CN111454672A - 一种用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜及其制备方法 - Google Patents

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CN111454672A CN202010448618.XA CN202010448618A CN111454672A CN 111454672 A CN111454672 A CN 111454672A CN 202010448618 A CN202010448618 A CN 202010448618A CN 111454672 A CN111454672 A CN 111454672A
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Abstract

一种用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜及其制备方法，S1混胶，将A组分、B组分和亲水白炭黑搅拌混合，制得胶粘剂，所述A组分为聚硅氧烷改性环氧树脂本体，所述B组分为低分子量聚酰胺固化剂；S2、浸胶，将骨架基材的上下两面分别涂胶粘剂，再用脱模纸将其包裹；S3、胶膜成型，将包裹好的骨架基材放置到成型工装内，通过成型工装压缩成块状，制得胶膜。骨架基材选取合理，与胶粘剂具有良好的相容性，其本身易压缩，进而使制作的胶膜自适应性好，可满足不同缝隙、不同型面(平面或曲面)的粘接需求；浸胶方式不仅保证了骨架基材中的浸胶量、胶粘剂在骨架基材中的均匀性，且脱模纸上残存的胶液较少，提高了胶粘剂的利用率。

Description

一种用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶粘剂胶膜制备领域，特别涉及一种用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜及其制备方法。
背景技术
火箭发动机壳体绝热层和药柱绝热层都是丁腈橡胶，工艺需要将这两层丁腈橡胶进行粘接。目前的工艺是先在药柱绝热层面涂胶，然后再将药柱推挤到位，进行药柱与壳体绝热层的粘接。由于所用的胶粘剂黏度较大、常温时流胶、触变性不好，实际涂胶时难度系数高、工作量大、且涂胶不均匀；胶常温会固化，操作周期短。目前为解决上述问题是通过制作胶膜粘接解决，旨在解决流胶，涂胶不均匀，操作周期长的问题。
胶膜的制备工艺对胶膜的性能产生直接影响，尤其涉及胶膜的粘接质量及使用的便捷性，其中制备工艺的难点在于：
1、胶膜骨架基材的选取与处理，由于胶粘剂的粘度大，要求骨架基材的孔径大，易于浸胶；为了满足粘接强度要求，骨架的孔隙率要大，浸胶量大；骨架基材与胶粘剂应具有良好的相容性；为了有较好的自适应性，满足不同缝隙、不同型面(平面或曲面)的粘接要求；
2、浸胶的一致性，胶粘剂需均匀浸润至骨架基材内部和外表面；
3、防止胶膜滑移，制作成型的胶膜在使用过程中骨架基材与胶粘剂不会出现滑移，保证丁腈橡胶的粘接的稳定性；
发明内容
本发明为了克服现有技术的缺点，提供一种用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜及其制备方法，通过选取特定的骨架基材，并对其进行特种工艺改性处理，制得过程中浸胶的一致性好，胶膜的使用过程中骨架基材与胶粘剂不产生滑移，不仅满足丁腈橡胶粘接的强度要求，且稳定性好。
一种用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、混胶，将A组分、B组分和亲水白炭黑搅拌混合，制得胶粘剂，所述A组分为聚硅氧烷改性环氧树脂本体，所述B组分为低分子量聚酰胺固化剂；
S2、浸胶，将骨架基材的上下两面分别涂胶粘剂，再用脱模纸将其包裹；
S3、胶膜成型，将包裹好的骨架基材放置到成型工装内，通过成型工装压缩成块状，制得胶膜。
进一步地，步骤S1中，
先将亲水白炭黑与A组分搅拌混合，混合过程中1分钟之内加入B组分持续搅拌混合，制得胶粘剂；
所述A组分、B组分和亲水白炭黑的混合质量比为100:40-50:5-7；
所述A组分、B组分和亲水白炭黑通过机器搅拌混合制得，机器搅拌的转速为700-900r/min。
进一步地，所述A组分、B组分和亲水白炭黑的混合质量比为100:45:6。
