基于市面上普遍存在的金属氧化物掺杂氟硅耐热密封剂的报道,以α,ω-二羟基聚甲基三氟丙基硅氧烷共聚物为生胶,气相二氧化硅为填料,金属氧化物为耐热剂,制备了脱氢型室温硫化氟硅密封剂。通过热空气老化法评价了稀土氧化物和氧化铁掺杂氟硅耐热密封剂在250、300℃的耐热性,结果显示,在较低温度下(250℃),稀土金属氧化物掺杂氟硅耐热密封剂的耐热效果更好;而在300℃的环境中,氧化铁掺杂氟硅耐热密封剂的耐热性能优于稀土金属氧化物。从普适性和经济性角度分析,氧化铁掺杂氟硅耐热密封剂有着较广泛的使用价值。

通过正交实验,研究了不同填料对聚硫代醚密封剂力学性能的影响。结果表明:活性碳酸钙对聚硫代醚密封剂常温力学性能的补强效果最好,影响程度较高;沉淀二氧化硅的加入对聚硫代醚密封剂的拉伸强度有较好的增强效果,但会降低密封剂的扯断伸长率;二氧化钛对聚硫代醚密封剂的补强效果在常温条件下不如活性碳酸钙,但在热空气老化后明显优于活性碳酸钙;酚醛环氧树脂的加入会极大降低聚硫代醚密封剂扯断伸长率,而对拉伸强度的影响相对较小。

考查了铝合金与复合材料两种基材不同表面状态时,聚硫密封剂与基材表面的相容性;以铝合金为被粘基材,进一步研究了不同试验条件下聚硫密封剂间的相容性。试验结果表明:聚硫密封剂与铝合金不同表面状态及聚硫密封剂间均具有良好的相容性,与复合材料除未打磨时外,均具有良好的相容性;当复合材料表面无法打磨时,可以选择使用粘接底涂,改善界面的相容性。

航空工业领域需要使用耐温耐介质的密封剂对关键部位进行保护,脱醇型氟硅密封剂具有优异的性能,可以满足应用需求。均采用聚氟硅液体橡胶作为生胶,加入填料、助剂和交联剂制备了耐高温单组分脱醇型氟硅密封剂,并研制了配套底涂。采用力学性能实验,热空气老化试验,180°剥离实验等测试方法表征了密封剂及其配套底涂料的性能。研究结果表明,交联剂的结构显著影响密封剂的力学性能、工艺性能和耐温性能,采用苯基三乙氧基硅烷的密封胶具有最好的耐热老化性能;底涂的粘接性能受硅烷偶联剂、含氢硅油共同影响,含有含氢硅油、甲基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯的底涂具有最优异的粘接性能。

分别以二氧化锰(MnO2)和环氧(EP)为硫化剂,制备了聚硫代醚密封剂。通过测试和对比两种硫化剂所对应的聚硫代醚密封剂在耐水试验和耐热空气老化试验前后拉伸性能和体积膨胀率等性能的变化和差异,研究硫化剂种类对聚硫代醚密封剂耐环境老化性能的影响。试验结果表明,EP硫化的聚硫代醚密封剂具有更好的耐水性能,在长期浸水后,其体积膨胀率和拉伸强度变化更小。而MnO2硫化的聚硫代醚密封剂具有更好的耐热空气老化性能,在耐热空气老化后,其具有更高的拉伸强度和扯断伸长率。与此同时,对于EP硫化剂而言,配方中的酚醛环氧树脂有助于提高聚硫代醚密封剂的耐热空气老化性能。随着酚醛环氧树脂含量的增加,聚硫代醚密封剂的拉伸强度逐渐提高;在热空气老化后,其拉伸性能的变化也更小。

以液体聚硫橡胶为基胶,二氧化硅为补强填料,研究了聚合物微球对聚硫密封剂力学性能及介电性能的影响。通过力学性能试验、耐电压击穿试验,对比了常温,100℃、240 h燃油浸泡及60℃、168 h质量分数为3%NaCl溶液浸泡后密封剂材料的性能变化。结果表明:随着聚合物微球质量分数的增加,聚硫密封剂硬度呈小幅度增长趋势,密度降低,密封剂的介电强度先增大后减小;高温燃油浸泡后,在聚合物微球质量分数为5%时,密封剂材料的介电强度达到最大值,此时其由常温的15.26 kV/mm上升至15.49 kV/mm。质量分数为3%的NaCl溶液浸泡后,密封剂试样硬度、密度均未发生明显变化,介电强度发生大幅度下降;但添加聚合物微球后,试样介电强度的下降幅度变小。

采用α,ω-乙烯基聚甲基三氟丙基硅氧烷共聚物为基础聚合物,以含氢硅油为交联剂,气相白炭黑作为填料,配合铂金催化剂和抑制剂制备了双组分室温硫化加成型氟硅密封剂。研究结果表明,通过调节氟硅聚合物的黏度、SiH/SiVi物质的量比可以制备出力学性能良好的氟硅密封剂。该密封剂具有一定耐高温性能和耐燃油蒸汽性能,配合底涂使用,在250℃下具有良好的粘接性能。

以α,ω-二羟基聚甲基三氟丙基硅氧烷共聚物为生胶、气相二氧化硅为填料、金属氧化铈为耐热剂,制备了脱氢型室温硫化氟硅密封剂。通过热空气老化实验考查了不同种类氧化铈在不同温度下对密封剂性能的影响。结果表明:氧化铈与氟硅弹性体的相容性决定其耐热效果,经过硅胶包覆处理的氧化铈耐热效果最好。所有的密封剂样品在经过热老化后,粘接性能稳定。

研究了聚硫生胶、补强填料、树脂及偶联剂对聚硫密封剂力学性能及介电性能的影响,此外还对比了不同试样厚度对密封剂介电强度的影响。试验结果表明:未改性的液体聚硫橡胶的介电强度比改性聚硫橡胶高,综合考虑粘度、力学性能及工艺性能,选择改性胶与未改性胶共混作为生胶;气相二氧化硅作为补强填料时密封剂的介电性能比沉淀二氧化硅好;添加环氧树脂、酚醛树脂、环氧类偶联剂均可提高密封剂的介电强度,但需综合考虑密封剂的储存问题;密封剂试样厚度对其介电性能影响较大,可根据需要选择合适的材料厚度。