CN115584213B - 一种非金属舱门与橡胶的粘接方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种非金属舱门与橡胶的粘接方法，属于飞机非金属粘接技术领域。方法包括以下步骤制备非金属舱门预粘体和样件预粘体；将非金属舱门预粘体和样件预粘体均真空压紧；将真空压紧后的非金属舱门预粘体和样件预粘体热固化粘接，分别获得非金属舱门粘接体和样件粘接体；检验样件粘接体的剥离强度，直至非金属舱门预粘体的剥离强度合格。本申请发明的提高飞机复合材料舱门表面与橡胶粘接质量的方法操作简单、成本低，使得复合材料舱门与橡胶之间粘接的胶液分布均匀，提升了橡胶制品在舱门表面的粘接质量，降低了粘接后橡胶制品与舱门间的脱粘率，可以缩短粘接施工的周期。

Description

一种非金属舱门与橡胶的粘接方法

技术领域

本申请属于飞机非金属粘接技术领域，尤其涉及一种预防飞机复合材料舱门表面与橡胶脱粘的方法。

背景技术

随着飞机装配制造技术要求的提高，需要在飞机舱门表面粘接橡胶制品；由于飞机舱门的材料是复合材料，因此在舱门表面粘接橡胶制品变得尤为困难。

现有的粘接方法为在飞机与舱门表面涂抹半凝固的粘接胶液，在胶液的活化期内需立即将橡胶制品覆盖在胶液上，然后使用工装夹持舱门与橡胶制品等待胶液的固化。存在的问题如下：1、粘接胶液需要人工涂抹，涂抹厚度不能保证均匀，极易造成胶液固化后粘接性强度不均匀；2、固化过程中采用工装夹持，由于工装为单点夹持，夹持后舱门与橡胶制品间的受力极不均匀，对粘接胶液固化后的粘接性能影响极大；3、固化过程中采用常温+固定湿度的方式，需求的固化时间长，对整体粘接效率影响较大。

鉴于此，有必要提供一种提高飞机复合材料舱门与橡胶粘接质量的方法，以解决上述不足。

发明内容

本申请为了解决上述技术问题提供一种非金属舱门与橡胶的粘接的方法，以解决现有技术中飞机复合材料舱门与橡胶粘接质量低、粘接性强度低的技术问题。

为实现上述目的，本申请发明采用了如下技术方案：

一种非金属舱门与橡胶的粘接方法，包括以下步骤：

制备非金属舱门预粘体和样件预粘体；所述非金属舱门预粘体包括依据粘接关系预粘接的非金属舱门、固体胶膜和橡胶制品；所述样件预粘体包括依据粘接关系预粘接的样件、固体胶膜和橡胶制品；

将所述非金属舱门预粘体和所述样件预粘体均真空压紧；

将真空压紧后的非金属舱门预粘体和样件预粘体热固化粘接，分别获得非金属舱门粘接体和样件粘接体；

检验所述样件粘接体的剥离强度，若样件粘接体的剥离强度不合格，即非金属舱门粘接体的剥离强度不合格，返回至制备非金属舱门预粘体和样件预粘体的步骤，循环至非金属舱门预粘体的剥离强度合格。

