密封膠的化學(xué)去除技術(shù)研究

曾臘梅

（長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙410124）

在航空維修過(guò)程中，當(dāng)需要對(duì)飛機(jī)機(jī)翼、油箱、起落架艙門及其他許多表面部位進(jìn)行檢查和維修時(shí)，往往需要先去除原有的密封膠。采用傳統(tǒng)的去除方法存在如工效低、費(fèi)時(shí)、昂貴，施工質(zhì)量一致性差等問(wèn)題，還有可能導(dǎo)致機(jī)體金屬的疲勞損傷[1]。某些工具還會(huì)對(duì)密封劑下的結(jié)構(gòu)表面造成損傷，如采用機(jī)械打磨，就有可能損傷飛機(jī)鋁質(zhì)結(jié)構(gòu)和合金鋼結(jié)構(gòu)的表面保護(hù)膜，造成結(jié)構(gòu)件的腐蝕，從而降低飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度。其他潛在的不良影響還包括：部件受到外力作用后產(chǎn)生了殘余應(yīng)力，打磨引起的局部高溫，引起結(jié)構(gòu)件的組織改變和熱應(yīng)力的產(chǎn)生，都會(huì)對(duì)飛機(jī)的使用造成安全隱患。長(zhǎng)久以來(lái)，飛機(jī)維修行業(yè)一直在尋找一種更高效、安全的解決方案。

1 密封膠清洗劑配方的研究

密封膠混合物是一種合成橡膠材料，在涂抹時(shí)要保持液態(tài)，之后通過(guò)化學(xué)變化轉(zhuǎn)變成為具有一定彈性的固體物質(zhì)[2]。密封膠按組成成分，分為聚硫化物和有機(jī)硅樹(shù)脂兩類。聚硫化物密封膠，耐高溫性能較差，用在對(duì)溫度要求不高的區(qū)域；有機(jī)硅樹(shù)脂密封膠一般用于有特定要求的工作區(qū)域中，如高溫區(qū)等。按配制的類型，分為單料和雙料密封膠（含固化劑和基料兩種材料）。

1.1 密封膠的性能

采用的密封膠有XJ-33和XJ-56，其性能如下：

1.1.1 XJ-33

XJ-33膠黏劑是以改性環(huán)氧樹(shù)脂為基體，自制改性胺為固化劑組成的雙組份膠接點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠粘劑，它具有室溫固化、高溫使用、有好的流動(dòng)填縫能力，良好的耐陽(yáng)極氧化性能和高的膠接強(qiáng)度，180℃老化800h后，其強(qiáng)度保持率為78.6%等特點(diǎn)[3]。同時(shí)，它還可作多種金屬材料和非金屬材料的結(jié)構(gòu)受力零件的膠接。其使用溫度從-60℃～+175℃。

其物理機(jī)械性能指標(biāo)如表1所示。

表1 XJ-33物理機(jī)械性能指標(biāo)

1.1.2 XJ-56

室溫硫化氟硅橡膠液態(tài)密封墊系以液體氟硅橡膠為基的雙組份的液態(tài)密封墊。具有很好的耐高溫、耐噴氣燃料、耐滑油、耐水、耐壓，耐老化性能與填隙性能，對(duì)鋼、銅、鋁、鎂及其合金無(wú)腐蝕。適用于航天、航空等部門的產(chǎn)品密封，以防噴氣燃料、滑油、水、氣體等介質(zhì)泄漏，其使用工作溫度在-60℃～+250℃。性能符合俄羅斯ВГФ-2室溫硫化氟硅橡膠密封劑（ТУ38-103-58-70）要求。

其物理機(jī)械性能指標(biāo)如表2所示。

表2 XJ-56物理機(jī)械性能指標(biāo)

1.1.3 密封膠的配置

配制密封膠時(shí)，首先按照A:B為4:1的比例在電子秤上準(zhǔn)確稱量,然后將A、B兩組分充分?jǐn)嚢柚敝粱旌衔锍尸F(xiàn)均勻、顏色統(tǒng)一的狀態(tài)，注意攪拌時(shí)不要混入氣泡。如果看到斑點(diǎn)或條紋，說(shuō)明沒(méi)有充分混合，這樣會(huì)影響固化性和使用效果。在室溫下涂抹在大小相等、表面干凈、光滑的金屬試片上，常溫下固化放置24h。

1.2 密封膠清洗劑配方的研究

通過(guò)將涂有密封膠的金屬試片放入裝有各種化學(xué)試劑的容器中，觀察其脫落情況，僅僅將其浸泡在化學(xué)溶劑中達(dá)不到預(yù)期的結(jié)果，采用水浴加熱的方法，使其在一定的溫度范圍內(nèi)浸泡。選取幾種清洗劑，分別加入一定量的清洗劑，每種清洗劑中都加入一塊涂有XJ-33密封膠的金屬試片。加熱4個(gè)小時(shí)，實(shí)驗(yàn)溫度為40-60℃，觀察試驗(yàn)現(xiàn)象并記錄結(jié)果。把實(shí)驗(yàn)效果較好的清洗劑篩選出來(lái)，進(jìn)行混合型的實(shí)驗(yàn)，中間都加入醋酸丁酯和石蠟，實(shí)驗(yàn)時(shí)間同樣也為4個(gè)小時(shí)，觀察試驗(yàn)現(xiàn)象并記錄結(jié)果。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)篩選，選用以下有機(jī)溶劑為密封膠清洗劑，其基本理化性質(zhì)如表3所示。

