航空聚硫密封剂国内外测试方法对比研究

邢祎琳，刘 刚，唐 蒙

（中国航空工业第一飞机设计研究院，陕西 西安 710089）

航空聚硫密封剂国内外测试方法对比研究

邢祎琳，刘 刚，唐 蒙

（中国航空工业第一飞机设计研究院，陕西 西安 710089）

分析了航空聚硫密封剂活性期、硫化期、转配期、拉伸性能和剥离强度的国内外测试方法之差异。研究结果表明，航空聚硫密封剂活性期建议采用航标测试，硫化期和装配期可采用美标取代航标，拉伸强度和剥离强度美标的测试方法与国内差别不大，对测试结果影响较小。

航空；聚硫；密封剂；测试方法

密封剂材料在性能测试时，国内主要采用航标（HB）进行测试，国外则采用美国宇航标准（AS）进行测试，由于国内外测试方法存在差异，因此不能客观地判断国内外材料性能的差异。同时，国外材料在国内入库测试时，面临着无法测试的问题。因此，需要对国内外测试方法进行对比，以便全面了解国内外测试密封剂材料方法的差异，对材料性能进行客观评价，以便为材料的出入库检验以及国内外方法的转换提供客观依据。

1 实验部分

1.1 实验材料

试验选取北京航空材料研究院的低密度改性聚硫密封剂（HM113 B-2），低粘附力改性聚硫密封剂（HM114A-2）和贴合面改性聚硫密封剂（HM116C-8）（包含A、B、C类典型规格），对比国内外试验方法可知，测试方法存在差异的测试项目主要为：活性期、硫化期、装配期、拉伸性能和剥离性能。因此对上述密封剂分别进行工艺性能及力学性能的对比测试，其中力学强度均为标准固化状态，剥离试样均采用表面钝化TC4钛合金。

1.2 测试方法

测试方法分别选用航标和美国宇航标准AS5127《Aerospace Standard Test Methods for Aerospace Sealants Two-Component Synthetic Rubber Compounds》[1]。具体测试方法详见表1所示。

表1 国内外测试方法Tab.1 Domestic and abroad test methods

2 国内外测试方法及结果差异分析

2.1 测试结果

针对测试标准存在不一致的情况，分别对上述3个批次密封剂采用2种测试标准进行测试。具体试验结果如表2～4所示。

2.2 测试结果分析

2.2.1 活性期测试结果分析

由表2～4可以看出，B类和C类密封剂的活性期在满足美标的情况下采用手挑法测试结果偏大，一般来说，在美标达到活性期时挤出的密封剂质量越多，相应的手挑法活性期越长，但2者并非线性关系。造成这种区别的原因是HB 5241—1993《室温硫化密封剂活性期试验方法（稠度法）》和手挑法的测试结果是一个具体的活性期时间，但是由于测试过程的控制没有直观数值，因此会因操作人员熟练程度的不同而导致终点判断不一致，误差偏大，但是此法简单易行，在目前各航空工厂广泛应用。AS5127/1（5.6）的黏度法和挤出法的测试结果仅仅是判断指标是否合格，但是由于该方法具有直观的判断标准，因此人为误差较小，精确度较高。只是由于黏度法和挤出法测试较为复杂，除民机转包部门，国内航空厂家鲜有应用。

表2 HM113B-2 2种测试标准批次稳定性对比Tab.2 Comparison of property repeatability results obtained by using two test methods for three batchs of HM113 B-2 sealant

表3 HM114A-2 2种测试标准批次稳定性对比Tab.3 Comparison of property repeatability results obtained by using two test methods for three batchs of HM114 A-2 sealant

表4 HM116C-8 2种测试标准批次稳定性对比Tab.4 Comparison of property repeatability results obtained by using two test methods for three batchs of HM116 C-8 sealant

2.2.2 硫化期测试结果分析

由表2～4硫化期测试结果可以看出，应用HB5244—1993《室温硫化密封剂硫化期试验方法》测试所得结果与用AS5127/1（5.9）法测试所得结果有较大区别，造成这种区别的原因是航标的测试方法是通过测试不同时间点的硬度值，然后通过作图法或计算法得到实际的硫化期时间。该方法得到的硫化期时间是一个理论时间，与实际时间有差别，目前国内较少采用。美标的测试方法是在规定硫化期时间内测试密封剂的硬度是否达到规定硬度来判断是否达到硫化期，得到的结果是一个是否合格的判断。因此，相对硫化期测试结果的对比而言，航标测试的硫化期越短，在美标测试时达到规定硫化期的硬度就越大，但同样并非线性关系。