可选的，所述制备非金属舱门预粘体和样件预粘体的步骤包括：

在非金属舱门和样件的表面上均预留出可与橡胶制品粘接的粘接区域，清洁；

将固体胶膜贴合于所述粘接区域上；

将橡胶制品贴合于所述固体胶膜上，获得非金属舱门预粘体和样件预粘体。

可选的，沿着所述粘接区域的边缘贴合有保护所述非金属舱门和样件表面的纸胶带。

可选的，所述固体胶膜的宽度比所述粘接区域的宽度长1～4mm。

可选的，所述清洁的步骤包括：蘸取清洁剂对粘接区域进行擦洗、清洁，晾干。

可选的，所述清洁剂为丙酮；所述晾干的时间为10～20min。

可选的，将所述非金属舱门预粘体和所述样件预粘体均真空压紧的步骤包括：

将所述非金属舱门预粘体和所述样件预粘体均置于真空袋中；

抽真空，直至将所述真空袋抽至全真空，使得所述真空袋紧贴所述非金属预粘体和所述样件预粘体的表面并压紧。

可选的，所述将真空压紧后的非金属舱门预粘体和样件预粘体热固化处理的步骤包括：

将所述非金属舱门预粘体和所述样件预粘体在第一温度下融化处理5～20min；

将所述非金属舱门预粘体和所述样件预粘体在第二温度下固化处理240～360min。

可选的，所述第一温度为45～55℃，所述第二温度为35～45℃。

可选的，所述样件粘接体的剥离强度≥3kN/m时，非金属舱门粘接体的剥离强度合格。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

本申请发明的提高飞机复合材料舱门表面与橡胶粘接质量的方法操作简单、成本低，解决了涂抹的胶液固化后厚度不均而导致粘接强度下降、固化过程中受力不均匀影响粘接性能、整体粘接固化周期长的技术问题；真空袋压紧后，采用固体胶膜热融化和热固化，使得复合材料舱门与橡胶之间粘接的胶液分布均匀和整体受力均匀，提升了橡胶制品在舱门表面的粘接质量，降低了粘接后橡胶制品与舱门间的脱粘率，可以缩短飞机复合材料舱门与橡胶粘接施工的周期。

附图说明

图1为本申请实施例提供的非金属舱门与橡胶的粘接方法的原理流程框图；

图2为本申请实施例提供的固体胶膜热固化固化处理后得到的舱门组合体的结构效果图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、非金属舱门；2、橡胶制品；3、固体胶膜；4、纸胶带；5、真空袋。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

基于附图1、2，本实施例提供一种非金属舱门与橡胶的粘接方法，包括以下步骤：

S10：制备非金属舱门1预粘体和样件预粘体；所述非金属舱门1预粘体包括依据粘接关系预粘接的非金属舱门1、固体胶膜3和橡胶制品2；所述样件预粘体包括依据粘接关系预粘接的样件、固体胶膜3和橡胶制品2。

在具体应用中，样件的材质、材质、厚度和表面状态均与非金属舱门1相同；在样件上粘接位置以及粘接的橡胶制品2均与非金属舱门1相同，尤其是样件与非金属舱门1的粘接区域的形状、面积均是相同的，可以理解的是，样件是非金属舱门1的复制件。

在具体应用中，每粘接一件非金属舱门1和橡胶制品2，都需要同步进行样件与橡胶制品2的粘接，此方式不同于现有技术中在生产线上随机抽检的方式，可以保证非金属舱门1与橡胶制品2的粘接质量。

在具体应用中，该非金属舱门1为非金属的复合材料制成的复合材料舱门；对于非金属舱门1和橡胶制品2粘接表面粗糙度较低的情况，在贴合固体胶膜3时，可以将非金属舱门1和橡胶制品2的粘接表面打磨起毛，以利于粘接贴合。

本实施例中，所述制备非金属舱门1预粘体和样件预粘体的步骤包括：在非金属舱门1和样件的表面上均预留出可与橡胶制品2粘接的粘接区域，清洁；将固体胶膜3贴合于所述粘接区域上；将橡胶制品2贴合于所述固体胶膜3上，分别获得非金属舱门1预粘体和样件预粘体。

在具体应用中，当确定在复合材料舱门表面粘接橡胶制品2时，橡胶制品2在复合材料舱门表面的粘接位置就已经确定了，为实现粘接在橡胶制品2与复合材料舱门之间设置固体胶膜3，该固体胶膜3在常温下为固体，并且在平面上具有均匀稳定的厚度；固体胶膜3裁剪时从一整张固体胶膜3中按照粘接区域的形状进行裁剪；贴合固体胶膜3至粘接区域的表面时，应当注意贴合的固体胶膜3不能出现褶皱或或气泡，将橡胶制品2置于固体胶膜3上之前，再次检测固体胶膜3的状态，保证橡胶制品2的粘接面与粘接区域的表面之间的间距均匀，使得融化并热固化的固体胶膜3均匀的分布在橡胶制品2与非金属舱门1或样件之间。

