一种聚硫密封胶及其制备方法和应用与流程

本发明属于密封胶，具体涉及一种聚硫密封胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、航空材料是飞机性能不断提高、发展的基本保障；其中，飞机油箱密封胶起着重要作用，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也越来越高。目前常用的飞机油箱密封胶为聚硫密封胶，聚硫密封胶具有良好的气密、水密性能，还具有优异的耐燃油性，因此是飞机整体油箱的理想密封材料；另外，随着航空工业的发展，轻量化也已经成为现代航空材料的重要指标之一，因此，进一步降低聚硫密封胶的密度也具有较高的应用价值。

2、双组分聚硫密封胶分为主剂和固化剂，两个组分在充分混合后进行反应，从而硫化成型。cn105385406a公开了一种室温硫化双组分聚硫醚密封剂、其制备和使用方法；它由甲乙两组分构成，甲组分和乙组分的重量比为8:1～10:1；制备的步骤如下：处理低密度填料；配制甲组分；配制乙组分；该发明提出了一种室温硫化双组分聚硫醚密封剂、其制备和使用方法，能在保持密度低于1.30g/cm3的基础上，提高了密封剂的力学性能、耐老化性能和耐热性能，满足了飞机密封的长寿命要求。

3、但是，随着现代航空工业的发展，混合后密封胶的可操作时间(开放时间)以及固化时间成为了影响飞机油箱生产节拍的重要因素，因此更长的开放时间以及更短的固化时间，成为了重要的发展方向，但是目前现有技术中提供的聚硫密封胶一般都是开放时间越长则固化时间越久，无法满足长开发时间同时快速固化的需求。

4、因此，急需开发一种开放时间较长且固化时间较短的聚硫密封胶，以弥补上述技术领域的空缺。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种聚硫密封胶及其制备方法和应用，所述聚硫密封胶的固化呈现先慢后快的特点，进而在固化开始前期具有较长的开放时间，便于操作，一旦开始固化后则速度较快，进而整体固化时间较短，适合作为飞机油箱密封胶进行使用。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种聚硫密封胶，所述聚硫密封胶包括a组分和b组分；

4、所述a组分包括端巯基液体聚硫橡胶、扩链剂和附着力促进剂；

5、所述扩链剂由非线性小分子二元醇和3-巯基丙酸反应得到；

6、所述b组分包括二氧化锰、促进剂和硫化抑制剂。

7、本发明提供的聚硫密封胶包括a组分和b组分，所述a组分作为基膏组分，包括端巯基液体聚硫橡胶、扩链剂和附着力促进剂，所述b组分作为硫化剂组分，包括二氧化锰、促进剂和硫化抑制剂；通过上述特定的a组分和b组分进行搭配，并重点限定上述a组分中的扩链剂由非线性小分子二元醇和3-巯基丙酸反应得到，使得到的聚硫密封胶的固化呈现先慢后快的特点，即将a组分和b组分进行混合后不会立即发生固化，可以给操作人员留出了足够长的操作时间(开放时间较长)，但是一旦开始固化后固化速度较快，进而可以保证整体固化的时间较短；同时固化后的胶膜还具有较高的拉伸强度和断裂伸长率，且与基材还具有较高的粘结强度。

8、优选地，所述a组分按照重量份包括如下组分：

9、端巯基液体聚硫橡胶           30～60重量份；

10、扩链剂                       5～15重量份；

11、附着力促进剂                 0.5～2重量份。

12、其中，所述端巯基液体聚硫橡胶可以为35重量份、40重量份、45重量份、50重量份、55重量份或60重量份等。

13、所述扩链剂可以为6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份或14重量份等。

14、所述附着力促进剂可以为0.7重量份、0.9重量份、1.1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.7重量份或1.9重量份等。

15、优选地，所述端巯基液体聚硫橡胶中巯基的质量百分含量为0.5～3％，例如0.7％、0.9％、1.3％、1.5％、1.7％、1.9％、2.2％、2.4％、2.6％或2.8％等，进一步优选为1～2％。

16、优选地，所述非线性小分子二元醇包括支链脂肪族二元醇。

17、优选地，所述支链脂肪族二元醇包括1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-戊二醇、2,4-戊二醇、2-甲基-1,4-丁二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、2-甲基-1,5-戊二醇、3-甲基-1,5戊二醇、2-乙基-1,4-丁二醇、1,2-辛二醇、3,6-辛二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2,7-二甲基-3,6-辛二醇中、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇或三丙二醇中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇或2-乙基-1,3-己二醇或二乙二醇中的任意一种或至少两种的组合，更进一步优选为2-乙基-1,3-己二醇。

18、优选地，所述非线性小分子二元醇和3-巯基丙酸反应的过程中还添加有催化剂和吸水剂。

19、优选地，所述催化剂包括甲基磺酸。

20、优选地，所述吸水剂包括4a分子筛、吸水硅胶或吸水树脂中的任意一种或至少两种的组合。

21、优选地，所述附着力促进剂由氨基硅烷偶联剂与环氧基硅烷偶联剂反应得到。

22、优选地，所述氨基硅烷偶联剂和环氧基硅烷偶联剂的质量比为1:0.8～1.2，例如1:0.85、1:0.9、1:0.95、1:1、1:1.05、1:1.1或1:1.15。

23、优选地，所述氨基硅烷偶联剂包括n-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-苯基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-苯氨基甲基三甲氧基硅烷、n-苯氨基甲基三乙氧基或γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。

24、优选地，所述环氧基硅烷偶联剂包括邻甲苯基缩水甘油醚、对甲苯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、三苯甲基-(s)-缩水甘油醚和间苯二酚二缩水甘油醚或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。

