申请/专利权人：郑州中原思蓝德高科股份有限公司;郑州思蓝德新材料科技有限公司

申请日：2018-04-20

公开（公告）日：2020-10-20

公开（公告）号：CN108441154B

主分类号：C09J163/00(20060101)

分类号：C09J163/00(20060101);C09J109/02(20060101);C09J115/00(20060101);C09J11/04(20060101);C09J11/06(20060101);C09J7/10(20180101);C09J5/06(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.20#授权;2018.09.18#实质审查的生效;2018.08.24#公开

摘要：本发明提供了一种蜂窝板的粘接方法，将构成所述蜂窝板的面板与蜂窝芯材通过胶膜粘接，固化后即形成所述蜂窝板，所述胶膜包括用于粘接中间部位的热熔型胶膜和用于粘接边缘部位的非流淌型复合结构胶膜。本发明的粘接方法在蜂窝板中间部位使用粘接强度高的热熔型胶膜，在蜂窝的边缘部位使用韧性较好、固化后不流淌的非流淌型复合结构胶膜粘接，两种胶膜具有良好的相容性以及相同的固化条件，能在保证优异粘接强度的同时，亦可有效防止固化后出现缺胶、溢胶现象，大大提高了胶接的可靠性，也省去了针对溢胶的繁琐施工工序，非常具有工业化应用价值。

主权项：1.一种蜂窝板的粘接方法，将构成所述蜂窝板的面板与蜂窝芯材通过胶膜粘接，固化后即形成所述蜂窝板，其特征在于，所述胶膜包括用于粘接中间部位的热熔型胶膜和用于粘接边缘部位的非流淌型复合结构胶膜；其中，所述热熔型胶膜的原料按照重量份包括：10～30份的液态丁腈橡胶、20～30份的液体环氧树脂、30～50份的固体环氧树脂、3～30份的固化剂、1～7份的促进剂以及10～25份的粉体填料；所述非流淌型复合结构胶膜的原料按照重量份包括：20～35份的固体丁腈橡胶、30～60份的液体环氧树脂、2～10份的粉体填料、0.5～2份的偶联剂、8～13份的固化剂以及1～4份的促进剂。