在具体应用中，裁剪的固体胶膜3的长度根据实际的粘接区域的长度进行裁剪，当然并不排出采用多个固体胶膜3拼接而成粘接区域的形状，采用多个固体胶膜3拼接时，在重叠区域需要将多余的部分去除，以保证固体胶膜3的厚度均匀。

本实施例中，沿着所述粘接区域的边缘贴合有纸胶带4。

在具体应用中，按照与橡胶制品2的粘接关系，非金属舱门1和样件的表面分为粘接表面和非粘接表面，为了便于区分粘接表面和非粘接表面，同时对非粘接表面起到保护作用，在粘接表面和非粘接表面之间贴合纸胶带4，当然纸胶带4沿着粘接表面的边缘贴合到非粘接表面上，以形成与橡胶制品2粘接的粘接区域。

在具体应用中，当固体胶膜3置于橡胶制品2与非金属舱门1或样件之间后，采用纸胶带4或夹具进行预固定，以防止在移动非金属舱门1或样件时橡胶制品2偏移粘接区域，当然为了保证预固定时橡胶制品2与非金属舱门1或样件相互靠近的作用力相同，优选采用纸胶带4将橡胶制品2与非金属舱门1或样件预固定；纸胶带4预固定的方式可以是将纸胶带4沿着橡胶制品2的宽度方向将橡胶制品2与非金属舱门1或样件贴合预固定。

本实施例中，所述固体胶膜3的宽度比所述粘接区域的宽度长1～4mm。

具体应用中，裁剪后的胶膜宽度比橡胶制品2的宽度长2mm，当固体胶膜3置于橡胶制品2与非金属舱门1或样件之间时，固体胶膜3沿宽度方向的两侧均具有1mm的延长，使得橡胶制品2与非金属舱门1或样件之间预粘接的固体胶膜3能够充分的覆盖粘接区域的表面，保障粘接剥离强度。

本实施例中，所述清洁的步骤包括：蘸取清洁剂对粘接区域进行擦洗、清洁，晾干。

在具体应用中，采用白布蘸取清洁剂对非金属舱门1和样件的粘接区域表面进行擦洗，以去除表面多余物，增加粘接性能。

本实施例中，清洁剂为丙酮；晾干的时间为10～20min。

在具体应用中，清洁剂采用丙酮能够有效的去除粘接区域表面的多余物，同时由于丙酮具有挥发性，能够便于快速晾干，在10～20min的时间内晾干，可以防止丙酮残留而影响固体胶膜3的粘接质量。

S20：将所述非金属舱门1预粘体和所述样件预粘体均真空压紧。

本实施例中，将所述非金属舱门1预粘体和所述样件预粘体均真空压紧的步骤包括：将所述非金属舱门1预粘体和所述样件预粘体均置于真空袋5中；抽真空，直至将所述真空袋5抽至全真空，使得所述真空袋5紧贴所述非金属预粘体和所述样件预粘体的表面并压紧。

在具体应用中，当固体胶膜3贴合到粘接区域的表面后，将橡胶制品2按照粘接关系放置到固体胶膜3上侧，形成非金属舱门1、固体胶膜3和橡胶制品2组合的非金属舱门1预粘体，形成样件、固体胶膜3和橡胶制品2组合的样件预粘体；置于真空袋5中时，可以将非金属舱门1预粘体和样件预粘体同时放置于一个真空袋5中，也可以分别单独设置真空袋5。

在具体应用中，当非金属舱门1预粘体和样件预粘体均放置于真空袋5内后，对真空袋5抽真空，直至抽至全真空；对真空袋5抽真空，在大气压作用下，可以将非金属舱门1和橡胶制品2、样件和橡胶制品2压紧，可以起到粘接定位的作用。

