胶粘剂在航天工业中的应用

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1、中国胶粘剂2009年3月第18卷第3期一56一CHINAADHESIVESVo1．18No．3．Mar．2009胶粘剂在航天工业中的应用郭平军，梁国正，张增平(西北工业大学理学院应用化学系，陕西西安710072)摘要：介绍了国内外航天工业用胶粘剂的主要种类、特点、研究现状及其使用情况，并对航天工业用胶粘剂的发展进行了展望。关键词：航天工业；胶粘剂；聚氨酯；环氧树脂；有机硅；酚醛树脂；双马来酰亚胺；无机胶粘剂中图分类号：TQ437．9文献标识码：A文章编号：1004—2849(2009)03—0056—0

2、5度和韧性，常用聚氨酯(PU)类或改性EP类低温胶O前言粘剂(如DW一1、DW一3等)【“。航天工业的发展对航天器提出了更高的要求，在战略导弹中，多采用改性EP类胶粘剂，用于各种航天器都在不断寻找能够提高效率、简化结构发动机壳体和喷管的连接。我国航空工业总公司嘲的有效方法。采用性能优异的胶粘剂及其相应的粘开发的F系列胶粘剂及B、H和HE等系列EP固化接技术已经成为航天器提高效率的有效手段之一，剂，可使EP类胶粘剂的耐热温度达到500oC以上，胶粘剂也因此被广泛用于运载火箭、卫星和导弹等并具有优异的阻燃性

3、能、耐腐蚀性能和良好的工艺航天领域中。性能。张绪刚嘲等采用端羟基硼硅烷改性树脂改性EP和改性脂肪胺类固化剂，并加入微米级石棉和高1胶粘剂在国内航天领域中的应用岭土作为耐热填料，研制出可以室温固化、长期使我国航天领域中应用较多的是耐高温结构胶。用温度达200℃的胶粘剂；该胶粘剂于200oC老化早期多采用酚醛一丁腈类结构胶，如JX一9、JX一10等4000h后，其剪切强度几乎不衰减，短期使用温度用于整流罩的粘接，其缺点是工艺性能差、固化时挥可达250℃。余英丰[71等使用聚醚酰亚胺改性EP，成发组分多；后来

4、采用改性酚醛环氧或改性聚酰亚功研制出耐温达200oC的高性能结构胶。王超嘲等采胺(PI)胶粘剂(如J一30、SY一14等)，使上述性能得到用热固性树脂改性聚硫醚以提高其内聚强度和耐热改善【l1。王超四等制得了一种用于航天器整流罩粘接的性能，并以此作为增韧剂，则室温固化耐热177℃的单组分改性酚醛一丁腈结构胶，该结构胶可在130oC改性EP结构胶的剥离强度明显提高；加入活性无时固化，并可耐300oC的高温。机填料后，其瞬间使用温度可达300oC；该结构胶室在卫星或其他在轨飞行器中，要求所采用的胶温固化7d

5、后，其室温剪切强度为23．1MPa、150℃剪粘剂具有耐高低温交变和挥发分小等特点，通常多切强度为13．8MPa、177oC剪切强度为10．3MPa、室温采用改性的环氧酚醛型结构胶(如J一30、J一47等)。剥离强度为4．2kN／m和300℃剪切强度为1．9MPa，并黑龙江石油化工研究所[31研制的改性环氧树脂(EP)具有良好的综合性能。王德志I91等使用耐高温的双胶粘剂，可以室温固化，已成功用于碳纤维复合材料马树脂作为EP的改性树脂，并以端羟基聚芳醚砜天线的粘接。北京航天与材料工艺研究所[41在氢氧为

6、增韧剂、芳香二胺为固化剂，制取了高韧性、耐化钡催化的酚醛树脂中加入ZnO和TiO等无机填高温的双马改性EP结构胶；该结构胶具有较好的料，可提高结构胶的耐热性能。力学性能、耐热性、耐介质性和耐老化性等优点，在运载火箭中，燃料箱的密封及火箭“共底”的对金属和复合材料之间的粘接效果良好，并可以在制造，要求所用的胶粘剂在一253oC时具有良好的强200℃以下长期使用。收稿13期：2008—09一Ol；修回13期：2008—10—21。作者简介：郭平军(1971-)，陕西白水人，高工，博士，主要从事高性能胶粘剂和

7、橡胶方面的研究。E-mail：guopj123@yahoo．tom．ca第18卷第3期郭平军等胶粘剂在航天工业中的应用一57一卫星的太阳能电池板，要求所使用的胶粘剂在学性能，在导弹鼻锥、飞机刹车盘、航天飞机机翼前空间环境中具有耐强紫外线、高能电子和高能质子缘和火箭发动机喷管等部位使用较多。但C／C复合等辐射，并且在较大的温差交变环境中能够可靠工材料的工艺性能较差，若采用传统的机械连接，易导作。通常采用南大703、GN511等有机硅类胶粘剂『l。致应力集中，致使机械性能、可靠性和有效载荷等下中科院化学研究

8、所fl叫研制的空间级加成型室温硫化降。由于C／C复合材料主要用于瞬时耐高温场合，因硅橡胶胶粘剂(KH—SP—B)，与金属及PI等材料的粘此可以采用瞬间耐高温材料进行粘接。对C／C复合接强度超过2MPa，已成功用于卫星太阳能电池板材料用胶粘剂的要求是具有与其相匹配的耐热性能的粘接；该胶粘剂具有良好的耐高低温性能，其脆性和力学性能，可以选用的耐高温胶粘剂主要有改性温度为一110℃，可于250℃较长时间内使用，分解酚醛胶粘剂、有机硅胶粘剂、PI胶