制剂2％～12％。
所述的液体聚硫橡胶其分子式为：
其中，R＝-(CH2)2-O-CH2-O-(CH2)2-，a+b+c≥30。目前市场上常用的聚硫橡胶品牌主要有THIOKOL、LP、THIOPLAST和JLY系列，本发明中优选采用数均分子量在5000左右，交联剂含量0.5％(mol)，巯基含量1.0％～1.3％的巯基封端液体聚硫橡胶。
所述的补强填料包括碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、高岭土、膨润土、炭黑中的一种或几种的组合。
所述的增粘剂包括环氧树脂、酚醛树脂和硅烷类偶联剂，利用三者的综合作用提高密封剂的粘接能力，并控制环氧树脂的含量在增粘剂重量的50％～60％，以保证密封剂硬度在35～45邵尔A型硬度。
所述的硫化抑制剂包括硬脂酸或油酸。
所述的增塑剂包括邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二丁酯、氢化三联苯、氯化石蜡中的一种或几种的组合。
所述的硫化促进剂包括胍类、秋兰姆类等常用橡胶硫化促进剂。
密封胶片的制备方法，其特征在于该方法包含以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份百分比备料：
甲组分：液体聚硫橡胶75％～90％，补强填料5％～20％，增粘剂3％～6％，硫化抑制剂0.2％～0.5％；
乙组分：二氧化锰35％～40％，增塑剂50％～60％，硫化促进剂1％～4％，硫化抑制剂2％～6％；
(2)分别将甲组分和乙组分中的各成分在真空条件下搅拌，或者分别将甲组分和乙组分中的各成分采用三辊研磨方式混合均匀成为膏状；
(3)取步骤(2)中混合均匀的甲组分和乙组分，重量配比为100:8～10，推荐重量配比为100:10，先手工粗混后，在真空条件下搅拌，或者采用三辊研磨方式混合均匀后，利用模具，在液压成型机上压制成固定厚度的密封胶片；
(4)压制好的密封胶片可常温条件固化，也可在高温条件进行加速硫化，加速硫化时，硫化温度一般不超过70℃。
(5)硫化好的密封胶片用清洁的聚乙烯薄膜将其隔离包装，在使用时随时取用。
密封胶片的使用方法，其特征在于：
直接将密封胶片沿一个方向铺覆于飞机贴合面的一面，对于大面积密封表面，可用多块密封胶片拼接，相邻胶片间避免叠层，拼接缝隙不大于密封胶片厚度的40％，以保证装配后拼接部位胶片间的自粘合。铺贴好后，即可将贴合面的另一面进行装配。整个过程不受密封剂硫化速率限制，不受环境因素影响。
实施例1
1、配方组成
2、双组分室温硫化密封剂的制备
甲组分：分别将液体聚硫橡胶、二氧化硅、二氧化钛、E44环氧树脂、F44酚醛树脂、KH570硅烷偶联剂和硬脂酸按配比称量、加入双行星搅拌设备，在真空度-0.09MPa的条件下，进行搅拌混合，混合速度20rpm，混合时间60min，中间可根据混合情况，对搅拌设备的搅拌桨进行清理，再继续搅拌，混合结束后，装入密封罐中保存。
乙组分：分别将二氧化锰、邻苯二甲酸丁苄酯、促进剂DPG和硬脂酸按配比称量、加入双行星搅拌设备，在真空度-0.09MPa的条件下，进行搅拌混合，混合速度20rpm，混合时间60min，中间可根据混合情况，对搅拌设备的搅拌桨进行清理，再继续搅拌，混合结束后，装入密封罐中保存。
3、密封胶片的制备
分别取甲组份600g，乙组分60g，在三辊研磨机上混合5遍后，放在两片尺寸相当的聚乙烯薄膜之间，再放入凹腔尺寸为600mm×600mm×1mm的钢制模具内，在液压成型机上压制1h～2h后，取出，24h后放入70℃鼓风干燥箱内加温硫化24h，取出即可用于贴合面密封。
4、密封胶片的性能
5、密封胶片的使用
将密封胶片沿一个方向铺覆在贴合面上，尽量避免气泡，拼接的部位避免叠层，拼接缝隙不大于0.4mm，以保证装配后拼接部位胶片间的自粘合。铺覆好密封胶片后可直接进行贴合面的装配，装配后清理挤出的多余密封剂胶片后，直接进行填角密封等后续工序。
实施例2
1、配方组成
2、双组分室温硫化密封剂的制备
甲组分：分别将液体聚硫橡胶、高岭土、碳酸钙、K18酚醛树脂、E54环氧树脂、KH550硅烷偶联剂和硬脂酸按配比称量、粗混后，用三辊研磨机研磨5遍，结束后，装入密封罐中保存。
乙组分：分别将二氧化锰、邻苯二甲酸二丁酯、促进剂TMTD和硬脂酸按配比称量、粗混后，用三辊研磨机研磨5遍，结束后，装入密封罐中保存。
3、密封胶片的制备