在具体应用中，抽真空处理完成后，检查真空袋5内非金属舱门1预粘体和样件预粘体的状态，尤其是要检查以下两点：一、检查橡胶制品2在抽真空后是否相对粘接区域发生位置偏移，若存在位置偏移，需要破除真空袋5的真空，调整橡胶制品2的位置，直至抽真空完成后检查橡胶制品2无位置偏移；若破除真空袋5的真空，调整橡胶制品2的位置，发现固体胶膜3上出现压痕时，需要重新更换新的固体胶膜3，才能进行抽真空处理；二、检查真空袋5在抽至全真空后是否有沙眼，以防止后续使用过程中真空袋5内的真空失效。

在具体应用中，为便于检查真空袋5内的非金属预粘体和样件预粘体的状态，真空袋5优选透明的塑料薄膜袋，以用于观察真空袋5内抽真空后的非金属预粘体和样件预粘体的状态。

S30：将真空压紧后的非金属舱门1预粘体和样件预粘体热固化粘接，分别获得非金属舱门1粘接体和样件粘接体。

本实施例中，所述将真空压紧后的非金属舱门1预粘体和样件预粘体热固化处理的步骤包括：将所述非金属舱门1预粘体和所述样件预粘体在第一温度下融化处理5～20min；将所述非金属舱门1预粘体和所述样件预粘体在第二温度下固化处理240～360min。

在具体应用中，在第一温度下，固体胶膜3被加热融化；在第二温度下，固体胶膜3热固化粘接橡胶制品2与非金属舱门1或样件；当第一温度下融化处理完成，将加热温度调整至第二温度，再进行热固化，热固化的时间以第一温度下融化结束的时间开始计时，直至热固化结束。

本实施例中，所述第一温度为45～55℃，所述第二温度为35～45℃。

在具体应用中，热固化完成后，将非金属舱门1粘接体和样件粘接体从真空袋5中取出，清理非金属舱门1和样件表面的杂物；为了保证后续进行剥离强度测试的准确性，将粘接区域边缘的纸胶带4掀去，并清理粘接区域边缘的残胶。

在具体应用中，由于经过热固化处理，固体胶膜3宽度方向的两侧均比橡胶制品2长1mm，当掀去纸胶带4后，若橡胶制品2的边缘与非金属舱门1的表面之间存在残留的胶膜时，需要将残留的胶膜去除；去除胶膜的方式，可以采用砂纸将残留的胶膜打磨去除；当然为了进一步提升橡胶制品2与非金属舱门1之间的粘接强度，防止灰尘进入到橡胶制品2与非金属舱门1之间的粘接面，在橡胶制品2的边缘与非金属舱门1之间可用填充设置胶液，并固化；胶液优选采用固体胶膜3相同的材质，因此无需将明显残留的胶膜去除，只需要填充的胶液将胶膜覆盖即可。

S40：检验所述样件粘接体的剥离强度，若样件粘接体的剥离强度不合格，即非金属舱门1粘接体的剥离强度不合格，返回至制备非金属舱门1预粘体和样件预粘体的步骤，循环至非金属舱门1预粘体的剥离强度合格。

本实施例中，所述样件粘接体的剥离强度≥3kN/m时，非金属舱门1粘接体的剥离强度合格。

在具体应用中，对热固化完成的样件预粘体进行剥离强度测试，若样件站阶梯的剥离强度≥3kN/m，则橡胶制品2与非金属舱门1的粘接剥离强度合格，可以将粘接了橡胶制品2的非金属舱门1交付使用；由于剥离强度是指粘贴在一起的材料，从接触面进行单位宽度剥离时所需要的最大力，具体到本申请中，直接测试橡胶制品2与非金属舱门1之间的剥离强度，会破坏橡胶制品2与非金属舱门1之间的粘接关系，不利于粘接产品的使用，本申请中，橡胶制品2与非金属舱门1粘接时，同步粘接橡胶制品2与样件，由于粘接的条件相同，因此通过测试橡胶制品2与样件的剥离强度，即可用于判断橡胶制品2与非金属舱门1之间的剥离强度是否合格。

在具体应用中，检测样件与橡胶制品2的粘接强度，需要按照GB/T2790－1995《胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》中规定的180°剥离强度检测方法检测样件整体的剥离强度，测试时应当将样件与橡胶制品2的粘接体降温至剥离强度测试的温度，当然样件与橡胶制品2和非金属舱门1与橡胶制品2的降温方式相同。