2.2.3 装配期测试结果分析

由表2～4装配期测试结果可以看出，在美标AS5127/1（5.7）测试达到的装配期时，胶层厚度越小，对应的HB 5245—1993《室温硫化密封剂施工期试验方法》测试结果就越长。造成这种区别的原因是，航标试验方法是通过多次测试不同时间贴合面试样密封剂厚度的，然后通过作图法或计算法得出密封剂层厚度在0.13 mm的具体时间，该方法测得的装配期是一个理论时间，所以目前国内航空工厂没有采用此法。美标的方法则是在规定的装配期时间内测试密封剂在贴合面之间的厚度是否小于0.13 mm，得出的是一个是否合格的判断。

2.2.4 拉伸强度和断裂伸长率测试结果分析

由表2～4拉伸强度和断裂伸长率测试结果可以看出，采用HB 5272—1993《室温硫化密封剂耐液体试验方法》和HB 5274—1993《室温硫化密封剂热空气加速老化试验方法》以及美标AS5127/1（7.7）进行测试的结果区别较小，造成这种结果的原因是美标和航标方法制备的试片均采用压片的方法，测试方法对测试结果的影响较小。

2.2.5 剥离强度测试结果分析

由表2～4的剥离强度测试结果可以看出，采用HB 5249—1993《室温硫化密封剂180°剥离强度试验方法》与美国宇航材料标准AS5127/1（8）相比，测试的剥离强度结果基本一致。HB 5249在测试时采取的是切三刀的方式，每一刀必须切到粘接基材表面，记录剥离负荷的峰值不少于10个，然后计算算术平均值作为密封剂的剥离强度。由于HB 5249规定在一个75 mm宽的试板上切取3个25 mm宽的试样，因此不可避免地靠近2边的2个试样存在边界效应，会有边界脱粘等情况发生，影响实际测试效果。美标的测试方法与HB 5249基本一致，主要区别在于切取试样的方法和记录峰值的方法。美标规定在69.8 mm的试板上取2个25.4 mm宽的试样，而且距2边均有一定距离，基本避免了边界效应。在记录峰值时，美标仅规定记录峰值，但没有规定记录几个峰值。

3 结论

（1）美标的活性期测试标准由于挤出法和黏度法在国内应用较少，而且相对复杂，国内可以用手挑法代替。

（2）在硫化期和装配期的测试方面，美标规定的测试方法简单易行，节省人工，可以取代国内密封剂的航标测试方法。

（3）美标的拉伸性能测试方法与国内差别不大，对测试结果也影响不大。

（4）美标的剥离性能测试方法排除了边界效应问题，虽然目前在密封剂的测试上与航标基本一致，但从理论上更为完善，可以取代航标作为国内密封剂对应的测试方法。

[1]Aerospace Standard Test Methods for Aerospace Sealants Two-Component Synthetic Rubber Compounds[S].AS5127,2009

[2]室温硫化密封剂活性期试验方法（稠度法）[S].HB 5241,1993.

[3]室温硫化密封剂硫化期试验方法[S].HB 5244,1993.

[4]室温硫化密封剂施工期试验方法[S].HB 5245,1993.

[5]室温硫化密封剂标准试片制备方法[S].HB 5246,1993.

[6]室温硫化密封剂“T”形剥离强度试验方法[S].HB 5248,1993.

[7]室温硫化密封剂180°剥离强度试验方法[S].HB 5249,1993.

Comparison between domestic and abroad test methods for polysulfide aircraft sealants

XING Yi-lin, LIU Gang, TANG Meng
(The First Aircraft Institute of AVIC, Xi'an, Shaanxi 710089, China)

The paper analyzed the differences between domestic and abroad test methods of the application time,standard cure time, assembly time, tensile strength and peel strength for polysulfide aircraft sealants. It was evidenced that the application time can be tested by using the HB standard, the standard cure time and assembly time can be tested by using the AS5127 standard. It was also found that there is no obvious difference between domestic and abroad test methods for the tensile strength and peel strength.

aviation; polysulfide; sealant; test method

TQ436+.6

A

1001-5922（2017）12-0049-04

2016-07-04

邢祎琳（1985-），女，硕士，工程师。主要从事航空非金属材料的设计与研究工作。E-mail：sipv6@163.com。