[發明專利]一種用于聚氨酯彈性體和鋁片的低溫陽極鍵合方法

有效

• 申請號: 202010020254.5
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111217326B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 陰旭;劉翠榮;趙浩成;孟慶森;杜超;趙為剛;孟員員
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: B81C3/00
• 分類號: B81C3/00
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務所(普通合伙) 34144
• 代理人: 方榮肖

1.一種用于聚氨酯彈性體和鋁片的低溫陽極鍵合方法，其特征在于，低溫陽極鍵合方法步驟如下：

S1：原料表面清洗：分別將鋁片與聚氨酯彈性體進行表面清洗；

S2：原料表面活化處理：

S21：將表面清洗后的聚氨酯彈性體浸在溶于鋰鹽的非溶解性有機溶劑中12～24h，再充分干燥，然后對所述聚氨酯彈性體的待鍵合表面進行反應性氣體低溫等離子體表面處理；

S22：將表面清洗后的鋁片浸在30～50℃的NH₄OH、H₂O₂、H₂O的混合溶液中10～20min；

S3：熱引導預連接：

S31：將活化后的聚氨酯彈性體置于80℃～140℃的真空環境中預熱處理5～10min；

S32：將活化后的鋁片在150℃～200℃的真空環境下預熱15～30min；

S33：將預熱后的聚氨酯彈性體和鋁片進行層疊貼合且施加恒定壓力0.01MPa～0.5MPa，放置在40～60℃真空干燥箱中2～6h，卸載壓力后室溫下靜置24～48h，得到預連接的聚氨酯彈性體和鋁片；

S4：將所述預連接的聚氨酯彈性體和鋁片置于陽極鍵合機中，設定溫度40℃～80℃，設定靜壓0.05MPa～1MPa，設定鍵合電壓0.5kV～0.8kV，在氮氣氣氛下接通電流開始鍵合，6-50s內電流達到6mA～20mA后開始下降；當電流降速明顯減慢或者電流下降出現停滯現象時，調低鍵合電壓，調幅為初設值的1/2～1/4；當電流降速再次明顯減慢或者電流下降再次出現停滯現象時，繼續調低鍵合電壓，調幅為上一次穩定值的1/2～1/4，重復此步驟，直到電流值穩定在1mA以下，且保持5s～10s不返彈，卸載靜壓力，然后冷卻至室溫，得到鍵合后的聚氨酯彈性體和鋁片。

2.如權利要求1所述的用于聚氨酯彈性體和鋁片的低溫陽極鍵合方法，其特征在于：所述用于聚氨酯彈性體和鋁片的低溫陽極鍵合方法還包括步驟S5：封邊保護：在所述鍵合后的聚氨酯彈性體和鋁片的四個斷面處均勻涂敷1～3層透明聚氨酯固化膠。

3.如權利要求1所述的用于聚氨酯彈性體和鋁片的低溫陽極鍵合方法，其特征在于：所述鋁片的表面清洗方法為：將所述鋁片分別在丙酮、無水乙醇、去離子水中超聲清洗20～30min，然后置于真空干燥箱干燥30～60min。

4.如權利要求1所述的用于聚氨酯彈性體和鋁片的低溫陽極鍵合方法，其特征在于：所述聚氨酯彈性體的清洗方法為：將所述聚氨酯彈性體首先用棉棒蘸取丙酮清洗表面，再分別置于無水乙醇和去離子水中超聲清洗5～10min。

5.如權利要求1所述的用于聚氨酯彈性體和鋁片的低溫陽極鍵合方法，其特征在于：所述步驟S21中所述鋰鹽為LiPF₆、LiTFSI或LiBOB。

6.如權利要求1所述的用于聚氨酯彈性體和鋁片的低溫陽極鍵合方法，其特征在于：所述步驟S21中所述有機溶劑為PC、DMC或DEC。

7.如權利要求1所述的用于聚氨酯彈性體和鋁片的低溫陽極鍵合方法，其特征在于：所述步驟S21中所述反應性氣體為空氣、氮氣或者二氧化碳。

8.如權利要求1所述的用于聚氨酯彈性體和鋁片的低溫陽極鍵合方法，其特征在于：所述步驟S22中NH₄OH、H₂O₂、H₂O的體積比為4:1:6。

9.如權利要求1所述的用于聚氨酯彈性體和鋁片的低溫陽極鍵合方法，其特征在于：所述聚氨酯彈性體，厚度為3mm，室溫離子導電率大于10^-7S/cm。

10.如權利要求1所述的用于聚氨酯彈性體和鋁片的低溫陽極鍵合方法，其特征在于：所述鋁片的厚度為0.2mm，純度為99.99％。