飞机油箱密封剂耐介质性能研究

杨亚飞，于美超，章谏正，吴松华

（北京航空材料研究院，北京 100095）

飞机油箱密封剂耐介质性能研究

杨亚飞，于美超，章谏正，吴松华

（北京航空材料研究院，北京 100095）

对比了聚硫密封剂与单组分室温硫化氟硅密封剂的耐介质性能。通过测试浸泡在3#喷气燃料、95#航空汽油2种燃料介质中60 ℃不同时间间隔（7 d、14 d、21 d）条件下密封剂各种性能变化，研究其耐介质老化性能。结果表明，3#航空燃料对聚硫及氟硅密封剂的老化性能影响较小；氟硅密封剂比聚硫密封剂有更好的耐95#航空汽油性能。

氟硅密封剂；聚硫密封剂；耐介质性

随着航空工业的飞速发展，对飞机油箱密封材料的性能要求越来越高，尤其是其耐介质老化性能直接关系到飞机的飞行安全和使用寿命。因此开展飞机油箱密封剂在介质中的老化性能研究，为研制耐介质油箱密封材料奠定基础。

本文选取聚硫密封剂和单组分室温硫化氟硅密封剂，分别研究其在3#喷气、燃料95#航空汽油2种常用燃料介质中的老化性能。

1 实验部分

1.1 原材料

聚硫密封剂、氟硅密封剂，北京航空材料研究院；3#喷气燃料，大庆石化；95#航空汽油，兰州石化。

1.2 密封剂试样制备

将基膏和硫化膏按比例称取，过三辊后混合均匀，制样。在温度（23±2）℃、相对湿度（50±5）%的恒温恒湿箱中硫化14 d。

1.3 性能测试

（1）常温拉伸性能：按GB/T 528—2009标准，采用电子拉力机进行测定。

（2）耐液体性能：先按HB 5272—1993标准处理试样，然后按GB/T 528—2009标准测定其拉伸性能。

（3）剥离性能：按HB5249—1993标准进行测定（刚性被粘层为铬酸阳极化铝合金，柔性材料为钢网）。

（4）质量及体积变化：按HB 5272—1993标准，采用电子天平测试。

2 结果与讨论

2.1 密封剂在3#喷气燃料中的耐油性能测试

将浸泡在3#喷气燃料中的聚硫密封剂、氟硅密封剂试样放入60 ℃烘箱中，分别在7 d、14 d、21 d后取出部分试样进行力学性能变化、质量变化及体积变化测试，实验结果如表1所示。

表1 聚硫密封剂耐3#喷气燃料前后力学及粘接性能Tab.1 Mechanical and adhesive properties of polysulfide sealant before and after ageing in 3#jet fuel

由表1可以看出，密封剂耐3#喷气燃料前后质量及体积变化均为负值，这可能是由于油类介质可从硫化胶内萃取可溶性的配合剂，如增塑剂等，导致硫化胶收缩，体积减小，据相关文献资料显示[2，3]，这也是聚硫密封剂在煤油燃料中热氧老化。由力学性能可以看出，耐油前后其拉伸强度均未有明显变化。耐油后试样的剥离强度有所下降，7 d后下降4.26%，14 d后下降16.7%，21 d后下降24.9%，这可能是由于硫化胶内的可容性物质被萃取出，影响其粘接性能。

氟硅密封剂耐3#喷气燃料前后力学及粘接性能变化如表2所示。由氟硅密封剂耐3#喷气燃料前后质量及体积变化可以看出，质量变化为负值，体积变化为正值，这是由于当密封胶浸于汽油中时，一方面汽油对聚硅氧烷的溶剂化作用，使密封胶吸收汽油而发生溶胀，另一方面在汽油中增塑剂等配合剂发生迁移[1]，密封胶的质量下降。由力学性能可以看出，随着浸油时间延长，力学性能变化不明显，同样耐油后试样的剥离强度也有所下降。

