专利名称：一种易磨硅橡胶涂层的制备方法
技术领域：
本发明涉及硅橡胶涂层的制备方法，特别涉及一种易磨硅橡胶涂层的制备方法。
背景技术：
硅橡胶以线型聚硅氧烷为基体，线型聚硅氧烷的分子主链以硅氧原子交替组成， 硅氧键键能比其它高分子化合物的碳碳键能高很多，因此硅橡胶具有很高的耐热性，在较 宽的温度范围使用，可以通过加入填料的方法达到提高硅橡胶的耐撕裂性能、强度以及硬 度的目的。目前在航空发动机技术领域，通常采用加入填料的硅橡胶做叶片密封和保护内环 的涂层，然而现有的叶片涂层在提高弹性的同时，胶接强度不高，耐撕裂性能很差，不能满 足航空发动机的要求。在发动机高压压气机静止组件的内环上需要一层硅橡胶涂层，在发动机工作时， 金属叶片与硅橡胶摩擦，涂层的厚度偏差为士0. 1mm，直接模压无法保证设计尺寸，因此涂 层成型后还需进行机械加工。现有的采用缩合反应型硅橡胶的叶片涂层弹性较好，但硬度 低，与金属的粘接强度低，无法进行机械加工。
发明内容
针对现有硅橡胶涂层的综合性能问题，本发明提供一种易磨硅橡胶涂层的制备方 法。本发明的方法按以下步骤进行1、将粒度小于300目的空心玻璃微珠干燥去除水分。2、将钛酸正丁酯与KH-550溶于乙醇中，然后在搅拌条件下加热回流反应，反应获 得的沉淀为TH粘附促进剂。3、将气相二氧化硅和干燥后的空心玻璃微珠放入107硅橡胶中，将物料搅拌均勻 后依次加入二甲基硅油、二氧化铯和TH粘附促进剂并搅拌均勻。4、加入正硅酸乙酯并搅拌均勻，然后加入二丁基二月桂酸锡并搅拌均勻，制成硅 橡胶，加入的各物料占全部物料的重量百分比为107硅橡胶25 50%，正硅酸乙酯2 15%，TH粘附促进剂1 8%，二丁基二月桂酸锡0. 1 2%，气相二氧化硅1 10%，二甲 基硅油1 10%，二氧化铯2 15%，空心玻璃微珠5 15%。5、在夹具表面涂覆脱模剂，将待涂覆涂层的基体用夹具固定，要求夹具将基体完 全覆盖，通过夹具上的孔隙将上述硅橡胶填充到夹具和基体之间，然后固化，在基体上获得 易磨硅橡胶涂层。上述方法中易磨硅橡胶涂层的厚度为3 10mm，涂层的厚度根据夹具与基体之间 的空隙设定。上述方法中的固化是指在常温条件下静置至少24h，或者在100 120°C条件下加 热固化3 5h。
上述的易磨硅橡胶涂层的拉伸强度为4. 8 6MPa，断裂伸长率220 270%，邵尔 A型硬度65 75度，剪切强度3 4MPa。本发明的易磨硅橡胶涂层具有加工方法简单，比重小的优点，经过内环涂覆后试 验，在叶片高速旋转的情况下，能够保证钛合金叶片不受损伤，同时具有良好的密封效果， 能够满足航空发动机行业的要求。
具体实施例方式本发明实施例中采用的107硅橡胶、正硅酸乙酯、二丁基二月桂酸锡、气相二氧化 硅、二甲基硅油、二氧化铯、空心玻璃微珠、钛酸正丁酯和KH-550均为市购产品。本发明实施例中的脱模剂选用市售凡士林。本发明实施例中采用的夹具为带有注射空洞密封夹具。本发明实施例中涂料填充的方法是将配制好的涂料放到密闭的储胶罐中，用手动 液压泵把涂料从储胶罐中通过注射孔推压到夹具与基体的间隙中。实施例1将粒度小于300目的空心玻璃微珠干燥去除水分。将钛酸正丁酯与KH-550溶于乙醇中，然后在搅拌条件下加热回流反应，反应获得 的沉淀为TH粘附促进剂。将气相二氧化硅和干燥后的空心玻璃微珠放入107硅橡胶中，将物料搅拌均勻后 依次加入二甲基硅油、二氧化铯和TH粘附促进剂并搅拌均勻。加入正硅酸乙酯并搅拌均勻，然后加入二丁基二月桂酸锡并搅拌均勻，制成硅橡 胶，加入的各物料占全部物料的重量百分比为107硅橡胶25%，正硅酸乙酯15%，TH粘附 促进剂8%，二丁基二月桂酸锡2%，气相二氧化硅10%，二甲基硅油10%，二氧化铯15%， 空心玻璃微珠15%。在夹具表面涂覆脱模剂，要求脱模剂将夹具完全覆盖。