CN110293687B - 一种聚醚酰亚胺多岐管板键合方法 - Google Patents

一种聚醚酰亚胺多岐管板键合方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种聚醚酰亚胺多岐管板键合方法，属于高分子聚合物制品成型领域。键合装置的设计制造包括模柄、上模座、上模、隔热板、支撑块、下模、下模座、定位销、电加热棒和调节片等9种主要零件组成。键合时，将上模、下模加热到180℃～240℃之间，将需要键合的多岐管板盖片、基片和调节片顺序放置于下模的矩形通槽中，调节片的厚度在0.05‑0.3mm之间；然后将上模、下模合模保压5‑20min，开模后取出键合好的多岐管板即可。本发明有效解决了用于键合内部具有微通道结构、大厚度的PEI多岐管板键合过程中传热不均匀和有效保温、压力量化控制等技术难题，对于其他的耐高温聚合物器件键合具有指导意义。

Description

一种聚醚酰亚胺多岐管板键合方法
技术领域
本发明属于高分子聚合物制品成型技术领域，特别涉及到一种内部具有微通道结构的聚醚酰亚胺(PEI)多岐管板的键合方法。
背景技术
随着高分子聚合物制品在工业领域日益广泛的应用，为满足各种功能要求，其外部形状和内部结构越来越复杂，造成许多制品难以直接采用注塑、挤出或吹塑等方法一次成型，不得不做成分体零件，通过后续的键合工艺将2个或2个以上零件组合在一起，构成具有满足特定使用功能的完整制品。
目前，聚合物制品的键合方法主要有热键合、表面改性键合、超声波键合、溶剂键合和胶粘键合等。在众多键合方法中，热键合一般不需要复杂的设备，操作过程简易、工艺成本低、应用范围广，并且能提供与基体材料一致的微通道界面性质，这对于微分析操作非常关键。而且无论是化学键合还是物理键合，均需要在一定的加热条件下进行，因此，研究热键合工艺过程具有一定的普遍意义。
聚醚酰亚胺(Polyetherimide，简称PEI)具有很好的高温稳定性和力学性能，这些特性使得聚醚酰亚胺成为高分子聚合物制品领域一种独特的优质材料，但是由此也对其热键合带来如何加热、加压等很多技术难题。如果能设计一种适合聚醚酰亚胺多岐管板加热加压的键合装置，则将大大提高聚醚酰亚胺多岐管板的键合效率和键合质量，从而降低相应制品的制作成本，为其产业化生产奠定技术基础。
发明内容
本发明提供了一种聚醚酰亚胺(PEI)多岐管板的键合方法，采用特定的加热加压手段，用于键合内部具有微通道结构、大厚度的聚醚酰亚胺(PEI)多岐管板。
本发明的技术方案：
一种聚醚酰亚胺(PEI)多岐管板键合方法，分为键合装置的设计制造和键合工艺两部分：
(1)键合装置的设计制造：一种聚醚酰亚胺(Polyetherimide，简称PEI)多岐管板的加热加压键合装置，包括模柄、上模座、上模、隔热板、支撑块、下模、下模座、定位销、电加热棒和调节片；上模、上模座和模柄通过螺钉组合在一起，安装在压力机或冲床滑块上，可相对下模做上下往复运动；下模上表面开有一矩形通槽，宽度与多岐管板宽度相同，深度等于多岐管板盖片与基片厚度之和，用于放置待键合的多岐管板和调节片；该矩形通槽中有一销孔用于安装定位销，且定位销的直径小于矩形通槽宽度，定位销与矩形通槽之间设置有垫片；上模、下模开有若干放置电加热棒或通热油、热水的通孔；上模、下模与对应的上模座、下模座之间设有隔热板；支撑块的高度分别与相对应的装配好的上模、下模等高；
(2)键合工艺：将上模、下模加热到180℃～240℃之间，将待键合的多岐管板盖片、基片和调节片顺序放置于下模的矩形通槽中，调节片的厚度在0.05-0.3mm之间；然后将上模、下模合模保压5-20min，开模后取出键合好的多岐管板即可。
本发明的有益效果：在多岐管板基片底部与通槽表面之间放置不同厚度的调节片，使得多岐管板盖片超出下模整体平面一定的高度，从而在上下模闭合时实现对多岐管板施加不同的键合压力。下模通槽能够提高热量传递的均匀性以及键合过程中多岐管板温度的稳定性。定位销直径小于通槽的宽度，定位销与通槽侧壁之间的缝隙便于键合后多岐管板的勾取。支撑块用于减缓上模对下模的冲击，同时保障键合压力大小只依赖于调节片的厚度。本发明有效解决了用于键合内部具有微通道结构、大厚度的聚醚酰亚胺(PEI)多岐管板键合过程中传热不均匀和有效保温、压力量化控制等技术难题，将进一步提高多岐管板的键合效率和键合质量；同时，聚醚酰亚胺是一种较为典型的耐高温材料，聚醚酰亚胺的热键合理论与方法在一定程度上也适用于其他的耐高温聚合物材料，对于其他的耐高温聚合物器件键合具有指导意义。
附图说明
图1为本发明聚醚酰亚胺多岐管板键合装置装配简图。
图2聚醚酰亚胺多岐管板键合装置下模俯视图。
图3a为聚醚酰亚胺多岐管板盖片仰视图。
图3b为聚醚酰亚胺多岐管板基片俯视图。
图中：1模柄；2上模座；3隔热板；4上模；5支撑块；6定位销；7垫片；8加热棒；9下模；10下模座。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
一种聚醚酰亚胺(PEI)多岐管板键合方法，包括键合装置的设计制造和键合工艺两部分。
本实例的多岐管板盖片厚3mm、基片厚7mm，宽10mm、长50mm，键合后的微通道截面形状为直径1mm的圆形。
如图1所示，本发明键合装置包括模柄1、上模座2、隔热板3、上模4、支撑块5、定位销6、调节片7、加热棒8、下模9和下模座10。其中下模9上表面开有一矩形通槽，宽度与多岐管板宽度相同，深度等于多岐管板盖片与基片厚度之和；矩形通槽中有一销孔用于放置定位销6，定位销6对多岐管板进行定位，使多岐管板盖片与基片在长度方向也对齐，且定位销6的直径小于通槽宽度；在多岐管板基片底部与通槽表面之间放置0.1mm厚的调节片7，使得多岐管板超出下模整体平面0.1mm，从而在上下模闭合时实现对多岐管板施加不同的键合压力。模具两侧有4个支撑块5用于减缓上模4对下模9的冲击，同时保障键合压力大小只依赖于调节片7的厚度。
该键合装置外接温控箱，键合时，上模4和下模9由加热棒8加热至设定温度240℃后，温控表发出控制信号到接触器使加热棒8失电，加热棒8停止产生热量，然后将聚醚酰亚胺多岐管板盖片、基片和所需厚度的调节片7一起放置在下模9的通槽中，上模部分通过模柄1固定在安装在压力机或冲床滑块上，从而带动上模4缓慢下降至与下模9接触，保温保压20min，最终完成多岐管板的键合。