表3 清洗劑基本理化性質(zhì)

在試驗(yàn)過(guò)程中，選擇大量有機(jī)溶劑進(jìn)行試驗(yàn)，最后篩選出以上有機(jī)溶劑分別進(jìn)行試驗(yàn)，如表4所示。

表4 單一型清洗劑

將以上能溶脹密封膠的清洗劑挑選出來(lái)，進(jìn)行清洗劑的配方實(shí)驗(yàn)。配方如表5所示。

表5 清洗劑配方

2 密封膠去除工藝

在確定了密封膠清洗劑配方以后，對(duì)密封膠去除工藝進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)工作，進(jìn)行固化溫度、去除溫度、去除時(shí)間等工藝過(guò)程多方面考察，確定了密封膠去除的工藝，其工藝流程簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1 密封膠去除工藝流程簡(jiǎn)圖

3 研究結(jié)果分析

分別取以上清洗劑配方進(jìn)行研究，在40-60℃溫度下加熱4個(gè)小時(shí)，觀察試驗(yàn)現(xiàn)象并記錄試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

表6 清洗劑配方研究結(jié)果

從研究結(jié)果可以得到如下結(jié)論：

1）加入清洗劑可以去除XJ-33或XJ- 56密封膠。

2）混合型清洗劑配方去除密封膠的效果比單一型清洗劑去除密封膠的效果更好。

4 密封膠清洗劑配方的確定

在配方的確定過(guò)程中，查閱了大量的文獻(xiàn)資料，采用有機(jī)溶劑苯系和酮類為主溶劑較好，故選擇丙酮、甲乙酮、環(huán)己酮、3-甲基-2-丁酮、4－甲基－2－戊酮、甲苯和醋酸丁酯進(jìn)行單一型清洗劑進(jìn)行研究，從環(huán)保、去除方法及效果考慮，進(jìn)行多個(gè)配方進(jìn)行試驗(yàn)，最后確定配方8、9、10進(jìn)行試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，采用3-甲基-2-丁酮、醋酸丁酯和石蠟，密封膠有溶脹現(xiàn)象，輕微變軟，不能完全脫落；采用甲基異丁酮、醋酸丁酯和石蠟，密封膠顏色變黃，變脆，不能完全脫落；而采用甲基異丁酮、醋酸丁酯和石蠟，可以達(dá)到去除效果。故采用甲基異丁酮、醋酸丁酯和石蠟為清洗劑配方。

5 密封膠的化學(xué)去除技術(shù)應(yīng)用前景

飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)閘與附件安裝面采用XJ33或XJ-56密封膠防漏，飛機(jī)修理廠在修理中通常用刀片等工具從結(jié)合面上鏟除，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力又不能完全清除干凈，而且還可能會(huì)因不當(dāng)操作傷及產(chǎn)品基體。采用能溶解或溶脹XJ33或XJ-56的清洗劑，可提高工效，同時(shí)保證產(chǎn)品質(zhì)量。

采用能溶解或溶脹密封膠的清洗劑，將其稍微加熱后噴灑在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)閘與附件安裝面上，或者將飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)閘與附件安裝面浸泡在清洗劑中，能較快地去除密封膠或?qū)⒚芊饽z溶脹剝除，不僅為工廠解決技術(shù)難題，同時(shí)可在飛機(jī)維修廠推廣應(yīng)用，攻克飛機(jī)維修中遇到的難題，為空軍維修節(jié)省人力、物力，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。此外它還可以作為高效清洗劑，用于精密部件表面的除油去污處理[4]。

采用此項(xiàng)技術(shù)也存在一定的局限性，采用化學(xué)去除技術(shù)可能會(huì)造成職業(yè)健康及環(huán)境保護(hù)方面的影響，而且化學(xué)溶劑需要時(shí)間與原有的密封膠相互作用，延長(zhǎng)了飛機(jī)的維修時(shí)間。利用高壓噴槍將化學(xué)溶劑噴到相應(yīng)的機(jī)體部位，使其與密封膠相互作用使之軟化、溶脹，并最終從基體脫落下來(lái)。以進(jìn)一步提高維修技術(shù)水平，不斷提高維修效率，節(jié)省維修人力、物力和財(cái)力，避免維修過(guò)程中帶來(lái)的毀損。

[1] 周建平.去除密封膠的新產(chǎn)品[J].航空維修與工程，2004，（4）：30-31.

[2] 肖風(fēng)亮. 新型氟彈性體在航空密封領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用進(jìn)展(下)[J]. 世界橡膠工業(yè)，2007，34（10）:7-8.

[3] 李冬紅,李紅春,高衛(wèi)光, 等. 環(huán)保型硬丁腈橡膠在航空密封材料中的應(yīng)用研究[J].上?；?，2017，42（1）：22-24.

[4] 陳至銳. 碳密封材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用［J］. 中國(guó)高新區(qū)，2017，（20）：19-22.