何影翠，高唐玲，2，吳健偉，2，趙玉宇，趙汗青，付 剛，2，匡 弘，2，付春明

(1.黑龍江省科學(xué)院石油化學(xué)研究院，哈爾濱 150040；2.黑龍江省科學(xué)院高技術(shù)研究院，哈爾濱 150020)

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J-275中高溫固化發(fā)泡膠的研制

何影翠1，高唐玲1，2，吳健偉1，2，趙玉宇1，趙汗青1，付 剛1，2，匡 弘1，2，付春明1

(1.黑龍江省科學(xué)院石油化學(xué)研究院，哈爾濱 150040；2.黑龍江省科學(xué)院高技術(shù)研究院，哈爾濱 150020)

對(duì)J-275中高溫固化發(fā)泡膠在中溫120 ℃固化和在高溫175 ℃固化下的物理性能、力學(xué)性能、耐液壓油、潤滑油及耐水煮和耐鹽霧性能等進(jìn)行研究。結(jié)果表明，J-275中高溫固化發(fā)泡膠在兩種固化溫度下都顯示出良好的力學(xué)性能和耐環(huán)境性能，適應(yīng)了一種發(fā)泡膠雙溫固化的使用工藝。J-275的適用期較長，具有良好的操作工藝性。

中高溫固化；發(fā)泡膠；耐液壓油；耐潤滑油；耐水煮

發(fā)泡膠是一種在加熱過程中發(fā)泡并固化的膠黏劑，用于鋁蜂窩芯和Nomex蜂窩芯的拼接[1]、網(wǎng)格填充和邊緣補(bǔ)強(qiáng)[2]等，是航空航天領(lǐng)域蜂窩夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的重要組成部分。發(fā)泡膠一般分為中溫和高溫固化兩種類型，分別應(yīng)用于低速和高速飛行器的使用溫度環(huán)境。國內(nèi)研究開發(fā)出系列化中溫發(fā)泡膠，如中溫固化的J-47D、J-97、SY-P9及高溫固化發(fā)泡膠產(chǎn)品。為適應(yīng)蜂窩結(jié)構(gòu)材料二次固化及不同蜂窩部件組裝后固化條件的需求，國外開發(fā)出既可以在120 ℃固化，又可以在175 ℃固化的中高溫固化的環(huán)氧發(fā)泡膠膜，如3M公司的AF3024和Cytec公司的FM490A，具有較寬的固化工藝適應(yīng)性。

本文研制了一種既可以在中溫120 ℃固化，又可以在高溫175 ℃固化的中高溫固化的發(fā)泡膠J-275。本發(fā)泡膠為單組分環(huán)氧型膜狀結(jié)構(gòu)發(fā)泡膠，具有良好的力學(xué)性能和耐久、耐環(huán)境性能，又有較高的拼接強(qiáng)度、填充強(qiáng)度及工藝性能，可長期在120 ℃使用和短期在170 ℃使用。研究考察了J-275發(fā)泡膠的物理性能、在中溫固化和高溫固化條件下的黏結(jié)性能及耐環(huán)境性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原材料

J-275中高溫固化發(fā)泡膠；LY12CZ鋁合金管，粗管外徑為(25±0.1)mm，壁厚為(2.0±0.1)mm，細(xì)管外徑為14 mm，壁厚(2.0±0.1)mm；ROYCO782航空液壓油；飛馬2號(hào)航空潤滑油。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

INSTRON4505試驗(yàn)拉力機(jī)；INSTRON4467試驗(yàn)拉力機(jī)；DKU-250A型電熱恒溫油槽；WGD/SJ-080高低溫濕熱試驗(yàn)箱；BE-CS-60鹽霧試驗(yàn)機(jī)；101-2-BS型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱。

1.3 分析測(cè)試方法

表面處理方法：鋁合金管剪切管為按照HB/Z197-1991 結(jié)構(gòu)膠黏劑鋁合金磷酸陽極化工藝規(guī)范進(jìn)行。發(fā)泡膠的物理性能、管剪切強(qiáng)度、膨脹率、流淌、揮發(fā)物含量、穿透深度、放熱峰溫度等測(cè)試按照GJB1480A-2005 發(fā)泡膠黏劑規(guī)范進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 J-275中高溫固化發(fā)泡膠固化前性能

發(fā)泡膠主要用于蜂芯拼接、邊緣補(bǔ)強(qiáng)、器件予埋件(鉤、環(huán)、螺母等)等，發(fā)泡膠制備成膜狀，在室溫下具有一定的柔軟性和黏附性，便于使用操作，J-275發(fā)泡膠固化前性能見表1。

表1 J-275中高溫發(fā)泡膠固化前性能Tab.1 Properties of J-275 foaming adhesive before curing

從表中可以看出，在固化前，J-275中高溫固化發(fā)泡膠有較好的性能，適用期較長，穿透深度較大，在不規(guī)則空間填充和蜂窩拼接時(shí)，能夠適應(yīng)填充和拼接的結(jié)構(gòu)形狀，在用于蜂窩夾層結(jié)構(gòu)時(shí)，具有較好的工藝性能。

