国内外航空聚硫密封剂产品概况

刘星北，王慧珊 章谏正 吴松华

（1.中国商飞上海飞机设计研究院，上海 200232；2.中航工业北京航空材料研究院，北京 100095）

国内外航空聚硫密封剂产品概况

刘星北，王慧珊 章谏正 吴松华

（1.中国商飞上海飞机设计研究院，上海 200232；2.中航工业北京航空材料研究院，北京 100095）

对国内外公司的航空聚硫密封剂进行了归纳、分析和对比，展望了未来航空聚硫密封剂的发展趋势。

聚硫；密封剂；航空

1 聚硫橡胶及相关材料发展

聚硫密封剂的发展已经历了半个多世纪，其中液体聚硫橡胶的合成过程（如Morton公司的专利所述）是通过二羟乙基缩甲醛与多硫化钠反应得到，这是第1种商业应用的液态聚硫橡胶[1]。以它为生胶制得的聚硫密封剂具有优良的耐油、耐腐蚀、耐冲击、耐低温、低透气率等特性，从而在建筑、水利等领域都有广泛的应用。在航空领域，聚硫密封剂成功应用于飞机整体油箱密封、机身防腐蚀密封、口盖密封等[2～4]。此后有很多工作都集中于聚硫橡胶改性，如用环氧树脂或聚氨酯树脂对聚硫橡胶进行增韧改性等[5，6]。其中美国PPG公司使用小分子硫醇与聚硫橡胶中的双硫键进行交换反应，降低了高分子质量聚硫橡胶的黏度，增加了填料用量，同时提高了聚硫橡胶的粘接及耐温性能。通过此方法开发了商品名为Permapol p-5的改性聚硫橡胶，用此生胶制备了一系列改性聚硫密封剂，成功应用在波音、空客等公司的飞机生产中[7]。

由于聚硫分子中含有大量的双硫键，其耐热性能受到一定影响，长期使用温度为-55～121 ℃。为了提高密封剂的耐高温性能，PPG公司开发了商品名为Permapol p-3.1的聚硫代醚橡胶[8～10]，并用此橡胶开发了一系列聚硫代醚密封剂，其中PR-2001是环氧硫化的快速固化聚硫代醚密封剂，已应用在波音飞机的整体油箱密封中。

2 国外航空聚硫密封剂发展概况

国外航空聚硫密封剂发展较早，形成了大量相关的材料标准和工艺标准，有些是美国宇航材料标准，如AMS3276、AMS3281[11，12]；有些是企业标准，如波音公司的材料标准BMS5-142、空客公司的材料标准AIMS-04-05-012[13，14]。主要的供应商有PPG航空材料有限公司、AC Teck航空材料有限公司、Chemetall航空材料有限公司和Flamemaster公司等。

2.1 PPG航空材料有限公司产品

PPG航空材料有限公司研发的密封产品牌号有近100种，包含PRC、Pro-Seal品牌的密封胶和Semco®品牌的包装及应用系统。其主要产品及特性如表1所示。

从表1可以看出，PPG公司的产品有以下特点：

（1）大部分产品根据飞机的使用部位和应用情况来研制，包括油箱、机身、口盖、电子设备等处的密封剂。有些产品还有诸如导电、低粘附力、快速固化等特殊用途。有些则是为不同公司研制的，如PR-1772和PR-1782，分别是为空客和波音研制。

（2）目前其主要推广的产品为PR-1776，PR-1772（PR-1782），PR-2007，这几个产品主要区别在于密度的大小，后期推出的产品功能更全，应用更加方便。上述密封剂作为飞机主要密封剂使用量最大，比如一架B-777飞机，使用量可以达到500加仑，密封剂的密度降低可以使飞机减重几百千克，所以低密度密封剂具有广阔的市场前景。

（3）除上述产品外，PR-2001因使用的原料为液体聚硫代醚，自身密度比聚硫要低，且耐温等级比聚硫要高，使用环氧硫化时不受温湿度影响，硫化快，效率高，不耽误后续工作，受到国外飞机制造商的认可。

2.2 AC TECK 公司

AC TECK 公司拥有30多种不同牌号的产品，可以满足飞机不同部位的应用需求，其发展模式与PPG公司相似，很多产品都也与PPG公司类似，其产品见表2。

从表2可以看出：

1）AC Teck的主要产品在油箱密封和机身密封，而且趋势是不断降低密封剂的密度；

表1 PPG航空材料有限公司主要产品Tab.1 Main products of PPG Aerospace Materials Co.

2）与PPG公司相比，产品少而精，充分做好油箱和机身密封剂，大部分产品的硫化期都较短，在保证应用的前提条件下，缩短硫化期能够提高效率。

2.3 Chemetall公司

Chemetall公司航空密封剂产品种类较少，但是目前已成为空客等大型飞机制造商的密封剂供应商。其产品如表3所示。

从表3可以看出：

1）Chemetall公司拥有的产品比AC Teck公司更少，主要是用于油箱、机身密封的产品，其趋势也是降低密度；

2）由于Chemetall公司在表面处理领域的领先技术，其密封剂产品具有稳定、优异的粘接性能。

2.4 Flamemaster 公司

Flamemaster 公司主要产品包括航空密封剂、胶粘剂、涂料等，其中聚硫密封剂产品较全，涵盖了飞机的各个部位。其产品如表4所示。

从表4可以看出：

1）Flamemaster 公司产品齐全，包括常规的飞机

整体油箱密封剂、机身防腐蚀密封剂、风挡玻璃密封剂和口盖密封剂，其产品与PPG公司相类似；

表2 AC Teck公司航空密封剂产品Tab.2 Aeronautic sealant products of AC Teck Co.