全文数据：一种蜂窝板的粘接方法技术领域[0001]本发明涉及蜂窝板制造领域，具体涉及一种蜂窝板的粘接方法。背景技术[0002]随着航空及轨道交通工业的发展，蜂窝板的应用显得越来越重要，这种结构主要由两层面板蒙皮）中间夹以蜂窝芯材夹芯）用胶粘剂粘接构成，其独特的结构相对于同等体积的其他材料质量较轻，刚度和整体稳定性较好，同时具有隔音、隔热性能。蜂窝板的“轻量化、节能环保”的特性使其在航空、轨道交通等行业得到了广泛应用。[0003]高性能蜂窝板多采用铝合金板或复合材料板材作蒙皮，用铝、芳纶纸或玻璃布蜂窝作夹芯材料，用热固性胶粘剂通过加热加压的方法将二者粘接成为整体。最初的蜂窝板粘接一般采用双组分聚氨酯、双组分环氧树脂等结构型胶粘剂，但这类胶粘剂存在固化周期长、固化后胶体脆、剥离强度低和施胶量不均匀的缺点，因此已经逐渐被热熔型胶膜所取代。[0004]航空及轨道交通工业均采用膜状高强度、高韧性环氧胶粘剂环氧胶膜），其最大优点是厚度均匀，施胶量准确，施工工艺简便，综合性能高，胶接可靠性高。但目前市场上占有率较高的国内外产品均采用热熔涂布的方式进行生产，加热加压固化时胶体流动性大，粘接时上面板与蜂窝芯胶接处易产生缺胶和溢胶现象，胶体固化后硬度较高，溢出胶体的清理难度大，需增加打磨工序以清理溢出的胶体，降低了施工效率还增加了施工难度，同时也降低了结构粘接的可靠性。发明内容[0005]为克服现有蜂窝板粘接工艺中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种蜂窝板的粘接方法，可避免缺胶、溢胶等现象。[0006]本发明提供的蜂窝板的粘接方法为:将构成所述蜂窝板的面板与蜂窝芯材通过胶膜粘接，固化后即形成所述蜂窝板;所述胶膜包括用于粘接中间部位的热熔型胶膜和用于粘接边缘部位的非流淌型复合结构胶膜;其中，所述热熔型胶膜的原料按照重量份包括:10〜30份的液态丁腈橡胶、20〜30份的液体环氧树脂、30〜50份的固体环氧树脂、3〜30份的固化剂、1〜7份的促进剂以及10〜25份的粉体填料;所述非流淌型复合结构胶膜的原料按照重量份包括:20〜35份的固体丁腈橡胶、30〜60份的液体环氧树脂、2〜10份的粉体填料、0.5〜2份的偶联剂、8〜13份的固化剂以及1〜4份的促进剂。[0007]通常而言，用于蜂窝板粘接的热熔型胶膜粘接强度高，在加热加压固化过程中热熔胶会出现熔融流淌的现象，一方面可使固化后胶体在蜂窝节点处形成胶瘤，且沿蜂窝方向有多Imm爬升，从而可大大提高胶结的可靠性，增强胶接的强度，另一方面由于胶体流动性大，也易导致粘接时面板与蜂窝芯材胶接处产生缺胶和溢胶的现象，反而大大降低结构粘接的可靠性，同时也增加了后续溢出胶体的清理难度。本发明的非流淌型复合结构胶膜具有较好的自粘性，韧性好，加热加压固化时不会出现胶体四处流动，也没有缺胶、溢胶现象，可省去后续清理溢胶的工序，而且，固化后的力学性能可与普通的热熔型胶膜相当，不会减弱蜂窝板的粘接效果。本发明的热熔型胶膜在力学性能方面相较于普通的热熔型胶膜也有大幅提高，尤其是固化后的滚筒剥离强度可达140Nmmmm，明显高于同类胶膜（50-80Nmmmm。本发明的粘接方法将热熔型胶膜与非流淌型复合结构胶膜组合使用，两种胶膜固化条件相当，相容性良好，既可以达到优异的粘接效果，又可避免常见的缺胶、溢胶等现象，是一种高效率、高质量的蜂窝板粘接方法。[0008]本发明的粘接方法中，热熔型胶膜与非流淌型复合结构胶膜的厚度相同，从而避免二者交接处的缺陷或溢胶现象，保证胶膜的粘接效果。胶膜的厚度可以根据施工要求调整。在根据本发明优选的技术方案中，胶膜的厚度可以为0.1〜2mm。[0009]本发明的粘接方法中，非流淌型复合结构胶膜的宽度可以根据实际需要选择，在根据本发明优选的技术方案中，其宽度可以为0.5〜3cm，即从蜂窝板边沿起0.5〜3cm的边缘部位使用非流淌型复合结构胶膜进行粘接。[0010]本发明的粘接方法可适用于任意种类的蜂窝板，其中，面板材质包括但不限于铝合金、钢、碳纤维等，芯材材质包括但不限于铝蜂窝、芳纶纸蜂窝、PET泡沫等等。通常而言，蜂窝板在粘接前需对面板、芯材的粘接面做相应的表面处理，以获得更好的粘接效果，表面处理的方式可以为常见的处理方式，例如，铝合金粘接面可作磷酸阳极化处理或相应的酸处理，烘干后24小时内粘接，又如，不锈钢粘接面可作打磨粗化处理。[0011]本发明的粘接方法中，固体丁腈橡胶可以为常见种类的固态丁腈橡胶;优选可以为端羧基固体丁腈橡胶，其中的丙烯腈含量可以为17%〜40%。[0012]本发明的粘接方法中，液态丁腈橡胶可以为常见种类的改性或未改性的液态丁腈橡胶;优选可以为数均分子量分布在2500〜4500、布氏粘度在20000〜60000cps的液态丁腈橡胶，包括但不限于端氨基液态丁腈橡胶、端羧基液态丁腈橡胶、端羟基液态丁腈橡胶、端巯基液态丁腈橡胶或其任意组合。[0013]本发明的粘接方法中，液体环氧树脂可以为常见种类的改性或未改性的液体环氧树脂;优选的液体环氧树脂的环氧当量可以为180〜280geq，包括但不限于液体的双酚A型环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、丁腈改性环氧树脂或其任意组合。[0014]本发明的粘接方法中，固体环氧树脂可以为常见种类的改性或未改性的固体环氧树脂;优选的固体环氧树脂的环氧当量可以为450〜lOOOgeq，软化点可以在65〜IHTC，包括但不限于固体的双酸A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或其任意组合。[0015]本发明的粘接方法中，用于胶膜组成的固化剂、促进剂、粉体填料、偶联剂等可以为本领域常见的任意种类。[0016]在根据本发明优选的技术方案中，固化剂包括但不限于双氰胺、改性双氰胺类、酸酐类固化剂或其任意组合。[0017]在根据本发明优选的技术方案中，促进剂包括但不限于咪唑类环氧树脂促进剂、脲类环氧树脂促进剂或其任意组合。