在具体应用中，若检测到橡胶制品2与样件的剥离强度＜3kN/m时，表明橡胶制品2与非金属舱门1的剥离强度不合格，需要去除非金属舱门1表面热固化的固体胶膜3并清洁非金属舱门1的粘接表面，回到步骤S10中，循环至检测到橡胶制品2与非金属舱门1的剥离强度≥3kN/m。

在具体应用中，本申请检测非金属舱门1和橡胶制品2的剥离强度是反馈粘接质量的标准之一，在实际检测时，还可以针对粘接后的非金属舱门1和橡胶制品2进行其他的缺陷检测，如探伤检测、气泡检测等检测方式；当然，假如非金属舱门1与橡胶制品2粘接后不满足其他的检测要求时，应该评价该产品是否可以继续交付使用；由于上述其他检测方式并不是本申请所要解决的技术问题，因此本申请中不进行记载。

以下通过具体实验例进一步阐述本申请的取得技术效果：

实验例

依据附图2所示，根据非金属舱门1的形状和橡胶制品2的宽度在非金属舱门1表面用标记笔划出预留的粘接区域；同样的，在样件的表面用标记笔划出预留的粘接区域；

将纸胶带4沿着划出的粘接区域粘贴，纸胶带4的一侧边缘与标记笔划出的线平齐；

使用白布蘸取少量丙酮对样件和非金属舱门1的粘接区域、橡胶制品2的粘接面分别进行茶洗清洁，去除表面多余物；

按照粘接区域的预留的宽度裁剪固体胶膜3，病娇裁剪得到的固体胶膜3放置在样件和非金属舱门1的粘接区域上；

将橡胶制品2按非金属舱门1的形状在固体胶膜3边缘放置，并将非金属舱门1、固体胶膜3和橡胶制品2三者预固定，然后将其整体放入真空袋5中；将橡胶制品2按样件的形状在固体胶膜3边缘放置，并将样件、固体胶膜3和橡胶制品2三者预固定，然后将其整体放入真空袋5中；

将非金属舱门1整体和样件整体放置于同一真空袋5内，并列排放，然后将真空袋5抽至全真空，使得真空袋5紧贴非金属舱门1整体和样件整体的表面；

待真空袋5抽至全真空完成，将真空袋5的袋口封闭；

将真空袋5连同非金属舱门1整体和样件整体进行加热，加热温度为50℃，加热时间10min，使得固体胶膜3融化；

接着将加热温度调整至40℃，加热时间5h，使得融化的固体胶膜3热固化；

加热完成后，向真空袋5内通入常温空气，破除真空袋5的真空，将非金属舱门1整体和样件整体从真空袋5内取出；

依据GB/T 2790－1995《胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》中规定的180°剥离强度检测方法检测样件整体的剥离强度。

若剥离强度值≥3kN/m时，则非金属舱门1的粘接合格，交付使用；

若剥离强度值＜3kN/m时，则非金属舱门1的粘接不合格，去除热固化后的固体胶膜3，返回至根据非金属舱门1的形状和橡胶制品2的宽度在非金属舱门1表面用标记笔划出预留的粘接区域的步骤，循环至检测剥离强度合格。

现有技术中，粘接非金属舱门和橡胶制品，常采用人工涂抹胶液的方式，不仅难以控制涂抹的胶液的厚度，而且在固化过程中以常温固化为主，导致非金属舱门与橡胶制品的粘接不均匀，橡胶制品容易脱落，且固化时间较长，通常＞24h，阻碍了飞机非金属舱门与橡胶制品粘接的产品生产效率。