其中，低分子量聚酰胺固化剂为镇江丹宝650、无锡凤凰650、舜天聚酰胺环氧固化剂650中的一种或多种；亲水性白炭黑为美国卡博特亲水型气相白碳黑M-512纳米二氧化硅、德国瓦克白炭黑N20亲水型气相二氧化硅、缘江牌YJ2#、卡博特CAB-O-SILTS-530、德固赛A380气相白炭黑、赢创AEROSIL200中的一种。
进一步地，所述聚硅氧烷改性环氧树脂本体包括82-90质量份数的线性有机硅改性环氧树脂CRE-2501、10-18质量份数的超支化环氧树脂CRE-2502制得反应原液，所述反应原液内加入其0.5-2质量份数的硅烷偶联剂反应制得聚硅氧烷改性环氧树脂本体。硅烷偶联剂0.5-2质量份数以反应原液的100份质量份数为基准。
进一步地，所述A组分的分子结构式由线性有机硅改性环氧基和超支化环氧基通过硅烷偶联剂偶联缩合制备为珠链状超支化高分子结构式：
Figure BDA0002506875290000031
其中
Figure BDA0002506875290000032
或超支化环氧基；
即
Figure BDA0002506875290000033
为线性有机硅改性环氧基(聚硅氧烷链段)，其中n为20-1000，R1为环氧烷基，R2为烷基或者超支化环氧基。
具体R1为环氧丙基、环氧乙基或环氧丁基，或其它环氧烷基。
所述超支化环氧基结构为：
Figure BDA0002506875290000034
中的一种，或者一种以上的组合；
上述五种超支化环氧基的结构式中“o”代表氧原子，每一条线段的拐(折)点处代表有一个碳原子，末端有一个环氧基，或者末端有两个环氧基，或者末端有四个环氧基，或者末端有八个环氧基，或者末端有十六个环氧基；
进一步地，步骤S2中，
浸胶过程的温度控制在20-25℃，湿度＜70％；
所述骨架基材与胶粘剂的质量比例为1:33-37。
进一步优选地，所述骨架基材与胶粘剂的质量比例为1:35。
进一步地，所述骨架基材的材质为可压缩的聚酰胺纤维多孔织物，孔径1-5mm，密度1.05-1.25g/cm3，孔隙率为90％-97％，所述胶粘剂的黏度为104-130cps；
所述骨架基材为骨架基材A或骨架基材B；
所述骨架基材A的聚酰胺纤维直径350-500um，强度78-85MPa；相应地所述骨架基材A即聚酰胺纤维多孔织物的孔径为3-5mm，孔隙率90-95％；
所述骨架基材B的聚酰胺纤维直径100-300um，强度75-80MPa；相应地所述骨架基材B的聚酰胺纤维多孔织物的孔径为1-3mm，孔隙率95-97％；所述骨架基材B的表观密度0.03-0.035g/cm3，压缩率85-88.5％，压缩回弹率75-82％，压缩模量14.5-15.7Mpa。
进一步地，所述骨架基材B通过如下方法进一步改性制得：
Q1、在温度为20±5℃，湿度不高于70％的环境中，将骨架基材的聚酰胺纤维多孔织物，简称原骨架基材，浸泡在放有乙醇的封闭容器中,浸泡后取出后沥干，再置于烘箱中烘烤后取出；
Q2、烘干后的原骨架基材浸泡在表面处理剂中，浸泡后取出沥干，置于烘箱中烘烤后取出得到骨架基材，所述表面处理剂为放有γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的纯水溶液(简称LK-023)。
更进一步地，步骤Q1中，所述乙醇的纯度为95％，所述原骨架基材浸泡于乙醇中的时间为20-28h，取出后自然沥干3-8min，烘箱中烘烤的温度为55-65℃，时间为100-140min；
步骤Q2中，烘干后的原骨架基材浸泡在表面处理剂的时间为20-28h，取出后自然沥干3-8min；置于55-65℃的烘箱中烘烤100-140min后升至85-95℃继续烘烤160-200min后关闭烘箱，待烘箱自然冷却至室温后得到骨架基材B；
所述表面处理剂中γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的质量分数为2.0±0.05％。
进一步优选地，步骤S2中，所述脱模纸包括第一脱模纸和第二脱模纸；
先将第一脱模纸平铺在托胶板上，骨架基材按中心对称点放置在第一脱模纸上，骨架基材向上的一面倒入胶粘剂，倒胶时沿四个角落和中心点均匀倒置，随即用刮板将胶粘剂平摊在骨架基材表面，平摊过程中，刮板与骨架表面充分接触；待表面胶平摊完整后，再用刮板将胶粘剂胶刮均匀，保证四周边缘的胶量充足；
涂完一面后，盖上第二脱模纸，(人工或使用机械)翻面，取下第一脱模纸进行另一面的涂胶工作，完成后另一面盖上第一脱模纸；
将骨架基材四周的第一脱模纸和第二脱模纸沿边缘折叠起来，对胶膜进行包裹，完成浸胶。
进一步地，所述步骤S3中的成型工装包括固定板、活动板、驱动组件(气缸)，所述驱动组件与活动板连接，所述固定板设于活动板下方；