表2 氟硅密封剂耐3#喷气燃料前后力学及粘接性能Tab.2 Mechanical and adhesive properties of fluorosilicone sealant before and after ageing in 3#jet fuel

2.2 密封剂在95#航空汽油中的耐油性能测试结果

相同实验条件下测试了聚硫密封剂、氟硅密封剂试样在95#航空汽油中的耐介质性能，实验结果如表3所示。

表3 聚硫密封剂耐95#航空汽油前后力学及粘接性能Tab.3 Mechanical and adhesive properties of polysulfide sealant before and after ageing in 95#gasoline

由表3可以看出，聚硫密封剂在95#航空汽油实验条件下，质量及体积变化均为正值，说明油液渗透到密封剂中，使其膨胀，体积增大。从耐油前后力学性能的变化可以看出，耐油后聚硫试样的拉伸强度均有不同程度下降，浸泡7 d后的试样拉伸强度较未浸油试样下降16.5%，浸泡14 d后拉伸强度下降17.8%。与相同实验条件下，试样耐受3#喷气燃料相比，性能下降明显，当耐受时间达21 d时，试样溶胀严重，无法测试。

由氟硅密封剂耐95#航空汽油前后的质量及体积变化（表4）可以看出，与聚硫密封剂相同，其体积及质量均增大，但其增大的幅度比聚硫试样大，这可能是由于汽油对聚硅氧烷的溶剂化作用，使密封胶吸收大量的汽油而发生明显的溶胀。由力学性能可以看出，浸油前后其拉伸性能没有明显的变化，但其剥离强度下降明显，浸泡7 d后下降24%，14 d后下降33.8%，21 d后下降41.2%，与相同实验条件下，试样耐受3#喷气燃料相比，性能下降幅度大。

表4 氟硅密封剂耐95#航空汽油前后力学、粘接性能及质量体积变化Tab.4 Mechanical and adhesive properties of fluorosilicone sealant before and after ageing in 95#gasoline

3 结论

（1）将试样浸泡于3#喷气燃料时，聚硫密封剂与氟硅密封剂性能变化均较小，体现出较好的耐介质性能；

（2）将试样浸泡于95#航空汽油时，聚硫密封剂的质量及体积变化比氟硅密封剂要小，但其力学性能下降明显，不如氟硅密封剂；

（3）对比2种航空介质，3#航空燃料对聚硫及氟硅密封剂的老化性能影响较小。

[1]周卫清,严解洪.RTV有机硅密封胶的耐介质性[J].有机硅材料,2002,16(2):4-6.

[2]吴松华,益小苏,秦蓬波,等.聚硫密封剂在航空煤油中的老化机理[J].航空材料学报,2007,27(6): 79-82．

[3]薛金强,尚丙坤,丰美丽,等.喷气燃料热氧化机理及氧化稳定添加剂的研究进展[J].化学推进剂与高分子材料,2009,7(1):17-23,27．

Oil resistance performance of aircraft fuel tank sealant

YANG Ya-fei, YU Mei-chao, ZHANG Jian-zheng, WU Song-hua
(Beijing Institute of Aeronautical Materials, Beijing 100095, China)

In this paper, the oil (95#gasoline, 3#jet fuel) resistance performances of one-part RTV fluorosilicone sealant and polysulfide sealant were compared. The changes of mechanical properties, adhesive properties, volume and mass after immersing in the above two mediums at 60 ℃for different period (7 d、14 d、21 d) were discussed to investigate the resistance of medium ageing of the sealants. The results showed that the 3#jet fuel had small effects on the aging properties of fluorosilicone sealant and polysulfide sealant; fluorosilicone sealant had better ageing resistance than polysulfide sealant in 95#gasoline.

fluorosilicone sealant; polysulfide sealant; oil resistance performance

TQ436+.6

A

1001-5922（2017）03-0047-03

2016-10-16

杨亚飞（1982-），男，工程师。主要从事航空聚硫密封剂的研究工作。E-mail：yangyafei@yahoo.cn。