摘要：本文根据高温腻子固化原理，通过调整其固化的各项参数，研究出满足性能要求的快速固化的最佳方法，便于更好地应用于实际生产。

关键词：高温腻子；厚度；固化时间；固化温度

引言

高温腻子作为一种耐火材料，在地面电缆的脱落插头中广泛使用，本文中所使用的高温腻子由五个组分混合而成，从开始涂覆到固化需要至少15天时间，因此，本文将针对高温腻子涂覆后快速固化方法开展研究，探索出高温腻子快速固化的工艺方法，缩短产品生产周期。

1.试验原理

依据国标和高温腻子原材料要求，高温腻子的主要技术要求。

高温腻子作为航天用耐烧蚀材料，充分利用环氧有机硅树脂的特点，具有良好的机械性能和耐烧蚀性能[1]。高温腻子的主要成分有环氧有机硅树脂、南大—42、聚硫橡胶液、纤维、无机填料。其固化机理为南大—42（苯胺甲基三乙氧基硅烷）作为固化剂、环氧有机硅树脂的固化反应。由于南大—42偶联剂具有4个反应性基团，使其既可同基料中的环氧基、羟基反应，又可与无机填料、增强剂表面的羟基反应，使涂层中基料分子之间、填料之间、基料与填料之间、基料与底材之间都偶联起来，使整个涂层成为一个牢固的整体，从而大大提高涂层的性能[2]；聚硫橡胶液作为增韧液、纤维作为增强剂对涂料有促进作用，可以改善和提高涂层的力学性能和耐烧蚀性能。高温腻子涂料刮涂厚度影响环氧有机硅树脂的固化反应[3]，其反应可在室温下，也可适当提高温度，在反应一定时间后，达到完全固化的效果。根据上述原理，改变温度、时间、刮涂厚度，研究出满足要求的工艺参数。

2.试验内容

2.1试验条件、材料、设备及工具

试验材料

（1）高温腻子

（2）2A12铝合金试板

（3）无水乙醇、无纺布、脱脂棉球等

试验工具

调刀、手板、砂纸、游标卡尺等

试验设备

（1）分散砂磨机

（2）电热鼓风恒温干燥箱

（3）拉力试验机

（4）高低温试验箱

试验工装

腻子刮涂厚度控制工装

2.2高温腻子涂覆方法

（1）底材处理：底材需打磨处理（铝合金：砂纸打磨），将金属表面的漆层刮除干净，以保证高温腻子附着牢固。采用无水乙醇清洗无杂质，做到表面清洁。

（2）环氧有机硅树脂、南大—42、聚硫橡胶液按一定比例混合后采用分散砂磨机搅拌均匀，再加入一定量的纤维、无机填料混合后搅拌均匀。

（3）涂覆：涂覆采用刮涂法，利用厚度控制工装控制厚度，再用金属刮刀将腻子均匀地涂刮在试板上。

2.3试验过程

2.3.1 样件制作

（1）剪切强度样件制作

按GB/T 7124-2008制作剪切强度试验试板。

选用两块试板作为一组，共制作36组，将两块试板进行拼接后涂覆高温腻子，分别制作刮涂厚度为0.5mm、1mm、2mm、3mm的剪切强度样件。每个厚度的制作9个样件，其中1～9为0.5mm的样件，10～18为1mm的样件，19～27为2mm的样件，28～36为3mm的样件。静置至可以挪动样件而不造成样件变形。

将各厚度的3个样件分别送入50℃、55℃、60℃的干燥箱。关闭干燥箱后开始计时，干燥24h再取出样件。

（2）抗压强度样件制作

按GB/T 1448-2005制作抗拉强度试验样件。

使用0.5mm、1mm、2mm、3mm厚度的抗压强度模具，在模具中间涂覆高温腻子，直至涂满模具并与模具上方边缘起齐平，多余部分刮掉。待腻子稍干后，小心取出模具，将样件放于指定位置。每个厚度的制作9个样件，其中1～9为0.5mm的样件，10～18为1mm的样件，19～27为2mm的样件，28～36为3mm的样件。静置至可以挪动样件而不造成样件变形。

