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室温固化有机硅柔性环氧树脂粘接剂制备.docx
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室温固化有机硅柔性环氧树脂粘接剂制备.docx
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摘要
利用单环氧基硅氧烷与低黏度羟基硅油的缩合反应制备了环氧封端有机硅,利用该环氧封端有机硅
与双酚 A 环氧的缩合反应制备了有机硅接枝改性环氧,通过有机硅改性双酚 A 型环氧树脂,大大
提高了环氧树脂的柔韧性,配合低分子量聚酰胺树脂固化剂制备了室温固化的无溶剂型环氧树脂粘
接剂,该粘接剂对丁腈橡胶具有良好的渗透性和粘接性。粘接剂的本体强度为 5.2 MPa,断裂伸长
率为 125%,粘接剥离强度为 4.78 N/mm,可应用于固体火箭发动机绝热层丁腈橡胶的粘接。
Abstract
Epoxy capped organosilicon was prepared by condensation reaction of mono-epoxy
siloxane and low viscosity hydroxyl silicone oil. Silicone grafted epoxy resin was
prepared by condensation reaction of the epoxy terminated silicone and epoxy of
bisphenol A. The flexibility of epoxy resin was greatly improved by silicone modified
epoxy resin of bisphenol A. Low molecular weight polyamide resin curing agent was
used to prepare epoxy resin room temperature curing solvent-free epoxy resin
adhesive, which has good permeability and adhesion to nitrile butadiene rubber
(NBR). The results show that the bulk strength of the adhesive is 5.2 MPa, the
elongation at break is 125%, and the adhesive peel strength is 4.78 N/mm, which
can be applied to the bonding of NBR for solid rocket motor insulation.
译
关键词
有机硅; 丁腈橡胶; 火箭发动机; 粘接; 环氧树脂
Keywords
silicone; nitrile butadiene rubber(NBR); rocket engine; bonding; epoxy resin
译
绝热层的粘接可靠性是固体火箭发动机工作可靠性的必要条件,绝热层脱粘缺陷的存在会显著缩短
发动机的寿命,甚至可能会导致航天器飞行失败等灾难性事故
[ 1]
。据统计,国外导致飞行失败的
固体发动机中有近 1/3 是因为界面脱粘造成的
[ 2, 3 ]
。目前广泛应用的固体火箭发动机绝热层材料
主要有丁腈橡胶(nitrile butadiene rubber,NBR)、三元乙丙橡胶(ethylene propylene diene
monomer,EPDM)和硅橡胶
[ 4-7]
等,其中丁腈橡胶是应用较广的一种绝热材料
[ 8-10]
,在多个型
号发动机中均已批量化应用。为保证发动机的可靠性,丁腈橡胶的粘接材料及粘接技术是固体火箭
发动机绝热技术中的重要一环
[ 11]
。由于固体火箭发动机的特殊应用工况,其对粘接剂的性能要求
和使用工艺要求也较为特别。由于推进剂材料的高度敏感性
[ 12]
,粘接剂要求室温固化,此外,还
要求粘接剂具有良好的韧性,以适应发动机储存及运输过程中产生的形变。为保证粘接可靠性,粘
接材料不允许含有溶剂等小分子物质,以避免在粘接界面形成气泡。
针对丁腈橡胶体系的粘接,研究人员开发了不同的粘接材料,主要包括环氧树脂体系、酚醛树脂体
系、聚氨酯体系、丙烯酸酯体系、丁腈橡胶粘接剂体系等。然而,这些体系都存在各自的弊端,不
能完全满足固体火箭发动机丁腈橡胶绝热层的粘接,如环氧树脂体系存在韧性低
[ 13]
、固化热大的
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