[发明专利]一种发动机包容环用聚合矿物填缝剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种室温固化型发动机包容环用聚合矿物填缝剂，包含面胶和底胶，其中面胶为双组分材料构成的腻子状材料，A组分由双酚A型环氧树脂、丁氰橡胶和三氧化二铝组成；B组分由聚酰胺树脂、脂肪族胺、硅烷偶联剂和玻纤粉组成；且A和B组分按2:1~2.5:1的质量比配比；底胶为C、D双组分材料，C组分由双酚A型环氧树脂和丁氰橡胶组成；D组分由聚酰胺树脂、脂肪族胺和硅烷偶联剂组成；底胶的C和D组分按1.5:1~2:1的质量比配比。该防护材料具有适宜的粘结强度，可用于发动机风扇机匣包容环的内表面，适用的工作温度为‑60~120℃。

技术领域

本发明涉及一种聚合矿物填缝剂，尤其涉及一种室温固化型发动机包容环用聚合矿物填缝剂，属于复合材料技术领域。

背景技术

航空工业的迅速发展对航空发动机提出了越来越高的要求，大推力、高效率、低油耗已成为发动机设计和制造的总体目标。为此应尽量提高涡轮机进口气体温度，并减小转子与静子部件之间的间隙。受材料使用温度的限制，提高涡轮机进口气体温度是有限的，因而减小压气机、涡轮机叶尖与机匣之间间隙的气路封严技术就成为提高发动机性能的重要手段。为提高发动机效率，保护叶片和机匣不受刮擦损伤，在航空发动机气路密封的设计与开发中引入填缝剂和可磨耗封严涂层，维持最小气路间隙以提高发动机性能。在早期，低涵道比涡扇发动机的风扇机匣均按一般的机匣设计，并未考虑设置包容环。到了20世纪60年代末发展的高涵道比涡扇发动机，开始将风扇机匣设计成包容环。依据国外资料，围绕风扇叶片的机匣（即包容环）所使用的涂层材料包括：可磨耗涂层、腐蚀防护涂层及聚合物填缝剂，上述三种材料均应用于包容环，具体使用部位不同，功能各有差异，不能相互替代。现有国产的聚合物填缝剂不能满足相关零部件的工艺及使用需求，为确保新型大涵道比发动机研制及应用，国内相关型号通过借鉴国外同类产品思路，开展包容环用聚合物填缝剂国产化研制及性能优化，来满足发动机相关部件的使用需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机包容环用聚合矿物填缝剂。

本发明一种的聚合矿物填缝剂，包含面胶和底胶；

面胶为由A、B双组分构成的腻子状材料，A组分由20~30 wt％双酚A型环氧树脂，1~10 wt％丁氰橡胶和60~70 wt％三氧化二铝组成；B组分由30~40wt％聚酰胺树脂，0.5~5wt％脂肪族胺，0.5~5 wt％的硅烷偶联剂和60~70 wt％玻纤粉组成。

底胶为由C、D双组分构成的腻子状材料；C组分由80~90 wt％双酚A型环氧树脂和10~20 wt％丁氰橡胶组成； D组分由80~99wt％聚酰胺树脂、0.5~5 wt％脂肪族胺和0.5~5wt％的硅烷偶联剂组成。

上述组分中，双酚A型环氧树脂为粘结剂，其环氧值为0.23~0.56，纯度≥98%。这是一类应用最为广泛的热固性树脂之一，具有粘结力大、收缩率小、耐腐蚀性能好、电性能优良、耐久性好、易于改性和原料易得等特点；环氧树脂分子中的环氧基团非常活泼，可与多种类型的固化剂发生交联反应形成三维网状结构的高分子聚合物，从而提升机械强度、耐溶剂性能和耐热性。

聚酰胺树脂和脂肪族胺为固化剂，其中聚酰胺树脂胺值180-220 mgKOH/g；脂肪族胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺以及四甲基乙二胺中的一种。低分子量聚酰胺为环氧树脂的优良固化剂和增韧剂，和环氧树脂配用比例比较宽，操作简便，可常温固化，粘结力强，韧性好，明显地优越于一般的单体胺类固化剂。脂肪族胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺以及四甲基乙二胺中的一种。脂肪族胺分子内含有较长的不饱和脂肪烃碳链和氨基、羧基、酰胺基等活性基团，可与环氧树脂分子产生交联而固化。脂肪烃碳链交联时能起内增塑作用，极大地提高了固化物的抗冲强度，固化物收缩性小，具有较好的粘结强度，柔韧性、绝缘性和抗化学品性。

液体丁氰橡胶为增韧剂，其丙烯腈含量为40%。

三氧化二铝及玻纤粉为填料，在本发明中作为耐高温和阻燃增强填充剂。