25、优选地，所述a组分还包括20～40重量份(例如22重量份、24重量份、26重量份、28重量份、30重量份、32重量份、34重量份、36重量份或38重量份等)的填料。

26、优选地，所述填料包括碳酸钙、二氧化硅、滑石粉、高岭土、粘土、膨润土或氢化蓖麻油中的任意一种或至少两种的组合。

27、优选地，所述a组分还包括不高于5重量份(例如4.8重量份、4.6重量份、4.4重量份、4.2重量份、4重量份、3.8重量份、3.6重量份、3.4重量份、3.2重量份或3重量份等)的空心玻璃微珠和/或空心塑料微球。

28、优选地，所述a组分还包括2～5重量份(例如2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份等)的白炭黑。

29、优选地，所述a组分还包括5～15重量份(例如6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份或14重量份等)的增塑剂。

30、优选地，所述增塑剂包括烷基磺酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯、己二酸二异丁酯、己二酸二辛酯、己二酸二异癸酯、己二酸二丁氧基乙酯、壬二酸二正辛酯、癸二酸二异丁酯、癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、环己烷二羧酸二异癸基酯、环己烷二羧酸二异壬基酯、磷酸三甲苯酯或磷酸三辛酯中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为邻苯二甲酸二异癸酯和/或邻苯二甲酸二异壬酯。

31、优选地，所述b组分按照重量份包括如下组分：

32、

33、其中，所述二氧化锰可以为32重量份、34重量份、36重量份、38重量份、40重量份、42重量份、44重量份、46重量份或48重量份等。

34、所述促进剂可以为2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份等。

35、所述硫化抑制剂可以为1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份等。

36、优选地，所述二氧化锰为活性二氧化锰。

37、优选地，所述促进剂包括为醛胺类促进剂、胍类促进剂、秋兰姆类促进剂、噻唑类促进剂、二硫代氨基甲酸盐类促进剂、黄原酸盐类促进剂、硫脲类促进剂或次磺酰胺类促进剂中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为胍类促进剂和二硫代氨基甲酸盐类促进剂的组合。

38、优选地，所述硫化抑制剂包括辛酸、癸酸、月桂酸、豆蔻酸、软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸或花生酸中的任意一种或至少两种的组合。

39、优选地，所述b组分还包括20～40重量份(例如22重量份、24重量份、26重量份、28重量份、30重量份、32重量份、34重量份、36重量份或38重量份等)的增塑剂。

40、优选地，所述增塑剂包括烷基磺酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯(txib)、己二酸二异丁酯(diba)、己二酸二辛酯(doa)、己二酸二异癸酯(dida)、己二酸二丁氧基乙酯(dbea)、壬二酸二正辛酯(doz)、癸二酸二异丁酯(dids)、癸二酸二辛酯(dos)、邻苯二甲酸二异辛酯(diop)、邻苯二甲酸二异癸酯(didp)、邻苯二甲酸二异壬酯(dinp)、环己烷二羧酸二异癸基酯(didch)、环己烷二羧酸二异壬基酯(dinch)、磷酸三甲苯酯或磷酸三辛酯中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为邻苯二甲酸二异癸酯和/或邻苯二甲酸二异壬酯。

41、优选地，所述b组分还包括3～7重量份(例如3.5重量份、4重量份、4.5重量份、5重量份、5.5重量份、6重量份或6.5重量份等)的炭黑。

42、优选地，所述炭黑包括热解炭黑、炉墨炭黑、气相法炭黑或油炉法炭黑中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为油炉法炭黑。

43、优选地，所述b组分包括20～40重量份(例如22重量份、24重量份、26重量份、28重量份、30重量份、32重量份、34重量份、36重量份或38重量份等)的填料。

44、优选地，所述填料包括碳酸钙、二氧化硅、滑石粉、高岭土、粘土、膨润土或氢化蓖麻油中的任意一种或至少两种的组合。

45、优选地，所述b组分还包括1～5重量份(例如1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份等)的抗氧剂。

46、优选地，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂的组合。

47、优选地，所述主抗氧剂包括芳香胺类抗氧剂和/或受阻酚类抗氧剂。

48、优选地，所述芳香族类抗氧剂包括二芳基仲胺、对苯二胺和酮胺或醛胺中的任意一种或至少两种的组合。

49、优选地，所述受阻酚类抗氧剂包括2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、抗氧剂1010或抗氧剂1076中的任意一种或至少两种的组合。

50、优选地，所述辅助抗氧剂包括硫代酯、亚磷酸酯或金属离子钝化剂中的任意一种或至少两种的组合。

51、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述聚硫密封胶的制备方法，所述制备方法包括：

52、将端巯基液体聚硫橡胶、扩链剂、附着力促进剂、任选地填料、任选地白炭黑、任选地增塑剂、任选地空心玻璃微珠和任选空心塑料微球进行混合，得到a组分；

53、将二氧化锰、促进剂、硫化抑制剂、任选地增塑剂、任选地填料、任选地炭黑和任选地抗氧剂进行混合，得到b组分。

54、第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的聚硫密封胶在航空制品粘结中的应用。

55、优选地，所述航空制品包括飞机油箱。

56、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

57、本发明提供的聚硫密封胶包括a组分和b组分，所述a组分包括端巯基液体聚硫橡胶、扩链剂和附着力促进剂，所述b组分包括二氧化锰、促进剂和硫化抑制剂，且所述扩链剂由非线性小分子二元醇和3-巯基丙酸反应得到；通过采用上述特定的a组分和b组分进行搭配，并限定所述扩链剂由非线性小分子二元醇和3-巯基丙酸反应得到，使得到的聚硫密封胶具有开放时间长以及固化时间短的优势，同时固化后的胶膜具有较高的强度和韧性，与基材具有较高的附着力，适合用于飞机油箱的粘结。