J-275中高溫固化發泡膠的研制

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.黑龍江省科學院石油化學研究院，哈爾濱 150040；2.黑龍江省科學院高技術研究院，哈爾濱 150020)

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J-275中高溫固化發泡膠的研制

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.黑龍江省科學院石油化學研究院，哈爾濱 150040；2.黑龍江省科學院高技術研究院，哈爾濱 150020)

對J-275中高溫固化發泡膠在中溫120 ℃固化和在高溫175 ℃固化下的物理性能、力學性能、耐液壓油、潤滑油及耐水煮和耐鹽霧性能等進行研究。結果表明，J-275中高溫固化發泡膠在兩種固化溫度下都顯示出良好的力學性能和耐環境性能，適應了一種發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；發泡膠；耐液壓油；耐潤滑油；耐水煮

發泡膠是一種在加熱過程中發泡并固化的膠黏劑，用于鋁蜂窩芯和Nomex蜂窩芯的拼接[1]、網格填充和邊緣補強[2]等，是航空航天領域蜂窩夾層結構復合材料的重要組成部分。發泡膠一般分為中溫和高溫固化兩種類型，分別應用于低速和高速飛行器的使用溫度環境。國內研究開發出系列化中溫發泡膠，如中溫固化的J-47D、J-97、SY-P9及高溫固化發泡膠產品。為適應蜂窩結構材料二次固化及不同蜂窩部件組裝后固化條件的需求，國外開發出既可以在120 ℃固化，又可以在175 ℃固化的中高溫固化的環氧發泡膠膜，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泡膠J-275。本發泡膠為單組分環氧型膜狀結構發泡膠，具有良好的力學性能和耐久、耐環境性能，又有較高的拼接強度、填充強度及工藝性能，可長期在120 ℃使用和短期在170 ℃使用。研究考察了J-275發泡膠的物理性能、在中溫固化和高溫固化條件下的黏結性能及耐環境性能。

1 實驗部分

1.1 原材料

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

1.2 試驗設備

INSTRON4505試驗拉力機；INSTRON4467試驗拉力機；DKU-250A型電熱恒溫油槽；WGD/SJ-080高低溫濕熱試驗箱；BE-CS-60鹽霧試驗機；101-2-BS型電熱恒溫鼓風干燥箱。

1.3 分析測試方法

表面處理方法：鋁合金管剪切管為按照HB/Z197-1991 結構膠黏劑鋁合金磷酸陽極化工藝規范進行。發泡膠的物理性能、管剪切強度、膨脹率、流淌、揮發物含量、穿透深度、放熱峰溫度等測試按照GJB1480A-2005 發泡膠黏劑規范進行。

2 結果與討論

2.1 J-275中高溫固化發泡膠固化前性能

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

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

從表中可以看出，在固化前，J-275中高溫固化發泡膠有較好的性能，適用期較長，穿透深度較大，在不規則空間填充和蜂窩拼接時，能夠適應填充和拼接的結構形狀，在用于蜂窩夾層結構時，具有較好的工藝性能。

2.2 J-275中高溫固化發泡膠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，管剪強度較高，可以滿足高強力學性能的要求。發泡膠膜在升溫固化過程中，顯示出適宜的流動性和黏性，在用于不規則空間填充和蜂窩拼接時，能夠對填充和拼接的截面具有良好的浸潤性，提高黏結性能。

在經過耐液壓油、耐潤滑油、耐鹽霧、耐濕熱老化和耐水煮等耐環境性能實驗后，J-275發泡膠仍具有較高的管剪切強度，說明具有良好的使用環境適應性。

2.3 J-275中高溫固化發泡膠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 ℃固化時的146%，其原因可能是175 ℃固化時，固化速度更快，發泡產生的泡孔也被更快地固化，體現出更高的發泡效率。相應的，由于膨脹率提高，發泡后的膠黏劑密度有所下降，但都達到了項目的指標要求。

175 ℃高溫固化后的J-275發泡膠經過耐液壓油、耐潤滑油、耐鹽霧、耐濕熱老化和耐水煮等耐候實驗后，同樣顯示出較高的管剪切強度保持率。這表明J-275發泡膠有較好的耐候性和耐環境性，可以在各種航空航天環境下使用。本發泡膠可單獨使用，也可與蜂窩夾層結構用結構膠膜J-272[3]配合使用，可以適應共固化或二次固化的成型工藝條件。

3 結論

研制的J-275中高溫固化發泡膠，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，發泡膠都具有有良好膨脹性能和力學性能和耐環境性能，其中120 ℃固化的發泡膠膨脹率和剪切強度略高于175 ℃固化。發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泡膠黏劑的各項使用要求。

[1] 喬海濤，鄒賢武，齊楠.一種耐高溫發泡膠的性能研究[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系列結構膠膜試驗方法的研究[C]//2014(第五屆)中國無人機大會論文集，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，高級研究員，博士，e-mail：wujianwei2347@163.com。

TQ430.1

A

1674-8646(2017)06-0006-02