将完成浸胶包裹好的胶膜放置于固定板上，所述驱动组件驱动活动板向下移动贴住所述胶膜，并施加压力在胶膜上，压缩距离0.5-1.5mm，压缩时间3-8分钟，使所述胶膜的压缩量为0.5-1.5mm。
更进一步具体地，胶膜压缩后的成型厚度4-6mm。
进一步地，根据上述方法制备的用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜，其特征在于所述胶膜拉伸强度≥5.0MPa，剪切强度≥2.0MPa。
本发明的一种用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜及其制备方法具有有以下优点：
1、骨架基材选取合理，与胶粘剂具有良好的相容性，其本身易压缩，进而使制作的胶膜自适应性好，可满足不同缝隙、不同型面(平面或曲面)的粘接需求；
2、浸胶方式不仅保证了骨架基材中的浸胶量、胶粘剂在骨架基材中的均匀性，且脱模纸上残存的胶液较少，提高了胶粘剂的利用率；
3、通过该制备方法，浸胶的一致性好，使用过程中不产生滑移，粘接强度大，稳定性好；
4、通过该制备方法制备的胶膜，使用方式灵活，可现场制作后使用，或制作完成后冷藏储存后再使用。
附图说明
图1为实施例2中胶膜制备的流程示意图；
图2为实施例2中成型工装的立体结构示意图；
图3为实施例2中成型工装的侧面结构示意图。
其中，1-机架，2-压缩部件，3-上压板组件，4-下底板，5-伸缩杆，6-下机架，7-上机架，8-底梁，9-横杆，10-横梁，11-立柱，12-压板，13-安装架，14-固定板，15-调节螺杆，16-导轨，17-滚轮，18-驱动组件，19-驱动器，20-传动组件，21-行程开关，22-控制箱，23-调节螺母。。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、混胶，将A组分、B组分和亲水白炭黑搅拌混合，制得胶粘剂，所述A组分为聚硅氧烷改性环氧树脂本体，所述B组分为低分子量聚酰胺固化剂；
S2、浸胶，将骨架基材的上下两面分别涂胶粘剂，再用脱模纸将其包裹；
S3、胶膜成型，将包裹好的骨架基材放置到成型工装内，通过成型工装压缩成块状，制得胶膜。
步骤S1中，
先将亲水白炭黑与A组分搅拌混合，混合过程中1分钟之内加入B组分持续搅拌混合，制得胶粘剂；
所述A组分、B组分和亲水白炭黑的混合质量比为100:45:6；
所述A组分、B组分和亲水白炭黑通过机器搅拌混合制得，机器搅拌的转速为800r/min。
步骤S2中，
浸胶过程的温度控制在20-25℃，湿度＜70％；
本实施例中，采用的低分子量聚酰胺固化剂的牌号为镇江丹宝650，亲水白炭黑的牌号为美国卡博特亲水型气相白碳黑M-512纳米二氧化硅。
所述A组分的分子结构式由线性有机硅改性环氧基和超支化环氧基通过硅烷偶联剂偶联缩合制备为珠链状超支化高分子结构式：
Figure BDA0002506875290000081
其中
Figure BDA0002506875290000082
Figure BDA0002506875290000083
的组合，三种超支化环氧基的结构式中“o”代表氧原子，每一条线段的拐(折)点处代表有一个碳原子，末端有一个环氧基，或者末端有两个环氧基，或者末端有四个环氧基；
即
Figure BDA0002506875290000084
为线性有机硅改性环氧基，即聚硅氧烷链段由n＝200个线性有机硅改性环氧基构成，另一个实施例中n＝20，再另一个实施例中n＝1000，R1为环氧烷基，本实施例中R1为环氧丙基，R2为甲烷基(50个)、三种超支化环氧基的组合(各50个)，每一种结构间隔分布；另一个实施例中，烷基和超支化环氧基各自的数量和结构分布都是随机的。跟另一个实施例中n＝20，再另一个实施例中n＝1000的相比较而言，R2的结构情况相似，只是分子量各自有区别。
聚硅氧烷改性环氧树脂本体其制备方法为：按质量分数记将线性有机硅改性环氧树脂86.2份加入反应釜中，升温至80℃后搅拌15min，加入超支化环氧树脂13.8份，继续搅拌20min制得反应原液，随后反应原液内加入其0.5份的硅烷偶联剂(乙烯基三甲氧基硅烷)，搅拌90min后自然冷却至50℃出料。尤其，0.5质量份数的硅烷偶联剂(乙烯基三甲氧基硅烷)，是以制得的反应原液的质量为基准。所述线性有机硅改性环氧树脂的黏度60000cps，密度1.08g/cm3，环氧值0.30mol/100g，呈浅黄色透明液体；所述超支化环氧树脂的黏度40000cps，密度1.00g/cm3，环氧值0.62mol/100g，呈浅黄色透明液体；所述硅烷偶联剂(乙烯基三甲氧基硅烷)的密度0.93g/cm3，呈无色透明液体。
