黑龙江省科学院石油化学研究院(以下简称 “石化院”)始建于1962 年12月,其前身为中国科学院东北石油化学研究所,研究领域涵盖精细化学工程(高分子胶黏剂)、有机高分子材料、工业催化、聚合物基符合材料四大领域:石化院设有省级胶黏剂重点实验室、中试基地、工程技术研究中心:建有中国-白罗斯胶黏剂技术研发中心。石化院主办的《化学与粘合》 杂志已入编中国科技核心期刊。
黑龙江石化院是中国最早从事高分子胶黏剂研究的单位之一,其研发和产品性能的检测水平处于国内领先地位,结构胶的研究更是独树一帜,处于国际先进水平。自20世纪60年代初期研制成功第一款结构胶J-01 以来,石化院己研制出400多个胶黏剂品种。
石化院结构胶的发展可划分为四个阶段:
(1)20世纪60 年代初—70年代中:有孔蜂窝和钣金结构胶黏剂
20世纪60年代初期,在王致禄先生的主导下,石化院首先设计合成了酚醛-丁腈接枝共聚物,研制成功耐高温有孔蜂窝结构胶 J-01,用于粘接有孔蜂窝结构操纵舵面,为我国开创了以粘接结构代替铆接结构的先例,填补了我国航空结构胶黏剂的空白,该胶于1965 年获得了国家发明奖。
20世纪60 年代中期,飞机原粘接旋翼有孔蜂窝结构,由于耐水性差,大量开胶,石化院根据增韧机理成功研制出耐水性优异的酚醛-丁腈高弹性结构胶J-03,滿足了生产急需,经飞行考核,老化性能试验优于苏联桨叶,该胶于 1983 年获国家发明三等奖。
20 世纪70年代初,根据相关要求,石化院从研究多种高效催化交联新体系着手,研制成功了 J-04高温结构胶,获全国科学大会奖。
20 世纪70年代中期,为了提高结构胶的耐水性能,石化院研制出耐湿热老化性能优异的J-15结构胶。
这一时期,对石化院胶黏剂研发做出突出贡献的有王致禄、黄应昌、陈道义等。
(2)20 世纪70年代中—80年代:无孔蜂窝、钣金结构胶及其配套胶
20 世纪 70 年代中期,我国蜂窝夹层结构由有孔蜂窝改用无孔蜂窝芯材,所使用的胶黏剂由“浸胶瘤”的酚醛类型的胶黏剂改用不需要 “浸胶瘤”的环氧类的胶黏剂。石化院配合无孔蜂窝工艺的研究,开发出无孔蜂窝结构用改性环氧高温固化结构胶。在70年代末,又开始了中温固化环氧结构胶黏剂的研究。
高温固化结构胶方面,石化院在20世纪70年代中后期开发出以双氰胺固化的丁腈橡胶改性酚醛环氧的无孔蜂窝结构胶 J-23-1,用于操纵舵面。80年代中期,研制出以酸酐固化,羧基丁腈改性的脂环族环氧的无孔蜂窝结构胶J-30。80年代末,又开发出 SJ-2橡胶改性环氧的高温固化无孔蜂窝结构胶黏剂,该胶 1993 年获国家科技进步三等奖。
中温固化结构胶方面,石化院研制的J-40改性环氧结构胶,1980年工艺试验成功。之后又研制出J-47A 钣金胶膜、J-47B 底胶、J-47C板-芯胶膜及J-47D带状、粒状发泡胶。
配套用的胶黏剂方面,石化院在 20 世纪70 年代中,自主开发了以聚酚氧树脂改性的环氧和 B-阶酚醛的发泡胶J-29 带状发泡结构胶,用于蜂窝芯件侧面与相邻的肋、梁、腹板间不规则表面间的粘接。该胶于1989年获得国家发明奖。之后又开发出粉状发泡胶、中温发泡胶、室温填充料等。80年代中期配合航空工艺所研制了一种专门制造铝蜂窝芯材的环氧改性酚醛橡胶型胶黏剂J-71,适用于凹印生产工艺,用来制造铝蜂窝芯材。80 年代末开发出一种专门制造 Nomex 纸蜂窝芯条胶黏剂J-80。这一时期,石化院还研制出J-27、J-44-1等环氧胶黏剂、J-39 丙烯酸酯结构胶。J-27 胶适用于飞机发动机中石墨制品、陶瓷制品与各种金属的粘接。J-44-1用轧辊的黏合,耐沖击性好。J-39 胶用于防冰条的粘接、及汽车发动机金属件的粘接以及各种机械设备、电器的粘接与维修等。