2.2 J-275中高溫固化發(fā)泡膠120 ℃固化后性能

J-275 在中溫120 ℃下固化后的性能見表2。

表2 J-275中高溫發(fā)泡膠120 ℃固化性能Tab.2 The performance of J-275 foaming adhesive after curing at 120 ℃

從表中可以看出，在中溫120 ℃下固化后，J-275的有較好的膨脹性能，管剪強(qiáng)度較高，可以滿足高強(qiáng)力學(xué)性能的要求。發(fā)泡膠膜在升溫固化過程中，顯示出適宜的流動(dòng)性和黏性，在用于不規(guī)則空間填充和蜂窩拼接時(shí)，能夠?qū)μ畛浜推唇拥慕孛婢哂辛己玫慕櫺?，提高黏結(jié)性能。

在經(jīng)過耐液壓油、耐潤滑油、耐鹽霧、耐濕熱老化和耐水煮等耐環(huán)境性能實(shí)驗(yàn)后，J-275發(fā)泡膠仍具有較高的管剪切強(qiáng)度，說明具有良好的使用環(huán)境適應(yīng)性。

2.3 J-275中高溫固化發(fā)泡膠175 ℃固化后性能

J-275高溫175 ℃固化后性能見表3。

表3 J-275中高溫發(fā)泡膠175 ℃固化性能Tab.3 Performance of J-275 foam adhesive after curing at 175 ℃

從表中可以看出，J-275在175 ℃固化后，有較好的膨脹性能，膨脹率在195%，略高于120 ℃固化時(shí)的146%，其原因可能是175 ℃固化時(shí)，固化速度更快，發(fā)泡產(chǎn)生的泡孔也被更快地固化，體現(xiàn)出更高的發(fā)泡效率。相應(yīng)的，由于膨脹率提高，發(fā)泡后的膠黏劑密度有所下降，但都達(dá)到了項(xiàng)目的指標(biāo)要求。

175 ℃高溫固化后的J-275發(fā)泡膠經(jīng)過耐液壓油、耐潤滑油、耐鹽霧、耐濕熱老化和耐水煮等耐候?qū)嶒?yàn)后，同樣顯示出較高的管剪切強(qiáng)度保持率。這表明J-275發(fā)泡膠有較好的耐候性和耐環(huán)境性，可以在各種航空航天環(huán)境下使用。本發(fā)泡膠可單獨(dú)使用，也可與蜂窩夾層結(jié)構(gòu)用結(jié)構(gòu)膠膜J-272[3]配合使用，可以適應(yīng)共固化或二次固化的成型工藝條件。

3 結(jié)論

研制的J-275中高溫固化發(fā)泡膠，不僅可以在中溫120 ℃固化，還可以在高溫175 ℃固化。在兩種固化條件下，發(fā)泡膠都具有有良好膨脹性能和力學(xué)性能和耐環(huán)境性能，其中120 ℃固化的發(fā)泡膠膨脹率和剪切強(qiáng)度略高于175 ℃固化。發(fā)泡膠具有適宜的使用工藝性和適用期，能夠滿足航空航天發(fā)泡膠黏劑的各項(xiàng)使用要求。

[1] 喬海濤，鄒賢武，齊楠.一種耐高溫發(fā)泡膠的性能研究[J].粘接，2003，(05)：27-29.

[2] 李剛，崔寶軍，陳維君，等.J-273高溫固化發(fā)泡膠的性能研究[J].粘接，2015，(04)：65-67.

[3] 王越，張鳳玲，侯麗華，等.中溫固化J-272系列結(jié)構(gòu)膠膜試驗(yàn)方法的研究[C]//2014(第五屆)中國無人機(jī)大會(huì)論文集，2014.

Development of foaming adhesive J-275 curing at medium-high temperature

HE Ying-cui1,GAO Tang-ling1,2,WU Jian-wei1,2,ZHAO Yu-yu1,ZHAO Han-qing1,FU Gang1,2,KUANG Hong1,2,FU Chun-ming1

(1.Institute of Petrochemistry,Heilongjiang Academy of Sciences,Harbin 150040,China; 2.Institute of Advanced Technology,Heilongjiang Academy of Sciences,Harbin 150020,China)

The physical properties,mechanical properties and chemical resistance such as hydraulic oil,lubricating oil,water boiling and salt fog resistance for medium-high temperature curing J-275 foaming adhesive cured at 120 ℃ and 175 ℃ were studied. J-275 shows good mechanical properties and environmental resistance at both of the two curing temperature and is appropriate for double curing processes. J-275 possesses a good process ability and long pot life.

Medium-high temperature curing; Foaming adhesive; Hydraulic oil resistance; Lubricating oil resistance; Water boiling resistance

2017-01-12

何影翠(1979-)，女，碩士，助理研究員。

吳健偉(1966-)，男，高級(jí)研究員，博士，e-mail：wujianwei2347@163.com。

TQ430.1

A

1674-8646(2017)06-0006-02