将待涂覆涂层的基体用夹具固定，要求夹具将基体完全覆盖，并且夹具与基体之 间涂覆有脱模剂，通过夹具上的孔隙将上述硅橡胶填充到夹具和基体之间，然后在常温下 静置24h固化，在基体上获得易磨硅橡胶涂层，涂层厚度为3mm，涂层的拉伸强度为5. 4MPa, 断裂伸长率240%，邵尔A型硬度70度，剪切强度3. 5MPa。采用涂覆有上述硅橡胶涂层的内环进行试验，在叶片高速旋转的情况下，能够保 证叶片不受损伤，同时具有良好的密封效果。实施例2将粒度小于300目的空心玻璃微珠干燥去除水分。将钛酸正丁酯与KH-550溶于乙醇中，然后在搅拌条件下加热回流反应，反应获得 的沉淀为TH粘附促进剂。将气相二氧化硅和干燥后的空心玻璃微珠放入107硅橡胶中，将物料搅拌均勻后 依次加入二甲基硅油、二氧化铯和TH粘附促进剂并搅拌均勻。加入正硅酸乙酯并搅拌均勻，然后加入二丁基二月桂酸锡并搅拌均勻，制成硅橡 胶，加入的各物料占全部物料的重量百分比为107硅橡胶50%，正硅酸乙酯2%，TH粘附促
进剂1%，二丁基二月桂酸锡1%，气相二氧化硅9%，二甲基硅油9%，二氧化铯14%，空心玻璃微珠14%。在夹具表面涂覆脱模剂，要求脱模剂将夹具完全覆盖。将待涂覆涂层的基体用夹具固定，要求夹具将基体完全覆盖，并且夹具与基体之 间涂覆有脱模剂，通过夹具上的孔隙将上述硅橡胶填充到夹具和基体之间，然后在常温下 静置24h固化，在基体上获得易磨硅橡胶涂层，涂层厚度为5mm，涂层的拉伸强度为5. OMPa, 断裂伸长率220%，邵尔A型硬度72度，剪切强度3. 8MPa。采用涂覆有上述硅橡胶涂层的内环进行试验，在叶片高速旋转的情况下，能够保 证叶片不受损伤，同时具有良好的密封效果。实施例3将粒度小于300目的空心玻璃微珠干燥去除水分。将钛酸正丁酯与KH-550溶于乙醇中，然后在搅拌条件下加热回流反应，反应获得 的沉淀为TH粘附促进剂。将气相二氧化硅和干燥后的空心玻璃微珠放入107硅橡胶中，将物料搅拌均勻后 依次加入二甲基硅油、二氧化铯和TH粘附促进剂并搅拌均勻。加入正硅酸乙酯并搅拌均勻，然后加入二丁基二月桂酸锡并搅拌均勻，制成硅橡 胶，加入的各物料占全部物料的重量百分比为107硅橡胶53%，正硅酸乙酯13%，TH粘附促 进剂5. 9%，二丁基二月桂酸锡0. 1%，气相二氧化硅1%，二甲基硅油5%，二氧化铯12%， 空心玻璃微珠10%。在夹具表面涂覆脱模剂，要求脱模剂将夹具完全覆盖。将待涂覆涂层的基体用夹具固定，要求夹具将基体完全覆盖，并且夹具与基体之 间涂覆有脱模剂，通过夹具上的孔隙将上述硅橡胶填充到夹具和基体之间，然后在100°c 条件下加热5h固化，在基体上获得易磨硅橡胶涂层，涂层厚度为7mm，涂层的拉伸强度为 5. 6MPa,断裂伸长率270%，邵尔A型硬度74度，剪切强度3. 6MPa。采用涂覆有上述硅橡胶涂层的内环进行试验，在叶片高速旋转的情况下，能够保 证叶片不受损伤，同时具有良好的密封效果。实施例4将粒度小于300目的空心玻璃微珠干燥去除水分。将钛酸正丁酯与KH-550溶于乙醇中，然后在搅拌条件下加热回流反应，反应获得 的沉淀为TH粘附促进剂。将气相二氧化硅和干燥后的空心玻璃微珠放入107硅橡胶中，将物料搅拌均勻后 依次加入二甲基硅油、二氧化铯和TH粘附促进剂并搅拌均勻。加入正硅酸乙酯并搅拌均勻，然后加入二丁基二月桂酸锡并搅拌均勻，制成硅橡 胶，加入的各物料占全部物料的重量百分比为107硅橡胶64%，正硅酸乙酯12%，TH粘附