通过上述方法制备聚硅氧烷改性环氧树脂本体后，再选取骨架基材制备胶粘剂胶膜。骨架基材的材质为可压缩的聚酰胺纤维多孔织物，其结构为类似钢丝球状的立体织物，密度1.2g/cm3，孔隙率为92％，孔隙率即骨架基材的孔隙占总体积的百分数，所述胶粘剂的黏度为110cps。
本实施例中，所述骨架基材为骨架基材A，所述骨架基材A的聚酰胺纤维直径420um，强度78MPa；相应地所述骨架基材A的聚酰胺纤维多孔织物的孔径为3-5mm，孔径为聚酰胺纤维空间范围内形成的不规则形状，所述骨架基材A与胶粘剂的质量比为1:35，制作的胶膜厚度为6mm。
步骤S2中，所述脱模纸包括第一脱模纸和第二脱模纸；
先将第一脱模纸平铺在托胶板上，骨架基材按中心对称点放置在第一脱模纸上，骨架基材向上的一面倒入胶粘剂，倒胶时沿四个角落和中心点均匀倒置，随即用刮板将胶粘剂平摊在骨架基材表面，平摊过程中，刮板与骨架表面充分接触；待表面胶平摊完整后，再用刮板将胶粘剂胶刮均匀，保证四周边缘的胶量充足；
涂完一面后，盖上第二脱模纸，人工翻面，另一实施例中是机械翻面，取下第一脱模纸进行另一面的涂胶工作，完成后另一面盖上第一脱模纸；
将骨架基材四周的第一脱模纸和第二脱模纸沿边缘折叠起来，对胶膜进行包裹，完成浸胶。
另一实施例中，浸胶时骨架基材单面涂胶粘剂，胶粘剂并没有完全渗透骨架基材，大部分骨架基材处于表干状态，尤其骨架基材底面没有胶液。骨架基材厚度6mm，胶粘剂渗透厚度约为2mm，单面脱模纸残存胶液较多。改为双面涂胶粘剂后，骨架基材中间夹层没有胶粘剂，上下两层表面胶粘剂较多，骨架基材厚度6mm，胶液渗透厚度约为2mm，双面脱模纸残存胶液较多。进一步改进后，骨架基材单面涂胶粘剂，脱模纸折边后施压，胶粘剂渗透厚度约为4mm，对于6mm的骨架基材，底部2mm层面没有胶粘剂，与胶粘剂接触面脱模纸残存胶液较少。综上所述，采用本申请中的方法，胶粘剂与骨架基材浸胶的一致性好，不仅保证了骨架基材中的浸胶量、胶粘剂在骨架基材中的均匀性，且脱模纸上残存的胶液较少，提高了胶粘剂的利用率。
骨架基材A本体强度高，本身材质孔径较粗，且表面粗糙，柔韧性差，可压缩，孔隙间距较小，不易浸胶。制成胶膜后，胶膜不易弯曲，难压缩，不能较好的适应弧形面粘贴，制作完成的胶膜外部包覆有脱模纸，不仅可防止压缩成型中溢胶，同时便于运输，制作完成后可直接将胶膜运送至粘贴现场，粘接时先撕掉一面脱模纸，然后将胶膜与药块竖直边对齐粘贴，再用圆柱形空心棒沿药块表面将胶膜均匀的滚贴在药块型面上。铺贴完整后再反复用圆棒滚贴三次，使胶膜与药块型面外部的丁腈橡胶粘贴牢靠。再沿胶膜表面撕掉另一面脱模纸，粘接另一型面的丁腈橡胶，为防止胶膜由于重力作用下滑，在胶膜的上半区域，按折线型打入三行共14枚大头钉，打入深度约为8mm。另一实施例中，将制作完成的胶膜，在温度-14℃环境下冷藏储存两天，再将胶膜运送至粘贴现场，同样可达到良好的粘接效果。
本实施例中，所述步骤S3中的成型工装包括固定板、活动板、驱动组件(气缸)，所述驱动组件与活动板连接，所述固定板设于活动板下方；
将完成浸胶包裹好的胶膜放置于固定板上，所述驱动组件驱动活动板向下移动贴住所述胶膜，并施加压力在胶膜上，压缩距离0.5mm，压缩时间3分钟，使所述胶膜的压缩量为0.5mm。另一个实施例中压缩距离1.5mm，压缩时间8分钟，使所述胶膜的压缩量为1.5mm。又另一个实施例中压缩距离1mm，压缩时间6分钟，使所述胶膜的压缩量为1mm。
胶膜压缩后的成型厚度4mm。另一个实施例中成型厚度6mm，又另一个实施例中成型厚度5mm。
制成的所述胶膜拉伸强度≥5.0MPa，剪切强度≥2.0MPa。
采用胶膜进行粘贴，其优点相对传统的人工涂胶粘贴如下表1所示：
表1
粘贴方式 粘贴操作周期 流胶 用胶量 溢胶量 操作人员 提前准备
人工涂胶粘贴 长 流胶严重 大 大 多 否
胶膜粘贴 短 不流胶 小 小 3人 可储存
实施例2：
如图1所示，一种用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、混胶，将A组分、B组分和亲水白炭黑搅拌混合，制得胶粘剂，所述A组分为聚硅氧烷改性环氧树脂本体，所述B组分为低分子量聚酰胺固化剂；
S2、浸胶，将骨架基材的上下两面分别涂胶粘剂，再用脱模纸将其包裹；
S3、胶膜成型，将包裹好的骨架基材放置到成型工装内，通过成型工装压缩成块状，制得胶膜。
本实施例中所述聚硅氧烷改性环氧树脂本体、低分子量聚酰胺固化剂和亲水白炭黑混合的质量比例为100:55:7。