[0018]在根据本发明优选的技术方案中，粉体填料包括但不限于二氧化硅、酞青蓝、钛白粉、云母粉、白炭黑、氢氧化镁、氧化铝粉、三氧化二铝或其任意组合。[0019]在根据本发明优选的技术方案中，偶联剂包括但不限于乙烯基三乙氧基硅烷、乙二胺丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或其任意组合。[0020]本发明的粘接方法中，热熔型胶膜、非流淌型复合结构胶膜的制备可以为常见的成型方法，例如采用热熔胶膜机、连续化螺杆挤出成膜机等设备进行胶膜成型。[0021]在根据本发明优选的技术方案中，热熔型胶膜可由以下方法制得：[0022]步骤一:将部分例如，50%〜80%重量）的液体环氧树脂、全部的固体环氧树脂和液态丁腈橡胶在100〜130°c下混合均匀后作为A组分备用，然后将剩余部分液体环氧树脂与粉体填料、促进剂、固化剂在30〜80°C下混合均匀，再与不高于100°C的A组分混合均匀。[0023]步骤二:将以上所得到的胶料采用热熔胶膜机制备热熔胶膜，胶辊温度为53±10°〇，车速为1.5〜311111^11。[0024]步骤三:在热熔成膜机上复合胶膜和背衬材料，胶辊温度为60±10°C，车速为3〜5mmin，得到热熔型胶膜。[0025]在根据本发明优选的技术方案中，非流淌型复合结构胶膜可由以下方法制得：[0026]步骤一:将固体丁腈橡胶、液体环氧树脂、粉体填料加入捏合机中进行混合，中速搅拌60〜IOOmin，充分混合后将固化剂、促进剂和偶联剂加入捏合机中，低速搅拌50〜90min，同时控制胶温70°C，充分混合得到所需胶料。[0027]步骤二:采用连续化螺杆挤出成膜机，将背衬材料和胶体通过挤出复合成型可得到胶膜。[0028]本发明的粘接方法中，固化的过程包括:压力为0.1〜0.5MPa、温度为120〜150°C的条件下固化0.5〜3小时。在相同的固化条件下，热熔型胶膜与非流淌型复合结构胶膜可固化成型形成一体，由此得到粘接性能优异的蜂窝板。[0029]本发明的粘接方法在蜂窝板中间部位使用粘接强度高的热熔型胶膜，在蜂窝的边缘部位使用韧性较好、固化后不流淌的非流淌型复合结构胶膜粘接，两种胶膜具有良好的相容性以及相同的固化条件，能在保证优异的粘接强度的同时，亦可有效防止固化后出现缺胶、溢胶现象，大大提高了胶接的可靠性，也省去了针对溢胶的繁琐施工工序。总之，本发明的粘接方法施胶量均匀、施工便捷、胶接可靠性高，所制得的蜂窝板粘接性能好，总体质量可得到大幅提高，因此，本发明的蜂窝板粘接方法非常具有工业化应用价值。具体实施方式[0030]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将进一步描述本发明的示例性实施例的技术方案。[0031]以下实施例所使用的原料如无特别说明则为市售商品，以下实施例所使用的操作或仪器、设备如无特别说明则为本领域常见的操作或仪器、设备。[0032]实施例[0033]1、热熔型胶膜的制备[0034]热熔型胶膜按照重量百分含量计由以下各组分组成：20%的端氨基液态丁腈橡胶-ABTN1300X16、20%的双酚A型环氧树脂E-51、30%的双酚A型环氧树脂CYD-012、13%的改性双氰胺-100S、3%的甲基咪唑、4%的气相二氧化硅以及10%的碳酸钙。[0035]制备过程如下：[0036]步骤一:先将70%重量的双酚A型环氧树脂E-51、全部的双酚A型环氧树脂CYD-012和端氨基液态丁腈橡胶在100-130°C下混合均匀后作为A组分备用，然后将剩余部分环氧树脂E-51依次与气相二氧化硅、碳酸钙、改性双氰胺、甲基咪唑在30-80°C下混合均匀，然后与不高于IOO°C的A组分混合均匀。[0037]步骤二:将以上所得胶料采用热熔胶膜机制备热熔胶膜，胶辊温度为53±HTC，车速为1·5_3mmin〇[0038]步骤三:在热熔成膜机上复合胶膜和背衬材料，胶辊温度为60±10°C，车速为3-5mmin，得到热熔型胶膜。[0039]所得热熔型胶膜的主要技术指标如表1所示。[0040]表1热熔型胶膜的主要技术指标[0043]由表1可看出，热熔型胶膜的固化后的剪切强度、滚筒剥离强度较高，明显优于现有的热熔型胶膜。[0044]2、非流淌型复合结构胶膜的制备[0045]非流淌型复合结构胶膜按照重量百分含量计由以下各组分组成:33%的固体丁腈橡胶_4155、25%的双酚A型环氧树脂E-39D、16%的双酚A型环氧树脂E-44、7%气相二氧化硅、3.5%的碳酸钙、2%的乙烯基三乙氧基硅烷、10.5%的双氰胺、2.5%的甲基咪唑以及0.5%的改性脲-二乙基二硫代氨基甲酸锌。[0046]制备过程如下：[0047]步骤一:将固体丁腈橡胶、环氧树脂、气相二氧化硅、碳酸钙及硫粉加入捏合机中进行混合，中速搅拌80min，充分混合后将双氰胺、甲基咪唑、改性脲及乙烯基三乙氧基硅烷加入捏合机中，低速搅拌70min，同时控制胶温70°C，充分混合得到所需胶料。[0048]步骤二:采用连续化螺杆挤出成膜机，将背衬材料和胶体通过挤出复合成型可得到厚度为〇.l_2mm的胶膜。[0049]所得非流淌型复合结构胶膜的主要技术指标如表2所示。[0050]表2非流淌型复合结构胶膜的主要技术指标[0053]由表2可看出，非流淌型复合结构胶膜固化后的剪切强度、滚筒剥离强度等性能也较高，部分替代热熔型胶膜后不会影响蜂窝板的粘接效果。[0054]3、蜂窝板的粘接[0055]将待粘接的面板和芯材的粘接面的中间部位铺覆制得的热熔型胶膜，在面板0.5-3cm的边缘部位铺覆非流淌型复合结构胶膜，胶膜厚度与热熔型胶膜厚度相同。两种胶膜铺覆时衔接部位应紧密贴合，不要重叠，以确保热固化过程中胶接的可靠性。铺覆过胶膜的面板和蜂窝芯材准确定位后直接粘接，然后在压力0.3MPa、温度135°C条件下恒温恒压1小时进行固化，即得到粘接后的蜂窝板。[0056]虽然为了说明本发明，已经公开了本发明的优选实施方案，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离权利要求书所限定的本发明构思和范围的情况下，可以对本发明做出各种修改、添加和替换。