将各厚度的3个样件分别送入50℃、55℃、60℃的干燥箱。关闭干燥箱后开始计时，干燥24h再取出样件。

（3）耐温变性样件制作

使用铝板制作耐温变性试板，试板尺寸为50mm×50mm，厚度2mm。

在耐温变性试板上涂覆高温腻子，涂覆前清洁试板。每个厚度的试板分别涂覆9块，每个厚度的制作9个样件，其中1～9为0.5mm的样件，10～18为1mm的样件，19～27为2mm的样件，28～36为3mm的样件。静置至可以挪动样件而不造成样件变形。

将各厚度的3个样件分别送入50℃、55℃、60℃的干燥箱。关闭干燥箱后开始计时，干燥24h再取出样件。

（4）耐火性能样件制作

制作方式同耐温变性样件。

2.3.2 剪切强度试验

（1）试验原理

按GB/T 7124-2008进行试验，在平行于粘接面且在试样主轴方向上施加一拉伸力，测出的刚性材料单搭接粘接处的剪切强度。判定准则：剪切强度≥30 kg/cm2。

（3）试验结果

从试验结果可以看出，温度的变化对高温腻子的剪切强度影响不明显；厚度的变化对高温腻子的剪切强度影响较大，大体来看，随着厚度的增加，高温腻子剪切强度下降明显，仅0.5mm厚的剪切强度大于30kg/cm2。

2.3.3 抗压强度试验

（1）试验原理

按GB/T 1448-2005进行试验，以恒定速率沿样件轴向进行压缩，使样件破坏或高度减小预定值。在整个过程中，测量施加在样件上的载荷和样件高度或应变，测量抗压强度。判定准则：抗压强度≥2×100 kg/cm2。

（2）试验结果

从试验结果可以看出，温度的变化对高温腻子的抗压强度影响不明显；厚度的变化对高温腻子的剪切强度影响较大。大体来看，随着厚度的增加，高温腻子剪切强度下降明显，仅0.5mm厚的抗压强度大于200kg/cm2。

2.3.4 耐温变性试验

（1）试验原理

检测涂层经受高温和低温急速变化情况下，抵抗被破坏的能力。将样件在低温-50℃保持4h；高温50℃保持4h；冷热总转换时间≤1min。判定准则：判定样件外观无开裂、脱落现象。

（2）试验结果

耐温变性试验总共进行10个循环。所有样件均为发现有开裂、脱落。

2.3.5 耐火性能

（1）试验原理

采用氧乙炔火焰喷嘴，温度2500～2800℃喷嘴φ2、距离10mm、时间5s，对样件进行烧蚀，通过消融速率来衡量其耐火性能。判定准则：消融速率<0.2mm/s。

（2）试验结果

所有样件消融速率均<0.2mm/s。

2.3.6 最佳参数

根据上述试验，仅涂覆0.5mm厚的高温腻子满足各项性能指标，因此再对涂覆0.5mm厚的高温腻子进行50℃、55℃、60℃的20h、28h干燥试验，以得出高温腻子烘干的最佳工艺参数。

按照本文试验方法制作0.5mm厚的50℃、55℃、60℃的20h、28h剪切强度、抗压强度、耐温变性、耐火性能样件并进行试验。

从试验结果并考虑到性能更好、时间更快的前提下，尽量减少烘干时间，最佳参数选择是涂覆0.5mm厚度在60℃、24h条件下干燥。

3.结束语

高温腻子快速固化最佳参数选择是涂覆0.5mm厚度在60℃、24h条件下干燥。以高温腻子涂覆2mm厚度为准，可将高温腻子固化时间从15天缩短至9天。高温腻子在电缆防火方面发挥着举足轻重的作用，为了提高高温腻子固化质量，后续还将继续进行探究。

参考文献：

[1]马宏，马永强，杨保平，何敏婷，孟军锋.耐烧蚀隔热涂层的研制[J].宇航材料工艺，2008（06）：68-72.

[2]董巍.耐高温杂化甲基硅树脂多孔材料的研究[D].哈尔滨工业大学，2015.

[3]曲明哲.有机硅耐烧蚀材料的研究进展[J].化学工程与装备，2012（11）：151-153.