所述聚硅氧烷改性环氧树脂本体的分子结构式由线性有机硅改性环氧基CRE-2501和超支化环氧基CRE-2502通过硅烷偶联剂(乙烯基三甲氧基硅烷)偶联缩合制备为珠链状超支化高分子结构式：
Figure BDA0002506875290000121
其中
Figure BDA0002506875290000122
Figure BDA0002506875290000123
的组合；五种超支化环氧基的结构式中“o”代表氧原子，每一条线段的拐(折)点处代表有一个碳原子，末端有一个环氧基，或者末端有两个环氧基，或者末端有四个环氧基，或者末端有八个环氧基这四种，或者末端有十六个环氧基；
即
Figure BDA0002506875290000131
为线性有机硅改性环氧基，即聚硅氧烷链段由n＝500个线性有机硅改性环氧基构成，R1为环氧烷基，本实施例中R1为环氧丙基，R2为乙烷基(100个)、四种超支化环氧基的组合(各100个)，每一种结构间隔分布；另一个实施例中，烷基和超支化环氧基各自的数量和结构分布都是随机的。
本实施例中，所述骨架基材为骨架基材B，所述骨架基材B为聚酰胺纤维多孔织物，所述骨架基材B的表观密度(骨架基材的真实堆密度-质量体积法)0.03-0.035g/cm3，压缩率(骨架基材的线性压缩率-GB/T 4472)85-88.5％，压缩回弹率(骨架基材压缩后的自然回弹率-GB/T2567)75-82％，压缩模量(初始压缩状况的模量-GB/T2567)14.5-15.7Mpa，孔隙率(骨架基材的孔隙占总体积的百分数)95-97％。
本实施例中，所述骨架基材为骨架基材B通过如下改性方法制得：
Q1、在温度为20±5℃，湿度不高于70％的环境中，将骨架基材的聚酰胺纤维多孔织物，简称原骨架基材，浸泡在放有乙醇的封闭容器中,浸泡后取出后沥干，再置于烘箱中烘烤后取出；
Q2、烘干后的原骨架基材浸泡在表面处理剂中，浸泡后取出沥干，置于烘箱中烘烤后取出得到骨架基材B，所述表面处理剂为放有γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的纯水溶液，所述表面处理剂中γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的质量分数为2.0±0.05％。
步骤Q1中，所述乙醇的纯度为95％，所述原骨架基材浸泡于乙醇中的时间为24h，取出后自然沥干5min，烘箱中烘烤的温度为60℃，时间为120min；
步骤Q2中，烘干后的原骨架基材浸泡在表面处理剂的时间为24h，取出后自然沥干5min；置于60℃的烘箱中烘烤120min后升至90℃继续烘烤180min后关闭烘箱，待烘箱自然冷却至室温后得到骨架基材B；所述骨架基材B的聚酰胺纤维直径220um，强度79MPa；相应地所述骨架基材B的聚酰胺纤维多孔织物的孔径为1-3mm，孔隙率95％，所述骨架基材B的表观密度0.033g/cm3，压缩率87％，压缩回弹率77％，压缩模量14.5Mpa。通过上述方法改性处理的骨架基材B,与骨架基材A相比，强度相当，骨架本身材质孔径较细，且表面光滑，柔韧性好，更易于压缩，孔隙间距较大，易于浸胶，吸胶量较高。
步骤S1中，先将亲水白炭黑与A组分搅拌混合，混合过程中1分钟之内加入B组分持续搅拌混合，制得胶粘剂；
所述A组分、B组分和亲水白炭黑通过机器搅拌混合制得，机器搅拌的转速为850r/min，其中，低分子量聚酰胺固化剂(B组分)为舜天聚酰胺环氧固化剂650；亲水性白炭黑为德固赛A380气相白炭黑。
所述A组分、B组分和亲水白炭黑的混合质量比为100:48:5。步骤S2中，浸胶过程的温度控制在20-25℃，湿度＜70％；所述骨架基材与胶粘剂的质量比例为1:37。浸胶完成后再通过成型工装进行压缩成型(即图1中压膜)。
如图2、图3所示，本实施例中成型工装包括机架、压缩部件、上压板组件、下底板，所述压缩部件安装于机架上，所述压缩部件的伸缩杆与上压板组件固定连接，所述下底板位于上压板组件下方。
所述机架包括下机架和上机架，所述下机架包括一对平行设置的底梁，所述一对底梁之间设有多根与底梁垂直的横杆；
所述上机架包括横梁，所述横梁位于底梁一端的上方，与底梁垂直设置，所述横梁的两端连接有立柱，所述立柱固定于底梁上，所述上机架为两个，平行固定于底梁上，所述压缩部件为四个，所述压缩部件与横梁固定连接。
所述上压板组件包括由下至上依次固定连接的压板、安装架、固定板，所述固定板为四个，所述固定板与伸缩杆固定连接，安装架为方管焊接制成，压板为10mm后的铝板，压板与铝板通过螺钉固定连接，固定板与安装架焊接连接。
