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耐高低温胶黏剂与特种密封剂在我国航天产品上的应用现状电子连接器

文章来源:世奇五金网  |  2020-02-27

航天产品广泛采用轻合金、蜂窝结构和复合材料,因此,胶黏剂及胶接技术应用普遍,但航天产品使用环境苛刻,要承受高温、烧蚀、温度交变、高真空、超低温、热循环、紫外线、带电粒子、微陨石、原子氧等环境考验。航天材料及工艺研究所研制了百余种特种胶黏剂及密封剂,主要包括聚氨酯类、酚醛树脂类、环氧树脂类、有机硅类、丙烯酸酯类、有机硼类胶黏剂等,其中绝大多数已应用于我国运载火箭、卫星及飞船等航天产品。

耐高温胶黏剂

耐高温胶黏剂通常是指可在150℃以上温度条件下使用的胶黏剂。这类胶粘剂主要有改性多官能度环氧树脂、酚醛树脂、含硅聚合物、含芳杂环耐高温聚合物及无机胶黏剂等。

PI胶黏剂是开发最早、应用最广和综合性能最优的耐高温结构胶黏剂,经300℃固化后,在300℃~400℃条件下具有良好的耐热性和剪切强度,可在230℃下长期使用、短时间能耐550℃的高温,具有较好的耐低温性、耐溶剂性、耐磨性、阻燃性和极低的热膨胀系数等优点。吉林大学研制的聚醚醚酮酰亚胺胶黏剂在室温及150℃下的剪切强度超过13MPa。

双马来酰亚胺是一类性能优异的交联型PI,兼具PI优良的耐高温性和耐潮湿性能。当在环氧树脂中引入BMI后,由于两者聚合机理不同和相容性等原因,在聚合过程中可能形成互穿网络结构或两相体系,从而达到了增韧和提高耐热性的目的。

氰酸酯改性BMI胶黏剂可在230℃下长期工作,剪切强度13MPa以上。耐高温天线罩用胶黏剂J-223可在100℃固化,500℃时剪切强度大0.5MPa。

EP胶黏剂也是耐热胶黏剂的1个重要品种,具有较好的粘接强度、综合性能且使用工艺简便,其突出的优点是固化过程中挥发快、收缩率低;但其固化物较脆,而且耐高温性能较差。用作耐高温的EP胶黏剂多为改性后的产品。如通过四官能度EP和PI预聚体混合,添加氟橡胶增韧剂,得到的耐热胶黏剂在250℃下的剪切强度超过4MPa。

耐低温胶黏剂

耐低温胶黏剂是指能在超低温环境中使用并具有足够强度的胶黏剂,通常由PU、EP改性PU和PU及PA改性的EP等主体材料配制而成。

目前国内用于航天产品的可在-253℃下使用的低温胶黏剂主要有航天材料及工艺研究所研制的用于运载火箭液氢液氧贮箱共底和绝热层粘接的NHJ-44胶、聚氨酯改性环氧胶、与聚酰亚胺和铝贮箱膨胀系数相匹配的DWJ-46胶等,其中NHJ-44胶与美国联邦规范MMMA-132Al型结构胶的性能指标完全一致。用于氢氧发动机表面温度传感器粘接的低温导热绝缘胶,热导率0.63-0.7W/m·K。上海市合成树脂研究所的DW-1聚醚聚氨酯胶、DW-3四氢呋喃聚醚环氧胶也有应用。

特种密封剂

密封剂往往不能事先按形状和尺寸预制,因此其使用工艺性尤为重要。有机硅密封剂在航天工业领域应用广泛。

许多航天产品需要长期耐300℃密封、短期耐400℃以上密封或瞬间耐1000℃以上的密封等。国内通用型有机硅密封剂牌号众多,生产厂家也很多。航天材料及工艺研究所拥有多种牌号的可用于航天型号的耐高温耐烧蚀有机硅密封剂。

目前我国已有高档的单组分和双组分PU密封剂,主要用于航天产品防水的电器连接件、电缆端部和插头、线路板和其它电器组件的灌封等。

虽然用于航天产品配套的特种高分子材料的研制虽然取得了显著进展,但目前航天工业需要的部分关键材料仍然依赖进口,部分材料的性能和质量尚不稳定,未来的探月工程、长期驻留空间站、深空探测等航天工程对特种高分子材料还会有许多新的需求,这些都需要从事高分子材料制备和应用的科技工作者继续努力。

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