J-275中高温固化发泡胶的研制

何影翠，高唐玲，2，吴健伟，2，赵玉宇，赵汗青，付 刚，2，匡 弘，2，付春明

(1.黑龙江省科学院石油化学研究院，哈尔滨 150040；2.黑龙江省科学院高技术研究院，哈尔滨 150020)



J-275中高温固化发泡胶的研制

何影翠1，高唐玲1，2，吴健伟1，2，赵玉宇1，赵汗青1，付 刚1，2，匡 弘1，2，付春明1

(1.黑龙江省科学院石油化学研究院，哈尔滨 150040；2.黑龙江省科学院高技术研究院，哈尔滨 150020)

对J-275中高温固化发泡胶在中温120 ℃固化和在高温175 ℃固化下的物理性能、力学性能、耐液压油、润滑油及耐水煮和耐盐雾性能等进行研究。结果表明，J-275中高温固化发泡胶在两种固化温度下都显示出良好的力学性能和耐环境性能，适应了一种发泡胶双温固化的使用工艺。J-275的适用期较长，具有良好的操作工艺性。

中高温固化；发泡胶；耐液压油；耐润滑油；耐水煮

发泡胶是一种在加热过程中发泡并固化的胶黏剂，用于铝蜂窝芯和Nomex蜂窝芯的拼接[1]、网格填充和边缘补强[2]等，是航空航天领域蜂窝夹层结构复合材料的重要组成部分。发泡胶一般分为中温和高温固化两种类型，分别应用于低速和高速飞行器的使用温度环境。国内研究开发出系列化中温发泡胶，如中温固化的J-47D、J-97、SY-P9及高温固化发泡胶产品。为适应蜂窝结构材料二次固化及不同蜂窝部件组装后固化条件的需求，国外开发出既可以在120 ℃固化，又可以在175 ℃固化的中高温固化的环氧发泡胶膜，如3M公司的AF3024和Cytec公司的FM490A，具有较宽的固化工艺适应性。

本文研制了一种既可以在中温120 ℃固化，又可以在高温175 ℃固化的中高温固化的发泡胶J-275。本发泡胶为单组分环氧型膜状结构发泡胶，具有良好的力学性能和耐久、耐环境性能，又有较高的拼接强度、填充强度及工艺性能，可长期在120 ℃使用和短期在170 ℃使用。研究考察了J-275发泡胶的物理性能、在中温固化和高温固化条件下的黏结性能及耐环境性能。

1 实验部分

1.1 原材料

J-275中高温固化发泡胶；LY12CZ铝合金管，粗管外径为(25±0.1)mm，壁厚为(2.0±0.1)mm，细管外径为14 mm，壁厚(2.0±0.1)mm；ROYCO782航空液压油；飞马2号航空润滑油。

1.2 试验设备

INSTRON4505试验拉力机；INSTRON4467试验拉力机；DKU-250A型电热恒温油槽；WGD/SJ-080高低温湿热试验箱；BE-CS-60盐雾试验机；101-2-BS型电热恒温鼓风干燥箱。

1.3 分析测试方法

表面处理方法：铝合金管剪切管为按照HB/Z197-1991 结构胶黏剂铝合金磷酸阳极化工艺规范进行。发泡胶的物理性能、管剪切强度、膨胀率、流淌、挥发物含量、穿透深度、放热峰温度等测试按照GJB1480A-2005 发泡胶黏剂规范进行。

2 结果与讨论

2.1 J-275中高温固化发泡胶固化前性能

发泡胶主要用于蜂芯拼接、边缘补强、器件予埋件(钩、环、螺母等)等，发泡胶制备成膜状，在室温下具有一定的柔软性和黏附性，便于使用操作，J-275发泡胶固化前性能见表1。

表1 J-275中高温发泡胶固化前性能Tab.1 Properties of J-275 foaming adhesive before curing

从表中可以看出，在固化前，J-275中高温固化发泡胶有较好的性能，适用期较长，穿透深度较大，在不规则空间填充和蜂窝拼接时，能够适应填充和拼接的结构形状，在用于蜂窝夹层结构时，具有较好的工艺性能。