所述横梁上设有调节螺杆，所述调节螺杆与伸缩杆平行设置，所述调节螺杆的一端与横梁活动连接，另一端与固定板固定连接，其中与横梁活动连接的一端上安装有两个调节螺母，可根据需制作的胶膜厚度，对压缩部件的压缩行程进行调节，调节方法为通过工具将两个调节螺母拧松，调节至合适位置后，再将两个调节螺母拧紧。
所述横杆上设有多个与底梁平行的导轨，所述下底板上设有与导轨配合的滚轮。本实施例中，压板和下底板均为矩形，所述压缩部件为气缸，底梁、横杆、立柱、横梁均为方管，焊接成型，加工方便结构牢固，其中上压板组件的结构不仅轻量化，同时具有较好的刚性。
还包括驱动组件，所述驱动组件包括驱动器、传动组件，所述驱动器固定安装于横杆上，所述驱动器通过传动组件驱动底板沿导轨移动。本实施例中，传动组件为滚珠丝杆，丝杆安装于横杆上，丝杆螺母与下底板固定连接，采用滚珠丝杆刚性好、扭力大、使用寿命长，驱动器为伺服电机，伺服电机带动丝杆正反向转动，进而带动下底板沿导轨回来移动。所述底梁上设有行程开关,所述行程开关为两个,分别设于底梁的两端。
还包括控制箱，所述控制箱上设有控制按钮、控制器、控制阀，所述控制按钮、控制阀与控制器电性连接，所述压缩部件与控制阀连接，所述驱动器与控制器电性连接。使用时先通过控制按钮将下底板移动至远离压板的一侧，将待压缩的胶膜放置于下底板上，放置位置沿下底板中心对称；再通过控制按钮驱动驱动器正向转动，将下底板移动至压板下方位置，压缩部件驱动压板向下移动，对胶膜进行压缩，压缩完成后再将压板复位至初始状态，驱动器反向转动，下底板再移动至远离压板的一侧，将完成压缩的胶膜取下，即完成胶膜的压缩制备，其中下底板移动的位置，控制器可通过设于底梁两端的行程开关感知，避免下底板超过移动行程造成其他部件损坏，同时增加了操作的便捷性。
压缩力7850N，压缩距离1mm，压缩时间5分钟。另一实施例中，压缩距离1.5mm，压缩时间8分钟。通过成型工装压缩后，即完成含有骨架基材B的胶膜成型制备，骨架基材A与B制成胶膜的相关测试数据如下表所示：
表2骨架基材A与B制成胶膜拉伸强度测试对比
Figure BDA0002506875290000161
表3骨架基材A与B制成胶膜剥离强度测试对比
Figure BDA0002506875290000162
表4骨架基材A与B制成胶膜撕裂强度测试对比
Figure BDA0002506875290000163
通过拉伸、撕裂、剥离强度的测试，可以得出，骨架基材B较骨架基材A制成的胶膜强度明显提高。做成胶膜后，胶粘剂与骨架基材B融为一体，相互作用力更强，胶膜柔韧性更好，且更易于压缩，能很好的适应弧形面粘贴。
实施例3：
一种用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、混胶，将A组分、B组分和亲水白炭黑搅拌混合，制得胶粘剂，所述A组分为聚硅氧烷改性环氧树脂本体，所述B组分为低分子量聚酰胺固化剂；
S2、浸胶，将骨架基材的上下两面分别涂胶粘剂，再用脱模纸将其包裹；
S3、胶膜成型，将包裹好的骨架基材放置到成型工装内，通过成型工装压缩成块状，制得胶膜。
步骤S1中，
先将亲水白炭黑与A组分搅拌混合，混合过程中1分钟之内加入B组分持续搅拌混合，制得胶粘剂；
所述A组分、B组分和亲水白炭黑通过机器搅拌混合制得，机器搅拌的转速为700-900r/min，另一实施例中，通过人工进行混胶。
所述A组分、B组分和亲水白炭黑的混合质量比为100:41:7，步骤S2中，浸胶过程的温度控制在20-25℃，湿度＜70％；所述骨架基材与胶粘剂的质量比例为1:33。
其中，低分子量聚酰胺固化剂为无锡凤凰650；亲水性白炭黑为卡博特CAB-O-SILTS-530。
所述聚硅氧烷改性环氧树脂本体的分子结构式由线性有机硅改性环氧基CRE-2501和超支化环氧基CRE-2502通过硅烷偶联剂偶联缩合制备为珠链状超支化高分子结构式，其中聚硅氧烷链段由n＝730个线性有机硅改性环氧基构成，R1为环氧烷基，本实施例中R1为环氧丁基，R2为烷基或者超支化环氧基，R2＝
Figure BDA0002506875290000183
或
Figure BDA0002506875290000181
或
Figure BDA0002506875290000182
的组合；五种超支化环氧基的结构式中“o”代表氧原子，每一条线段的拐(折)点处代表有一个碳原子，末端有一个环氧基，或者末端有两个环氧基，或者末端有四个环氧基，或者末端有八个环氧基这四种，或者末端有十六个环氧基；
即
Figure BDA0002506875290000191