促进剂4 %，二丁基二月桂酸锡1 %，气相二氧化硅8 %，二甲基硅油1 %，二氧化铯2 %，空心 玻璃微珠8%。在夹具表面涂覆脱模剂，要求脱模剂将夹具完全覆盖。将待涂覆涂层的基体用夹具固定，要求夹具将基体完全覆盖，并且夹具与基体之 间涂覆有脱模剂，通过夹具上的孔隙将上述硅橡胶填充到夹具和基体之间，然后在110°C 条件下加热4h固化，在基体上获得易磨硅橡胶涂层，涂层厚度为9mm，涂层的拉伸强度为5. 2MPa,断裂伸长率240 %，邵尔A型硬度72度，剪切强度3. OMPa0采用涂覆有上述硅橡胶涂层的内环进行试验，在叶片高速旋转的情况下，能够保 证叶片不受损伤，同时具有良好的密封效果。实施例5将粒度小于300目的空心玻璃微珠干燥去除水分。将钛酸正丁酯与KH-550溶于乙醇中，然后在搅拌条件下加热回流反应，反应获得 的沉淀为TH粘附促进剂。将气相二氧化硅和干燥后的空心玻璃微珠放入107硅橡胶中，将物料搅拌均勻后 依次加入二甲基硅油、二氧化铯和TH粘附促进剂并搅拌均勻。加入正硅酸乙酯并搅拌均勻，然后加入二丁基二月桂酸锡并搅拌均勻，制成硅橡 胶，加入的各物料占全部物料的重量百分比为107硅橡胶56%，正硅酸乙酯10%，TH粘附 促进剂7 %，二丁基二月桂酸锡1 %，气相二氧化硅5 %，二甲基硅油6 %，二氧化铯10 %，空 心玻璃微珠5%。在夹具表面涂覆脱模剂，要求脱模剂将夹具完全覆盖。将待涂覆涂层的基体用夹具固定，要求夹具将基体完全覆盖，并且夹具与基体之 间涂覆有脱模剂，通过夹具上的孔隙将上述硅橡胶填充到夹具和基体之间，然后在120°C 条件下加热3h固化，在基体上获得易磨硅橡胶涂层，涂层厚度为10mm，涂层的拉伸强度为 4. 8MPa,断裂伸长率260%，邵尔A型硬度73度，剪切强度3. 3MPa。采用涂覆有上述硅橡胶涂层的内环进行试验，在叶片高速旋转的情况下，能够保 证叶片不受损伤，同时具有良好的密封效果。
权利要求
一种易磨硅橡胶涂层的制备方法，其特征在于按以下步骤进行(1)将粒度小于300目的空心玻璃微珠干燥去除水分；(2)将钛酸正丁酯与KH-550溶于乙醇中，然后在搅拌条件下加热回流反应，反应获得的沉淀为TH粘附促进剂；(3)将气相二氧化硅和干燥后的空心玻璃微珠放入107硅橡胶中，将物料搅拌均匀后依次加入二甲基硅油、二氧化铯和TH粘附促进剂并搅拌均匀；(4)加入正硅酸乙酯并搅拌均匀，然后加入二丁基二月桂酸锡并搅拌均匀，制成硅橡胶，加入的各物料占全部物料的重量百分比为107硅橡胶25～50％，正硅酸乙酯2～15％，TH粘附促进剂1～8％，二丁基二月桂酸锡0.1～2％，气相二氧化硅1～10％，二甲基硅油1～10％，二氧化铯2～15％，空心玻璃微珠5～15％；(5)在夹具表面涂覆脱模剂，将待涂覆涂层的基体用夹具固定，要求夹具将基体完全覆盖，通过夹具上的孔隙将上述硅橡胶填充到夹具和基体之间，然后固化，在基体上获得易磨硅橡胶涂层。
2.根据权利要求1所述的一种易磨硅橡胶涂层的制备方法，其特征在于所述的易磨硅 橡胶涂层的厚度为3 10mm。
3.根据权利要求1所述的一种易磨硅橡胶涂层的制备方法，其特征在于所述的固化是 指在常温条件下静置至少24h，或者在100 120°C条件下加热固化3 5h。
全文摘要
一种易磨硅橡胶涂层的制备方法，按以下步骤进行将粒度小于300目的空心玻璃微珠干燥；将钛酸正丁酯与KH-550溶于乙醇中，回流反应获得TH粘附促进剂；将气相二氧化硅和空心玻璃微珠放入107硅橡胶中，依次加入二甲基硅油、二氧化铯和TH粘附促进剂并搅拌均匀；加入正硅酸乙酯并搅拌均匀，加入二丁基二月桂酸锡并搅拌均匀，制成硅橡胶；在夹具表面涂覆脱模剂，将待涂覆涂层的基体用夹具固定，要求夹具将基体完全覆盖，将硅橡胶填充到夹具和基体之间，然后固化。本发明的易磨硅橡胶涂层具有制备方法简单，涂层的密度小，便于维修等特点，能够满足航空发动机行业的要求。
文档编号C09D183/04GK101885946SQ20101022842
公开日2010年11月17日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者刘芳, 杨坚, 王景锋, 马羽飞 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司