基于开姆洛克250粘接剂的充气阀阀芯粘接性能分析.pdf

施工应用
基于开姆洛克250粘接剂
的充气阓阀芯粘接性能分析
刘千王堃白羽(海车驻西安地区车事代表局,陕西西安710001)
摘要:本文对采用开姆洛克250粘接剂代替JQ-1粘接剤的出顶开气压,阅忠在弹簧力的作用下恢复到关闭位置。
方式解决充气阀芯粘接不良、不稳定等问题的必要性和可行1.2粘接剂原理分析
性进行了原理分析及实验验证,通过对两种粘接剂进行热重、
粘接剂主要用于粘接充气阅阅芯的金属部分和非金属部
红外光谱、质谱及扫描电镜分析实验,最终得出开姆洛克250粘分,因此对充气阀的密闭性起到了至关重要的作用,目前应用
接剂在充气阀芯的粘接效果上妥明显优于JQ-1粘接剂。
较为广泛的粘接剂为JQ-1粘接剂和CH250粘接剂,下面就这
关键词:粘接剂;充气阀;阀凼
两种粘接剂的原理进行分析
充气阀是挤压式液体火箭发动机中重要的组件之一,在姿
2.1JQ-1粘接剂原理分析
轨控发动机中广泛使用。充气阀的密封性很大程度上取決于
JQ-1为三氨基三苯基甲烷经光气化得到的三苯基甲烷
阀芯,其阀芯采用橡胶一金属结构,一般采用JQ-1型粘接剂进昇氰酸酯,它是三苯基甲烷三异氯酸酯的20%氯苯溶液,其中
行阀芯金属与橡胶的枯接,但陆续出现了一些质量问题,例如:氯苯为溶剂。JQ-1主体成份的结构式如下
在检査试验中出现了行程变小,放气困难的现象,分解检查发
现,橡胶环明显脱出,取出橡胶坏,可见阀芯沟槽紫红胶液层
沟榑面上基本不粘黑色橡胶,脱出的橡胶环底面边缘可见几个
一角形小缺口,分析原因主要为粘接剂JQ-1枯接力下降,在常
温试验时出现充气阀泄漏现象,导致橡胶一金属粘接面粘接力
苯基甲烷三.异氰酸酯有三个活泼性较强的异氰基
下降。为了确保产品质量合格,解决上述问题,通过对开姆洛NCO),还有一个活泼氢原子存在.因此三昇氰酸酯的化学反应
克250粘接剂(以下简称CH250)性能、エ艺等进行分析验证,最。能力较强、是一个不稳定的化合物,可与含活没氢的醇、水、胺、
终采用代料的办法将JQ-1粘接剂更换为CH250,粘接不良等问酸等化合物反应;还极易与双键反应进行交联,如橡胶材料;能
题得到解决,取得了良好的实验效果。
与金属表面活泼基团(如-0H)起反应,故对多种材料有较高的
充气阀阀芯粘接剂原理分析
粘附性能。三异氰酸脂有自聚反应的倾向,尤其是与金属相接
1.1姿轨控发动机充气阀基本原理
触后,就会引起聚合。JQ-1中氯苯仅为溶剂左右,稀释胶粘剂
充气阀的功能是给姿轨控发动机的气瓶充填和泄出高压降低胶液粘度,提高三苯基甲烷三异氰酸咋浸润性,増强粘接
气体,并保证气瓶内的高压气体在贮存期内不从充气阀处泄效果。
漏。充气阀主要由阀体、接管嘴、弹簧、阀芯、橡胶O形圈、垫
.2.2CH250枯接剂性能指标
片、堵头、外套螺母等组成(如图1所示)。
CH250胶液即开姆洛克250,生产商为洛德化学(上海)有
阀体
橡胶形圏接管嘴限公司,主要成分为三氯乙烯35%,二甲苯35%,乙苯10%,炭
黑10%,氮取代的芳香化合物10%。分析认为氮取代的芳香化
合物为主要枯接成份,开姆洛克胶粘剂的耐环境性优于它所能
粘接的橡胶,耐寒性-45℃,耐热性120℃,覆盖活门试验温度范
围。从性能指标看,它符合充气阀阀芯对粘接剂性能要求,但
暂时没有资料公开CH250的分子式,下面采用实验方式对两种
粘接剂的工艺和性能指标进行对比分析
2粘接剂工艺比较分析
堵头
弹簧
2.1活门毛坯工艺规程对比
2.1.1粘接剂JQ-1工艺规程
图1姿轨控发动机充气阀结构示意图
