[發明專利]用于表面制備的剝離層以及使用其的粘接方法

有效

• 申請號: 201880082509.1
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN111511532B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: L·麥克亞當斯;D·K·科利
• 申請（專利權）人: 塞特工業公司
• 主分類號: B29C65/02
• 分類號: B29C65/02;B29C65/48;B29C65/50;B29L31/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 童春媛;林毅斌

一種用于在膠粘劑粘接之前對復合基底進行表面制備的方法。該表面制備方法包括將含樹脂的剝離層施加到復合基底上，隨后共固化。該含樹脂的剝離層含有嵌入在其中的不可移除的紡織品載體和可移除的織造織物。共固化后，從該復合基底上移除該剝離層，使得移除該可移除的織造織物，但是該不可移除的紡織品載體和殘留樹脂膜保留在該復合基底上，從而在該復合基底上產生改性的可粘接表面。可以將具有該改性表面的復合基底粘接到另一個復合基底上，由此該紡織品載體仍為最終粘接結構的組成部分。

附圖說明

圖1展示了根據本披露的一個實施例的具有施加在其上的剝離層的復合基底。

圖2示出了在剝離層移除后的圖1的復合基底。

圖3展示了通過膠粘劑膜粘接在一起的兩個基底。

圖4是可結合到剝離層中的具有經編經向針織網格圖案的載體織物的俯視圖。

圖5示出了在G_1c斷裂韌性測試后在放大下的斷裂表面。

具體實施方式

金屬和非金屬基底的膠粘劑粘接是已知的應用于多種工業(包括運輸、能源、汽車和航空航天)的方法。基于環氧樹脂的膠粘劑被廣泛地用于在基底之間形成永久粘接，尤其是在航空航天領域中，這是由于該膠粘劑具有最小化應力集中、降低結構重量、減少組裝時間、降低成本并且改進耐腐蝕性的能力。膠粘劑粘接通常通過以下三種方式之一進行：(1)共固化、(2)共粘接和(3)二次粘接。

“共固化”涉及通過同時固化和粘接來接合未固化的復合零件，其中這些復合零件與膠粘劑一起固化，導致化學粘接。然而，難以將此技術應用于未固化預浸料的粘接以制造具有復雜形狀的大型結構零件。未固化的復合材料(例如預浸料)是粘性的(即粘的觸感)，并且缺乏自支撐所需的剛性。這樣，未固化的復合材料難以處理。例如，難以在具有復雜三維形狀的工具上組裝并且粘接未固化的復合材料。

“共粘接”包括通過膠粘劑粘接將預固化的復合零件接合到未固化的復合零件上，其中該膠粘劑和該未固化的復合零件在粘接期間被固化。預固化的復合材料通常在膠粘劑粘接之前需要附加的表面制備步驟。

“二次粘接”是通過膠粘劑粘接將預固化的復合零件接合在一起，其中只有膠粘劑被固化。這種粘接方法典型地需要在粘接表面處對每個先前固化的復合零件進行表面制備。

在航空航天工業中，典型地將復合材料結構共粘接或二次粘接，并且通常在接合之前需要對預固化的零件進行表面處理。此類表面處理可以包括噴砂處理、砂磨、剝離層施加、涂底漆、等離子體處理、激光燒蝕和本領域已知的其他方法。共粘接和二次粘接兩者都需要對每個先前固化的復合零件進行表面制備，以在膠粘性粘接的結構中實現最高水平的粘接層完整性。“粘接層”是指粘接的結構之間的膠粘接頭。此類表面處理通過在表面產生微粗糙度來增強粘合性。粗糙化表面允許通過在粘接表面處的機械聯鎖的更好的粘合性。

盡管傳統的表面制備方法可以提供增強的粘合性并消除粘接的復合材料結構中的粘合失效，但它們沒有賦予粘接結構額外的強度。因此，當內聚破壞是主要的失效模式時，極限粘接強度幾乎完全源自膠粘劑。此外，在某些條件下，如暴露于低溫，例如低于75°F(或＜24℃)時，當使用常規的表面制備時，粘接的結構的斷裂韌性會大大降低。

本文披露了一種粘接方法，該方法可以提供高粘接強度和高斷裂韌性，并且克服上述討論的在低溫下機械性能降低的局限性。