为线性有机硅改性环氧基，即聚硅氧烷链段由n＝730个线性有机硅改性环氧基构成，R1为环氧烷基，本实施例中R1为环氧丙基，R2为甲烷基(180个)、五种超支化环氧基的组合(各110个)，每一种结构间隔分布；另一个实施例中，烷基和超支化环氧基各自的数量和结构分布都是随机的。
所述骨架基材为骨架基材B；所述骨架基材B的聚酰胺纤维直径220um，强度78MPa；相应地所述骨架基材B的聚酰胺纤维多孔织物的孔径为1-3mm，孔隙率94％。
所述骨架基材B的表观密度(骨架基材的真实堆密度-质量体积法)0.033g/cm3，压缩率(骨架基材的线性压缩率-GB/T4472)87％，压缩回弹率(骨架基材压缩后的自然回弹率-GB/T2567)80％，压缩模量(初始压缩状况的模量-GB/T2567)15.2Mpa。
所述骨架基材B通过改性制得，本实施例中骨架基材B的尺寸为300mm*300mm*6mm，改性方法步骤如下：
Q1、在温度为20±5℃，湿度不高于70％的环境中，将骨架基材的聚酰胺纤维多孔织物，简称原骨架基材，浸泡在放有乙醇的封闭容器中,浸泡后取出后沥干，再置于烘箱中烘烤后取出；
Q2、烘干后的原骨架基材浸泡在表面处理剂中，浸泡后取出沥干，置于烘箱中烘烤后取出得到骨架基材B，所述表面处理剂为放有γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的纯水溶液。
步骤Q1中，所述乙醇纯度为95％，所述原骨架基材浸泡于乙醇中的时间为20h，取出后自然沥干4min，烘箱中烘烤的温度为55℃，时间为105min；
步骤Q2中，烘干后的原骨架基材浸泡在表面处理剂的时间为22h，取出后自然沥干4min；置于55℃的烘箱中烘烤110min后升至85℃继续烘烤170min后关闭烘箱，待烘箱自然冷却至室温后得到骨架基材B。
另一实施例中，步骤Q1，所述乙醇纯度为95％，所述骨架基材浸泡于乙醇中的时间为27h，取出后自然沥干7min，烘箱中烘烤的温度为63℃，时间为130min；步骤S2中，烘干后的骨架基材浸泡在表面处理剂的时间为28h，取出后自然沥干8min；置于60℃的烘箱中烘烤180min后升至92℃继续烘烤190min后关闭烘箱，待烘箱自然冷却至室温后得到骨架基材B。
骨架基材B改性完成后，开始浸胶，本实施例采用骨架基材两面涂胶完成浸胶，再将脱模纸折边施压将包裹好的胶膜放置下底板上，上压板组件向下移动，施加压力，压缩距离1mm，压缩时间4分钟，完成胶膜的制备。
其压缩距离(压缩量)通过实验论证得出，如表5所示：骨架基材尺寸一定，不同压缩量与浸胶量的比例关系：
表5骨架尺寸一定，不同压缩量与浸胶量的比例关系
Figure BDA0002506875290000201
优选得出溢胶率＜10％的不同压缩量与浸胶量的比例关系。
如表6所示，相同尺寸骨架基材，相同涂胶量，不同的粘贴时间，胶膜压缩相同厚度时，压缩力随时间的增长而增长。
表6相同压缩量，胶膜不同粘贴时间与压缩力的比例关系
Figure BDA0002506875290000211
对于完成制备的胶膜，采用现制现用和冷冻储存后再使用，其具体情况如下：
表7现制现用胶膜参数
Figure BDA0002506875290000212
对于现制现用的胶膜，固化三天后直接加载335kg，持续66h出现脱粘。
表8冷藏储存胶膜参数
Figure BDA0002506875290000213
对于-14℃冷藏2天后的胶膜，固化三天后，加载180kg，持续三天，无脱粘现象，继续加载140kg，持续一天无脱粘现象，继续加载120kg，经过8小时出现脱粘，由此可见冷藏后的胶膜使用性能更佳。

Claims (10)

1.一种用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、混胶，将A组分、B组分和亲水白炭黑搅拌混合，制得胶粘剂，所述A组分为聚硅氧烷改性环氧树脂本体，所述B组分为低分子量聚酰胺固化剂；
S2、浸胶，将骨架基材的上下两面分别涂胶粘剂，再用脱模纸将其包裹；
S3、胶膜成型，将包裹好的骨架基材放置到成型工装内，通过成型工装压缩成块状，制得胶膜。
2.根据权利要求1所述的用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜的制备方法，其特征在于步骤S1中，
先将亲水白炭黑与A组分搅拌混合，混合过程中1分钟之内加入B组分持续搅拌混合，制得胶粘剂；
所述A组分、B组分和亲水白炭黑的混合质量比为100:40-50:5-7；
所述A组分、B组分和亲水白炭黑通过机器搅拌混合制得，机器搅拌的转速为700-900r/min。