2.2 J-275中高温固化发泡胶120 ℃固化后性能

J-275 在中温120 ℃下固化后的性能见表2。

表2 J-275中高温发泡胶120 ℃固化性能Tab.2 The performance of J-275 foaming adhesive after curing at 120 ℃

从表中可以看出，在中温120 ℃下固化后，J-275的有较好的膨胀性能，管剪强度较高，可以满足高强力学性能的要求。发泡胶膜在升温固化过程中，显示出适宜的流动性和黏性，在用于不规则空间填充和蜂窝拼接时，能够对填充和拼接的截面具有良好的浸润性，提高黏结性能。

在经过耐液压油、耐润滑油、耐盐雾、耐湿热老化和耐水煮等耐环境性能实验后，J-275发泡胶仍具有较高的管剪切强度，说明具有良好的使用环境适应性。

2.3 J-275中高温固化发泡胶175 ℃固化后性能

J-275高温175 ℃固化后性能见表3。

表3 J-275中高温发泡胶175 ℃固化性能Tab.3 Performance of J-275 foam adhesive after curing at 175 ℃

从表中可以看出，J-275在175 ℃固化后，有较好的膨胀性能，膨胀率在195%，略高于120 ℃固化时的146%，其原因可能是175 ℃固化时，固化速度更快，发泡产生的泡孔也被更快地固化，体现出更高的发泡效率。相应的，由于膨胀率提高，发泡后的胶黏剂密度有所下降，但都达到了项目的指标要求。

175 ℃高温固化后的J-275发泡胶经过耐液压油、耐润滑油、耐盐雾、耐湿热老化和耐水煮等耐候实验后，同样显示出较高的管剪切强度保持率。这表明J-275发泡胶有较好的耐候性和耐环境性，可以在各种航空航天环境下使用。本发泡胶可单独使用，也可与蜂窝夹层结构用结构胶膜J-272[3]配合使用，可以适应共固化或二次固化的成型工艺条件。

3 结论

研制的J-275中高温固化发泡胶，不仅可以在中温120 ℃固化，还可以在高温175 ℃固化。在两种固化条件下，发泡胶都具有有良好膨胀性能和力学性能和耐环境性能，其中120 ℃固化的发泡胶膨胀率和剪切强度略高于175 ℃固化。发泡胶具有适宜的使用工艺性和适用期，能够满足航空航天发泡胶黏剂的各项使用要求。

[1] 乔海涛，邹贤武，齐楠.一种耐高温发泡胶的性能研究[J].粘接，2003，(05)：27-29.

[2] 李刚，崔宝军，陈维君，等.J-273高温固化发泡胶的性能研究[J].粘接，2015，(04)：65-67.

[3] 王越，张凤玲，侯丽华，等.中温固化J-272系列结构胶膜试验方法的研究[C]//2014(第五届)中国无人机大会论文集，2014.

Development of foaming adhesive J-275 curing at medium-high temperature

HE Ying-cui1,GAO Tang-ling1,2,WU Jian-wei1,2,ZHAO Yu-yu1,ZHAO Han-qing1,FU Gang1,2,KUANG Hong1,2,FU Chun-ming1

(1.Institute of Petrochemistry,Heilongjiang Academy of Sciences,Harbin 150040,China; 2.Institute of Advanced Technology,Heilongjiang Academy of Sciences,Harbin 150020,China)

The physical properties,mechanical properties and chemical resistance such as hydraulic oil,lubricating oil,water boiling and salt fog resistance for medium-high temperature curing J-275 foaming adhesive cured at 120 ℃ and 175 ℃ were studied. J-275 shows good mechanical properties and environmental resistance at both of the two curing temperature and is appropriate for double curing processes. J-275 possesses a good process ability and long pot life.

Medium-high temperature curing; Foaming adhesive; Hydraulic oil resistance; Lubricating oil resistance; Water boiling resistance

2017-01-12

何影翠(1979-)，女，硕士，助理研究员。

吴健伟(1966-)，男，高级研究员，博士，e-mail：wujianwei2347@163.com。

TQ430.1

A

1674-8646(2017)06-0006-02