表3 Chemetall 公司航空产品Tab.3 Aeronautic products of Chemetall Co.

表4 Flamemaster公司航空密封剂产品Tab.4 Aeronautic sealant products of Flamemaster Co.

2）Flamemaster 公司还有一些特殊的产品，比如多种灌封胶，应用于特殊部位。

3 国内密封剂发展概况

国内航空密封剂主要提供商为中航工业北京航空材料研究院，在过去的50多年中研制了数十种密封剂，从XM系类到HM系类，性能进一步完善，种类进一步扩充，目前主要的HM系列产品如表5所示。

从表5可见：

1）国内研发的产品大多伴随着型号需求而研制，形成了整体油箱密封剂、防腐蚀密封剂以及口盖用密封剂等产品。产品具有较好的稳定性，但是品种较为单一、系列化不够；

2）与国外密封剂相比，功能密封剂如导电密封剂、风挡密封剂等尚有所欠缺。

表5 HM系类主要密封剂产品Tab.5 Main sealant products of HM series

4 航空聚硫密封剂发展趋势

从国内外公司在航空聚硫密封剂方面发展可以看出，产品主要集中在整体油箱密封剂和防腐蚀密封剂，其中密度的降低是主要发展方向，形成密度分别小于1.35 g/cm3、1.15 g/cm3、1.05 g/cm3、0.95 g/cm34个等级的密封剂产品，为飞机的减重起到至关重要的作用。为了满足不同部位的密封需求，功能化也是航空聚硫密封剂的一大发展方向，比如导电性、低粘附力、快速硫化等。同时密封剂产品的类型也在不断扩充，包括了便于应用的预混合冷冻产品、就地成型的密封条、腻子、螺栓密封用密封帽等，这些产品形式多样，贴近实际应用需求，是密封剂材料的一个重要发展方向。

[1]F e r g u s o n H R,P a t r i c k J C.P o l y s u l f i d e polymer:US,2466963[P].1949-4-12.

[2]刘嘉,苏正涛,栗付平. 航空橡胶与密封材料[M]. 北京:国防工业出版社,2011.

[3]邢凤群,崔洪,郭月萍,等. 聚硫密封胶的性能特点及应用J]. 粘接, 2007(5): 53-55.

[4]Kibler K G,Carter H G,Dezern J. Characterization of Polysulfide Sealants[M]. AIAA79-0809, 1979.

[5]Kanu R Chokshi, Keith B Potts.Lightweight sealant having improved peel strength: US,5663219[P].1997-9-2.

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[7]Lester Morris, Hakam Singh. Modified disulfide polymer composition and method for making same from mercaptan terminated disulfide polymer and diethyl formal mercaptan terminated polysulfide:US,4623711[P].1986-11-18.

[8]Jonathan D Zook, Suzanna Gibson,David Weldon Jordan,et al.Compositions and method for producing fuel resistant liquid polythioether polymers with good low temperature flexibility:US,5912319[P].1999-6-15.

[9]Suzanna Elaine DeMoss, Jonathan Doherty Zook.End capped polythioether; end cappers are selected from thiol, a hydroxy group, an unsubstituted or monoalkylsubstituted amine group, a monovalent radical substituted with atleast one hydroxy group:US,5959071[P].1999-9-28.

[10]Jonathan D Zook, David W Jordan, Dean M Willard,et al.High strength polymers and aerospace sealants therefrom:US,6486297[P].2002-11-26.

[11]AMS 3276E,Sealing Compound, Integral Fuel Tanks and General Purpose, Intermittent Use to 360℉(182℃) [S]. 2008.

[12]AMS 3281E Sealing Compound, Polysulfide (T) Synthetic Rubber for Integral Fuel Tank and Fuel Cell Cavities Low Density for Intermittent Use to 360℉(182℃)[S]. 2010.

[13]BMS5-142F，LOW DENSITY SEALANT[S]. 2008.

[14]AIMS-04-05-012，Sealant-Fuel Tank, High Performance Material Specification[S]. 2002.

1

Outline of aeronautic polysulfide sealants at home and abroad

LIU Xing-bei1,WANG Hui-shan1,ZHANG Jian-zheng2,WU Song-hua2
(1.Shanghai Aircraft Design and Research Institute,Shanghai 200232,China;2. AVIC Beijing Institute of Aeronautical Materials,Beijing 100095,China)

The introduction, analysis and comparison for the aeronautic polysulfide sealants produced by different companies at home and abroad were presented. The development trend of the aeronautic polysulfide sealants was outlooked.

polysulfide;sealant;aeronautic

TQ436+.6

A

1001-5922（2015）03-0083-05

2014-07-20

刘星北（1985-），男，硕士，工程师。E-mail：qiuyuan8023@163.com。