3.根据权利要求2所述的用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜的制备方法，其特征在于步骤S2中，
浸胶过程的温度控制在20-25℃，湿度＜70％；
所述骨架基材与胶粘剂的质量比例为1:30-40。
4.根据权利要求3所述的用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜的制备方法，其特征在于所述骨架基材的材质为可压缩的聚酰胺纤维多孔织物，孔径1-5mm，密度1.05-1.25g/cm3，孔隙率为90％-97％，所述胶粘剂的黏度为104-130cps；
所述骨架基材为骨架基材A或骨架基材B；
所述骨架基材A的聚酰胺纤维直径350-500um，强度78-85MPa；相应地所述骨架基材A即聚酰胺纤维多孔织物的孔径为3-5mm，孔隙率90-95％；
所述骨架基材B的聚酰胺纤维直径100-300um，强度75-80MPa；相应地所述骨架基材B的聚酰胺纤维多孔织物的孔径为1-3mm，孔隙率95-97％；
所述骨架基材B的表观密度0.03-0.035g/cm3，压缩率85-88.5％，压缩回弹率75-82％，压缩模量14.5-15.7Mpa。
5.根据权利要求4所述的用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜的制备方法，其特征在于所述骨架基材B通过如下改性方法制得：
Q1、在温度为20±5℃，湿度不高于70％的环境中，将骨架基材的聚酰胺纤维多孔织物，简称原骨架基材，浸泡在放有乙醇的封闭容器中,浸泡后取出后沥干，再置于烘箱中烘烤后取出；
Q2、烘干后的原骨架基材浸泡在表面处理剂中，浸泡后取出沥干，置于烘箱中烘烤后取出得到骨架基材，所述表面处理剂为放有γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的纯水溶液。
6.根据权利要求5所述的用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜的制备方法，其特征在于
步骤Q1中，所述乙醇的纯度为95％，所述原骨架基材浸泡于乙醇中的时间为20-28h，取出后自然沥干3-8min，烘箱中烘烤的温度为55-65℃，时间为100-140min；
步骤Q2中，烘干后的原骨架基材浸泡在表面处理剂的时间为20-28h，取出后自然沥干3-8min；置于55-65℃的烘箱中烘烤100-140min后升至85-95℃继续烘烤160-200min后关闭烘箱，待烘箱自然冷却至室温后得到骨架基材B；
所述表面处理剂中γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的质量分数为2.0±0.05％。
7.根据权利要求1所述的用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜的制备方法，其特征在于步骤S2中，所述脱模纸包括第一脱模纸和第二脱模纸；
先将第一脱模纸平铺在托胶板上，骨架基材按中心对称点放置在第一脱模纸上，骨架基材向上的一面倒入胶粘剂，倒胶时沿四个角落和中心点均匀倒置，随即用刮板将胶粘剂平摊在骨架基材表面，平摊过程中，刮板与骨架表面充分接触；待表面胶平摊完整后，再用刮板将胶粘剂胶刮均匀，保证四周边缘的胶量充足；
涂完一面后，盖上第二脱模纸，翻面，取下第一脱模纸进行另一面的涂胶工作，完成后另一面盖上第一脱模纸；
将骨架基材四周的第一脱模纸和第二脱模纸沿边缘折叠起来，对胶膜进行包裹，完成浸胶。
8.根据权利要求1所述的用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜的制备方法，其特征在于
所述步骤S3中的成型工装包括固定板、活动板、驱动组件，所述驱动组件与活动板连接，所述固定板设于活动板下方；
将完成浸胶包裹好的胶膜放置于固定板上，所述驱动组件驱动活动板向下移动贴住所述胶膜，并施加压力在胶膜上，压缩距离0.5-1.5mm，压缩时间3-8分钟。
9.根据权利要求8所述的用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜的制备方法，其特征在于胶膜压缩后的成型厚度4-6mm。
10.根据权利要求1-9任一项所述方法制备的用于橡胶材料粘接的胶粘剂胶膜，其特征在于所述胶膜拉伸强度≥5.0MPa，剪切强度≥2.0MPa。
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