这一时期,付春明、张恩天、李公纯、关长参等人对石化院胶黏剂研发做出了突出贡献。
(3) 20世纪90年代—21世纪开端:高耐久性的先进粘接体系
20 世纪 80年代,我国引进的海豚号直升机,采用了世界几大公司诸多名牌胶种和先进的复合材料,其粘接面积和复合材料竟占机身表面积的 87%。石化院在国产化的过程中,完成了 32 种胶黏剂的研制,可满足不同使用工艺要求。其中有7种胶黏剂属国产化非金属1类重点材料,即J-95中温固化载体胶膜、J-96中温固化抑制腐蚀底胶、J-97中温固化膨胀片构成的中温固化结构粘接体系和J-98、J-99 高温固化载体胶膜和J-100抑制腐蚀底胶、J-94耐高温膨胀片构成的高温固化结构粘接体系。
另外,根据我国研制高强度、高密度铝蜂窝夹层结构的设计要求,石化院研究人员通过热塑性高分子聚合物,如聚砜、聚醚砜等对环氧树脂进行增韧改性,开展了互穿结构的研究,以及耐水性良好的固化剂的开发,研制出一个系列高强度、高韧性、高耐久性的结构胶黏剂体系:J-116 高温固化胶膜/J-117缓蚀底胶,以及J-118 带状发泡胶、J-121粉状发泡胶、J-122 防腐底胶、J-123铝蜂窝芯条胶等配套胶,其技术性能均比国内同类产品上了一个台阶。
这一时期,付春明、张恩天、李公纯、关长参等人对石化院胶黏剂研发做出子突出贡献。
(4)2005 年以来:先进复合材料结构粘接体系
随着我国复合材料在航空航天领域的迫切需求和迅猛发展,强力牵引石化院胶黏剂的快速发展。2005 年以来,在石化院科研人员的刻苦攻关下,研发出综合性能较好的新一代环氧结构胶接体系、耐温的双马结构胶接体系、功能性的氰酸脂胶接体系等,满足了我国重点型号研制和生产的急需。研制的新一代环氧结构胶有 J-271、J-272、J-273、J-274、J-275,其测试方法和标淮与国际接轨。研制的适用于双马基复合材料整体成型共固化粘接的双马结构胶膜有 J-188、J-270、J-299、J-345,满足了尖端领域相关型号井喷式的需求。研制的氰酸酯系列胶黏剂有 J-261、J-245CQ、J-262、J-284、J-330 等,结构功能氰酸酯复合材料结构件的制造要求。
2005 年以来,石化院在耐高温胶黏剂和室温固化胶黏剂的研究方面也有了较大的进展。研制出 J-27H、J-151、J-168、J-183、J-239、J-240及改性 PF树脂(耐500°C胶黏剂)等耐高温胶和J-191、J-241、J-294、J-296、J-291、J-313 等室温固化胶黏剂。
这一时期,曲春艳、张斌、匡弘、刘晓辉等人对石化院胶黏剂的研发做出了突出贡献。
60 年来,石化院除了配套外,民用胶黏剂的研究也非常出色,研制的品种多,应用领域广。如J-04、J-04B、J-147、J-155、FM909、FM118 用于刹车片粘接,JM-08、JM-09 用于汽车密封,J-11、J-22、J-69、J-71、J-171 用于电子电器,J-39 用于建筑钢筋大梁的粘接与维修,J-69、J-71 用于建筑外装饰幕墙、内装饰吸音结构材料铝蜂窝结构制造等。