权利要求：1.一种蜂窝板的粘接方法，将构成所述蜂窝板的面板与蜂窝芯材通过胶膜粘接，固化后即形成所述蜂窝板，其特征在于，所述胶膜包括用于粘接中间部位的热熔型胶膜和用于粘接边缘部位的非流淌型复合结构胶膜；其中，所述热熔型胶膜的原料按照重量份包括：10〜30份的液态丁腈橡胶、20〜30份的液体环氧树脂、30〜50份的固体环氧树脂、3〜30份的固化剂、1〜7份的促进剂以及10〜25份的粉体填料；所述非流淌型复合结构胶膜的原料按照重量份包括:20〜35份的固体丁腈橡胶、30〜60份的液体环氧树脂、2〜10份的粉体填料、0.5〜2份的偶联剂、8〜13份的固化剂以及1〜4份的促进剂。2.根据权利要求1所述的粘接方法，其特征在于，所述胶膜的厚度为0.1〜2mm。3.根据权利要求1所述的粘接方法，其特征在于，所述非流淌型复合结构胶膜的宽度为0·5〜3cm〇4.根据权利要求1所述的粘接方法，其特征在于，所述面板材质为铝合金、钢或碳纤维，所述芯材材质为铝蜂窝、芳纶纸蜂窝或PET泡沫。5.根据权利要求1所述的粘接方法，其特征在于，所述液态丁腈橡胶为端氨基液态丁腈橡胶、端羧基液态丁腈橡胶、端羟基液态丁腈橡胶、端巯基液态丁腈橡胶中的一种或多种的混合物。6.根据权利要求1所述的粘接方法，其特征在于，所述液体环氧树脂为液体双酚A型环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、丁腈改性环氧树脂中的一种或多种的混合物。7.根据权利要求1所述的粘接方法，其特征在于，所述固体环氧树脂为固体双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的一种或多种的混合物。8.根据权利要求1所述的粘接方法，其特征在于，所述固化剂为双氰胺、改性双氰胺类、酸酐类固化剂中的一种或多种的混合物。9.根据权利要求1所述的粘接方法，其特征在于，所述促进剂为咪唑类环氧树脂促进剂、脲类环氧树脂促进剂中的一种或多种的混合物。10.根据权利要求1所述的粘接方法，其特征在于，所述粉体填料为二氧化硅、酞青蓝、钛白粉、云母粉、白炭黑、氢氧化镁、氧化铝粉、三氧化二铝中的一种或多种的混合物。11.根据权利要求1所述的粘接方法，其特征在于，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙二胺丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种的混合物。12.根据权利要求1-11任一项所述的粘接方法，其特征在于，所述固化的过程包括:压力为0.1〜0.5MPa、温度为120〜150°C的条件下固化0.5〜3小时。

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