分别取甲组份600g，乙组分60g，在三辊研磨机上混合5遍后，放在两片尺寸相当的聚乙烯薄膜之间，再放入凹腔尺寸为600mm×600mm×1mm的钢制模具内，在液压成型机上压制1h～2h后，取出，24h后放入70℃鼓风干燥箱内加温硫化24h，取出即可用于贴合面密封。
4、密封胶片的性能
5、密封胶片的使用
将密封胶片沿一个方向铺覆在贴合面上，尽量避免气泡，拼接的部位避免叠层，拼接缝隙不大于0.4mm，以保证装配后拼接部位胶片间的自粘合。铺覆好密封胶片后可直接进行贴合面的装配，装配后清理挤出的多余密封剂胶片后，直接进行填角密封等后续工序。
实施例3
1、配方组成
2、双组分室温硫化密封剂的制备
甲组分：分别将液体聚硫橡胶、炭黑、膨润土、KH560硅烷类偶联剂、E51环氧树脂、SG-3378酚醛树脂和硬脂酸按配比称量、粗混后，用三辊研磨机研磨5遍，结束后，装入密封罐中保存。
乙组分：分别将二氧化锰、氢化三联苯、促进剂DPG和硬脂酸按配比称量、粗混后，用三辊研磨机研磨5遍，结束后，装入密封罐中保存。
3、密封胶片的制备
分别取甲组份600g，乙组分60g，在三辊研磨机上混合5遍后，放在两片尺寸相当的聚乙烯薄膜之间，再放入凹腔尺寸为600mm×600mm×1mm的钢制模具内，在液压成型机上压制1h～2h后，取出，24h后放入70℃鼓风干燥箱内加温硫化24h，取出即可用于贴合面密封。
4、密封胶片的性能
5、密封胶片的使用
将密封胶片沿一个方向铺覆在贴合面上，尽量避免气泡，拼接的部位避免叠层，拼接缝隙不大于0.4mm，以保证装配后拼接部位胶片间的自粘合。铺覆好密封胶片后可直接进行贴合面的装配，装配后清理挤出的多余密封剂胶片后，直接进行填角密封等后续工序。

Claims (7)

1.一种新型飞机贴合面自粘合密封材料,其特征在于,自粘合密封材料由甲乙两组分构成，甲组分和乙组分的重量配比为100:8～10，甲组分和乙组分分别由下述重量百分比的成分构成：
甲组分：巯基封端液体聚硫橡胶75％～90％，补强填料5％～20％，增粘剂3％～6％，硫化抑制剂0.2～0.5％；
乙组分：二氧化锰35％～40％，增塑剂50％～60％，硫化促进剂1％～4％，硫化抑制剂2％～12％；
甲组分中的巯基封端液体聚硫橡胶数均分子量在5000～7000，交联剂的摩尔比含量0.5％，巯基含量1.0～1.3％；
所述甲组分中的的增粘剂包括环氧树脂、酚醛树脂和硅烷类偶联剂；其中环氧树脂的含量控制在增粘剂重量的50％～60％；
所述的硫化抑制剂包括硬脂酸或油酸；
制备步骤是：
(1)分别将甲组分和乙组分在真空条件下搅拌，或者分别将甲组分和乙组分采用三辊研磨方式混合均匀；
(2)取步骤(1)中混合均匀的甲组分和乙组分，重量配比为100:8～10，先手工粗混后，在真空条件下搅拌，或者采用三辊研磨方式混合均匀后，利用模具，在液压成型机上压制成固定厚度的胶片；
(3)压制好的胶片在常温条件或不超过70℃的条件进行加速硫化；
(4)硫化好的密封胶片用清洁的聚乙烯薄膜将其隔离包装，在使用时随时取用。
2.根据权利要求1所述的一种新型飞机贴合面自粘合密封材料,其特征在于,所述的补强填料包括碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、高岭土、膨润土、炭黑中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的一种新型飞机贴合面自粘合密封材料,其特征在于,所述的增塑剂包括邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二丁酯、氢化三联苯、氯化石蜡一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种新型飞机贴合面自粘合密封材料,其特征在于,所述的乙组分中的硫化抑制剂2％～6％。
5.根据权利要求1所述的一种新型飞机贴合面自粘合密封材料,其特征在于,所述的硫化抑制剂为硬脂酸。
6.一种权利要求1所述一种新型飞机贴合面自粘合密封材料的使用方法，其特征在于：直接将密封胶片沿一个方向铺覆于飞机贴合面的一面，胶片铺覆好后即可在正常飞机的装配压力下装配，实现与贴合面的粘合。
7.根据权利要求6所述一种新型飞机贴合面自粘合密封材料的使用方法，其特征在于：对于大面积飞机贴合面，可用多块密封胶片拼接，相邻密封胶片拼接的部位避免叠层，拼接缝隙不大于胶层厚度的40％，以保证装配后拼接部位胶片间的自粘合。
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