CN105666900B - 一种可离型高能胶用于纤维自行车粘接补强工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可重复使用的高能胶用于纤维自行车粘接补强的方法。具体为，针对粘接补强部位进行打磨粗化；对打磨的部位进行清洁；对粘接补强部位均匀涂上胶粘剂；在其上贴覆纤维复合材料；在其上再贴覆可重复使用的高能胶；在其上包覆束紧带固定形状；将制品置于与之相应树脂固化制程的温度和时间，树脂完全固化；冷却拆卸束紧带和可重复使用的高能胶；对粘接补强部位进行打磨、补土、涂漆，获得粘接补强后的制品。本发明避免传统一次性发泡胶的耗材浪费和环境污染。所得制品表面光滑，构层数更加简单，在受热膨胀后，纤维复材层间完全贴合,无气泡,粘接效果更加牢固，在制品膨胀固化成型结束后冷却至室温，其中的高能胶可以和制品良好剥离。

Description

一种可离型高能胶用于纤维自行车粘接补强工艺
技术领域
本发明涉及纤维复材领域，尤其涉及一种可离型高能胶用于纤维自行车粘接补强工艺。
背景技术
纤维复材制品，例如碳纤自行车、网球拍、羽毛球拍、滑雪板、安全帽、无人机机翼等越来越普及，纤维复材由于轻质高强获得市场的认可和人们的青睐，日常使用过程中，难免会发生磕碰造成纤维复材制品表面损伤，轻则影响外观视觉，重则影响制品结构强度，因此需要对局部损伤位置进行针对性的修复。另外在纤维复材制程过程中，制品表面难免会出现缺胶、孔隙、臭头等情况，也是需要对缺胶部位进行针对性的粘接补强。
现有做法存在工序繁琐且发泡胶不能回收对环境造成浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工序简单，材料可重复利用的可离型高能胶用于纤维自行车粘接补强工艺。
为实现上述目的，本发明提供一种可离型高能胶用于纤维自行车粘接补强工艺，其特征在于，步骤为，
1)针对粘接补强部位进行打磨粗化；
2)对打磨的部位进行清洁；
3)对粘接补强部位均匀涂上胶粘剂；
4)在其上贴覆纤维复合材料；
5)在其上再贴覆可离型高能胶；
6)在其上包覆束紧带固定形状；
7)将制品置于与之相应树脂固化制程的温度和时间，树脂完全固化；
8)冷却拆卸束紧带和可离型高能胶；
9)对粘接补强部位进行打磨、补土、涂漆，获得成型后的制品。
进一步，所述粘接补强部位是纤维复材制品使用过程碰撞损伤所致，或纤维复材制品制程环节局部气泡堆积导致树脂填充不饱满的缺胶部位。
进一步，所述胶粘剂是热塑性胶粘剂或热固性胶粘剂。
进一步，所述纤维复合材料是碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料。
进一步，所述纤维复合材料是含预浸料的纤维复合材料或干纤维和树脂再多层复合而成。
进一步，所述纤维复合材料的裁切形状略小于打磨形状，铺层的层数和角度根据力学设计操作。
进一步，所述纤维复合材料的厚度是0.1-5mm。
进一步，所述可离型高能胶是重复热膨胀可离型及可重复使用的发泡硅胶材料，使用温度100-200℃，厚度为0.01-5mm，根据使用环境发泡倍率范围1-20倍，产生膨胀压力范围0-2MPa。
进一步，所述可离型高能胶由40-100重量份液体硅胶；10-40重量份发泡剂；0.1-10重量份硅胶固化剂；1-30重量份导热添加剂和0.1-1重量份抗氧剂，将混合物涂布成片材或者倒入预制任意形状的模具，所述片材厚度范围0.01-5mm；将上述成型后的制品，置于25-90℃固化10min-24h即制备得到。任选的，所述高能胶的厚度是0.01-5mm；
任选的，所述束紧带是OPP、PE、PET、PVC或PI材质,在100-200℃使用时,变形率小于0.1％。
进一步，所述成型后的制品表面粗糙度Ra范围为:0.01～20μm。
所述纤维复合材料的铺层厚度根据实际的打磨深度情况而定，打磨越深，叠铺的层数越多，直至与未打磨部位相平即可。