Claims (1)

1.一种聚醚酰亚胺多岐管板键合方法，其特征在于，该聚醚酰亚胺多岐管板键合方法分为键合装置的设计制造和键合工艺两部分：
(1)键合装置的设计制造：该键合装置包括模柄、上模座、上模、隔热板、支撑块、下模、下模座、定位销、电加热棒和调节片；上模、上模座和模柄通过螺钉组合在一起，安装在压力机或冲床滑块上，可相对下模做上下往复运动；下模上表面开有一矩形通槽，宽度与多岐管板宽度相同，深度等于多岐管板盖片与基片厚度之和，用于放置待键合的多岐管板和调节片；该矩形通槽中有一销孔用于安装定位销，定位销对多岐管板进行定位，使多岐管板盖片与基片在长度方向也对齐，且定位销的直径小于矩形通槽宽度，定位销与矩形通槽之间设置有垫片；上模、下模开有若干放置电加热棒或通热油、热水的通孔；上模、下模与对应的上模座、下模座之间设有隔热板；支撑块的高度分别与相对应的装配好的上模、下模等高；
(2)键合工艺：将上模、下模加热到180℃～240℃之间，将待键合的多岐管板盖片、基片和调节片顺序放置于下模的矩形通槽中，调节片的厚度在0.05-0.3mm之间；然后将上模、下模合模保压5-20min，开模后取出键合好的多岐管板即可。
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