(1)领出3306s胶,下出厚0.8~1.0mm的胶片,称出50g剪成
充气时,采用气动工装将阅芯顶开进行充气,当气瓶的エ小条放入瓶中,加入200g120#汽油,充分搅拌斤室温停放,待瓶
作压力达到要求时,停止充气,阀芯在复位弾簧和内部气体压中的胶料溶解72h即可使用
力的作用下将其密封锥面压在阀体密封锥面上,对气瓶中的气
(2)接通恒温箱电源,调节温度70~80℃,从汽油中取出本
体进行密封,然后再装上堵头对充气阀进行冗余密封,以增加班内所能压制的毛环件数,放入恒温箱中待恒温时烘干30min,
其密封可靠性。
取出待用。
当需要对气瓶进行放气时,将充气阀堵头卸下,采用气动
3)用毛笔沾取少量胶液JQ-1均匀涂复在基体上,将涂后
工装,用顶开气压将阀芯顶开对气瓶放气,放气结東后,缓慢泄的基体放到托盘中然后放入恒温箱中,温度110~115℃时恒温
17年07月化理59
方方数据
施工应用
30min
CH250中含有活性官能团O-H、-N=C.=O0、C.=N和苯环。
(4)活门基体从恒温箱中取出摆放在托盘中冷却;
JQ-1含有官能闭C=N弱的特征吸收峰(1690-1620cm-1),
(5)冷却后的基体再均匀的涂覆第二遍JQ-1胶液,然后放苯环CC特征吸收峰1485cm和苯环C-H特征吸收峰670cm
入千燥器中停放30min后再均り的涂一遍3306胶浆,晾千。不含有官能闭0-H的强的特征吸收峰(300-3150em),官
3Omin斤即可使用。
能团ーN=C=O的特征吸收峰(波数2275-2265cm')较弱
2.1.2粘接剂CH250工艺规程
从红外官能对比分析,可以看出CH250比JQ-1的活性
(1)接通恒温箱电源,调节温度70~80℃,从汽油中取出本基困多并且强,因此在粘接过程的化学反应中参与的基团多
班内所能压制的毛坏件数,放人恒温箱中待恒温时烘干30min,且反应后稳定,因此分析认为CH250粘接性能优于JQ-1
取出待用
3.3质谱分析
(2)活门基体从恒温箱中取出摆放在托盘中冷却后待用。
质谱分析是用电场和磁场将运动的离子按它们的质荷比
(3)将瓶中的CH250胶液慢慢到入纸杯中,同时用毛笔沾分离后进行检测的方法,测出离子准确质量即可确定离子的化
少量胶液均匀的涂复在基体上,将涂后的基体摆放在支架。
合物和化学结构,从而从分子结构中确定材料的相关性能。对
2.2阀芯半成品工艺规程对比
CH250热重仪裂解产物进行质谱分析、对JQ-1热重仪裂解产物
2.2.1粘接剂JQ-1じ艺规程
进行质谱分析,由此可见,CH250可能包含4种裂解产物,JQ
(1)领出33065胶,下出厚0.8~1.0mm的胶片,称出50g剪成可能只有2种裂解产物,对于活性较强起粘接作用含氮元素基
小条放入瓶中,加入200g120#汽油,充分搅拌后室温停放,待瓶团来说,CH250的含氮化学成份比JQ-1多,且含有活泼基团
中的胶料溶解72l即可使用。
(如-OH),因此分析CH250枯接性能优于JQ-1。
(2)通恒温箱电源调节温度70~80℃、从汽油中取出本班3.4扫描电镜分析
内所能压制的毛坯件数,放入恒温箱中待恒温时烘干30in取
扫描电镜主要是通过高倍放大镜看物质表面形貌,从而分
出待用。
析物质相关性质。将CH250.JQ-1分别涂覆于光洁的铜基体表
3)用毛笔沾取少量胶液均匀涂复在基体上,将涂后的基面进行扫描电镜测试,分别在放大200倍、5000倍条件观察JQ
体放到托盘中然后放入恒温箱中,温度110~115℃时恒温1涂覆后未完全浸润金属表面,JQ-1呈现稀薄状态,金属裸