本发明所述高能胶是一种重复热膨胀可离型的发泡硅胶材料，使用温度100-200℃，厚度为0.01-5mm，厚度与产生的膨胀力成正比关系,厚度低于0.01mm则产生膨胀力不足致使纤维复材的层间结合不够紧密,厚度高于5mm有可能膨胀力过大压迫制品造成报废。根据使用环境发泡倍率范围1-20倍，产生膨胀压力范围0-2MPa。本高能胶制品随使用环境温度变化，当温度升高启动膨胀产生压力，挤压复合材料从而提高复合材料层间结合力，当温度下降体积收缩至原始大小，可重复使用次数20次以上。
本发明所述束紧带，具体材质可以是OPP PE PET PVC PI等,要求能够在100-200℃使用,变形率小于0.1％。
成型后的制品表面粗糙度Ra范围为:0.01～20μm。
优点：
1、本发明工艺较传统方法工序简化，提高生产效率。
2、本发明工艺采用可重复多次使用的高能胶，避免传统一次性发泡胶的耗材浪费和环境污染。
3、本发明高能胶在碳纤维复材制程结束后可以与碳纤制品良好剥离，制品表面光滑。
4、结构层数相对传统说法更加简单，代替了硅胶片、发泡胶以及其中的束紧带。
5、该结构在受热膨胀后，其中的高能胶可以产生足够的压力使得纤维复材层间完全贴合,无气泡,粘接效果更加牢固。
6、该结构设计在制品膨胀固化成型结束后，冷却至室温，其中的高能胶可以和制品良好剥离，不会残留在制品表面，制品外观光滑干净。
本发明的技术方案:制品局部打磨—》清洁—》涂胶粘剂—》贴纤维复材—》包覆可离型高能胶—》缠绕束紧带—》高温烘烤时受热膨胀—》冷却拆卸束紧带和高能胶—》制品局部打磨、补土、喷漆。
现有的修复方法是：制品局部打磨—》清洁—》涂胶粘剂—》贴纤维复材—》包覆硅胶片—》缠绕束紧带—》包覆发泡胶—》再缠绕束紧带—》高温烘烤时发泡胶受热膨胀—》冷却拆卸束紧带和硅胶片—》制品局部打磨、补土、喷漆。
从上述流程比较就可以看出，本发明的方法简化了工序，提高了生产效率。
本发明的图2是高能胶整圈缠绕截面示意图；图3是高能胶局部缠绕截面示意图，其中1为待修复的纤维复材制品，2为纤维复合材料，3为高能胶，4为束紧带。其中纤维复合材料的厚度为0.1-5mm，高能胶的厚度是0.01-5mm。图2和图3是根据不同修复材料，不同的缠绕方式而已。
附图说明
图1是高能胶整圈缠绕修复结构图。
图2是高能胶整圈缠绕截面示意图。
图3是高能胶局部缠绕截面示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
以下实施例所用胶粘剂是环氧树脂。
实施例结合图1-2进行修复。其中1为纤维复材制品，2为纤维复合材料，3为高能胶，4为束紧带。其中纤维复合材料的厚度为0.1-5mm，高能胶的厚度是0.01-5mm。
实施例1：
以纤维复材制品制程环节局部气泡堆积，导致树脂填充不饱满缺胶进行粘接补强举例，首先是针对粘接补强部位采用150#砂纸进行打磨粗化，然后用丁酮清洗烘干，在打磨的部位涂上热固性的环氧树脂胶，再包覆含预浸料的碳纤维复合材料直至与未打磨部位相平，形状略小于打磨形状，然后再包覆高能胶(由40-100重量份液体硅胶；10-40重量份发泡剂；0.1-10重量份硅胶固化剂；1-30重量份导热添加剂和0.1-1重量份抗氧剂，将混合物涂布成片材，所述片材厚度范围0.01-5mm；将上述成型后的制品，置于25-90℃固化
10min-24h即制备得到。以下同此)，在最外面缠紧束紧带固定形状，将制品置于150℃，30min，树脂完全固化；冷却至室温，拆卸OPP带(束紧带的一种，以下均同此)和高能胶，其中高能胶和制品的界面可以轻易剥离，且制品表面光滑；对粘接补强部位进行打磨、补土、涂漆，获得粘接补强后的制品。粘接补强后的制品表明光滑，表面粗糙度Ra＝0.01μm，结构强度不受影响。剥离后的高能胶可以重复使用20次。
实施例2：
以碳纤自行车架制日常碰撞损伤进行粘接补强举例，如图1或者图2，高能胶整圈缠绕修复结构图。图2是图1的截面示意图。