本申请中，采用上述提高飞机复合材料舱门表面与橡胶粘接质量的方法，由于非金属舱门1与橡胶制品2的粘接剥离强度是通过测试样件与橡胶制品2的粘接剥离强度而得出的结果，因此不破坏非金属舱门1与橡胶制品2之间的粘接，由于样件和橡胶制品2的粘接条件与非金属舱门1和橡胶制品2粘接的条件相同，因此所得的剥离强度准确性高；由于采用固体胶膜，粘接时热融化和热固化，采用真空袋可以保证橡胶制品与非金属舱门之间受力均匀，显著降低橡胶制品与非金属舱门粘接后的脱粘率，相较于现有技术，提高了飞机非金属舱门与橡胶制品的粘接质量，提高了飞机分金属舱门与橡胶制品粘接的产品生产效率。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种非金属舱门与橡胶的粘接方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备非金属舱门预粘体和样件预粘体；所述非金属舱门预粘体包括依据粘接关系预粘接的非金属舱门、固体胶膜和橡胶制品；所述样件预粘体包括依据粘接关系预粘接的样件、固体胶膜和橡胶制品；

将所述非金属舱门预粘体和所述样件预粘体均真空压紧；

将真空压紧后的非金属舱门预粘体和样件预粘体热固化粘接，分别获得非金属舱门粘接体和样件粘接体；

检验所述样件粘接体的剥离强度，若样件粘接体的剥离强度不合格，即非金属舱门粘接体的剥离强度不合格，返回至制备非金属舱门预粘体和样件预粘体的步骤，循环至非金属舱门预粘体的剥离强度合格；

将所述非金属舱门预粘体和所述样件预粘体均真空压紧的步骤包括：将所述非金属舱门预粘体和所述样件预粘体均置于真空袋中；抽真空，直至将所述真空袋抽至全真空，使得所述真空袋紧贴所述非金属预粘体和所述样件预粘体的表面并压紧；

抽真空处理完成后，检查所述真空袋内所述非金属舱门预粘体和所述样件预粘体的状态，包括：检查所述橡胶制品在抽真空后是否相对粘接区域发生位置偏移，若存在位置偏移，破除所述真空袋的真空，调整所述橡胶制品的位置，直至抽真空完成后检查所述橡胶制品无位置偏移；若破除所述真空袋的真空，调整所述橡胶制品的位置后，发现所述固体胶膜上出现压痕时，则重新更换新的所述固体胶膜，再进行抽真空处理。

2.根据权利要求1所述的一种非金属舱门与橡胶的粘接方法，其特征在于，所述制备非金属舱门预粘体和样件预粘体的步骤包括：

在非金属舱门和样件的表面上均预留出可与橡胶制品粘接的粘接区域，清洁；

将固体胶膜贴合于所述粘接区域上；

将橡胶制品贴合于所述固体胶膜上，分别获得非金属舱门预粘体和样件预粘体。

3.根据权利要求2所述的一种非金属舱门与橡胶的粘接方法，其特征在于，沿着所述粘接区域的边缘贴合有纸胶带。

4.根据权利要求2所述的一种非金属舱门与橡胶的粘接方法，其特征在于，所述固体胶膜的宽度比所述粘接区域的宽度长1～4mm。

5.根据权利要求2所述的一种非金属舱门与橡胶的粘接方法，其特征在于，所述清洁的步骤包括：蘸取清洁剂对粘接区域进行擦洗、清洁，晾干。

6.根据权利要求5所述的一种非金属舱门与橡胶的粘接方法，其特征在于，所述清洁剂为丙酮；所述晾干的时间为10～20min。

7.根据权利要求1所述的一种非金属舱门与橡胶的粘接方法，其特征在于，所述将真空压紧后的非金属舱门预粘体和样件预粘体热固化处理的步骤包括：

将所述非金属舱门预粘体和所述样件预粘体在第一温度下融化处理5～20min；

将所述非金属舱门预粘体和所述样件预粘体在第二温度下固化处理240～360min。

8.根据权利要求7所述的一种非金属舱门与橡胶的粘接方法，其特征在于，所述第一温度为45～55℃，所述第二温度为35～45℃。

9.根据权利要求1所述的一种非金属舱门与橡胶的粘接方法，其特征在于，所述样件粘接体的剥离强度≥3kN/m时，非金属舱门粘接体的剥离强度合格。