首先是针对粘接补强部位采用150#砂纸进行打磨粗化，然后用乙醇清洁烘干，在打磨的部位涂上热固性的环氧树脂胶，一层环氧树脂胶一层玻璃丝布缠绕在损坏处累计六层，形状略小于打磨形状，然后再包覆高能胶，在最外面缠紧束紧带固定形状，将制品置于150℃，30min，树脂完全固化；冷却至室温，拆卸OPP带和高能胶，其中高能胶和制品的界面可以轻易剥离，且制品表面光滑；对粘接补强部位进行打磨、补土、涂漆，获得粘接补强后的制品。粘接补强后的制品表明光滑，表面粗糙度Ra＝1.2μm，结构强度不受影响。剥离的高能胶可以重复使用20次。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种可重复使用的高能胶用于纤维自行车粘接补强的方法，其特征在于，步骤为，
1)针对粘接补强部位进行打磨粗化；
2)对打磨的部位进行清洁；
3)对粘接补强部位均匀涂上胶粘剂；
4)在其上贴覆纤维复合材料；
5)在其上再贴覆可重复使用的高能胶；
6)在其上包覆束紧带固定形状；
7)将制品置于与之相应树脂固化制程的温度和时间，树脂完全固化；
8)冷却拆卸束紧带和可重复使用的高能胶；
9)对粘接补强部位进行打磨、补土、涂漆，获得成型后的制品；
所述可重复使用的高能胶是一种重复热膨胀可离型的发泡硅胶材料，使用温度100-200℃，厚度为0.01-5mm，厚度与产生的膨胀力成正比关系。
2.如权利要求1所述可重复使用的高能胶用于纤维自行车粘接补强的方法，其特征在于，所述粘接补强部位是纤维复材制品使用过程碰撞损伤所致，或纤维复材制品制程环节局部气泡堆积导致树脂填充不饱满的缺胶部位。
3.如权利要求1所述可重复使用的高能胶用于纤维自行车粘接补强的方法，其特征在于，所述胶粘剂是热塑性胶粘剂或热固性胶粘剂。
4.如权利要求1所述可重复使用的高能胶用于纤维自行车粘接补强的方法，其特征在于，所述纤维复合材料是碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料。
5.如权利要求1所述可重复使用的高能胶用于纤维自行车粘接补强的方法，其特征在于，所述纤维复合材料是含预浸料的纤维复合材料或干纤维和树脂多层复合而成。
6.如权利要求1所述可重复使用的高能胶用于纤维自行车粘接补强的方法，其特征在于，所述纤维复合材料的裁切形状略小于打磨形状，铺层的层数和角度根据力学设计操作。
7.如权利要求1所述可重复使用的高能胶用于纤维自行车粘接补强的方法，其特征在于，所述纤维复合材料的厚度是0.1-5mm。
8.如权利要求1所述可重复使用的高能胶用于纤维自行车粘接补强的方法，其特征在于，所述可重复使用的高能胶是重复热膨胀可离型及可重复使用的发泡硅胶材料，使用温度100-200℃，厚度为0.01-5mm，根据使用环境发泡倍率范围1-20倍，产生膨胀压力范围0-2MPa。
9.如权利要求1所述可重复使用的高能胶用于纤维自行车粘接补强的方法，其特征在于，所述可重复使用的高能胶由40-100重量份液体硅胶；10-40重量份发泡剂；0.1-10重量份硅胶固化剂；1-30重量份导热添加剂和0.1-1重量份抗氧剂混合后形成混合物，之后将混合物涂布成片材或者倒入预制任意形状的模具，所述片材厚度范围0.01-5mm；将所得置于25-90℃固化10min-24h即制备得到。
10.如权利要求1所述可重复使用的高能胶用于纤维自行车粘接补强的方法，其特征在于，所述可重复使用的高能胶的厚度是0.01-5mm。
11.如权利要求1所述可重复使用的高能胶用于纤维自行车粘接补强的方法，其特征在于，所述束紧带是OPP、PE、PET、PVC或PI材质，在100-200℃使用时,变形率小于0.1％。
12.如权利要求1所述可重复使用的高能胶用于纤维自行车粘接补强的方法，其特征在于，所述成型后的制品表面粗糙度Ra范围为：0.01～20μm。
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