本發(fā)明屬于玻璃纖維表面的改性技術(shù)領(lǐng)域,涉及玻璃纖維表面與樹(shù)脂材料的粘接,特別涉及一種耐堿玻璃纖維表面與樹(shù)脂材料粘接的方法。
背景技術(shù):
二十一世紀(jì)的新型制造業(yè)應(yīng)當(dāng)是高產(chǎn)率、高性能及低環(huán)境負(fù)荷的制造業(yè)(兩高一低)。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),作為一種主要的材料表面處理技術(shù),鉻鈍化工藝被廣泛應(yīng)用于不同工業(yè)領(lǐng)域,如汽車、飛機(jī)和船舶工業(yè)等。然而,鉻化物中所含的Cr6+的毒性和致癌性嚴(yán)重阻礙了該工藝的繼續(xù)使用。隨著近年來(lái)人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),開(kāi)發(fā)研制“綠色表面處理技術(shù)”勢(shì)在必行。
目前,不同材料之間的粘接一般是通過(guò)粘接劑涂抹在材料表面來(lái)實(shí)現(xiàn)粘接,但是在結(jié)合界面涂粘接劑的過(guò)程中難以保證粘接劑涂層的均勻,尤其是對(duì)于表面形狀特殊、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件,這種方法更是難于保證全方位的良好粘接。同時(shí)常用的粘接劑一般為有機(jī)溶劑型物質(zhì),對(duì)環(huán)境和人體危害較大,并且大部分粘接劑對(duì)金屬的表面也會(huì)有腐蝕影響,因此開(kāi)發(fā)新的無(wú)污染,粘接性良好的粘接技術(shù)勢(shì)在必行。
近年來(lái)已有一部分新的環(huán)境友好表面涂層技術(shù)的研究,如有機(jī)-無(wú)機(jī)混合納米膜層技術(shù),導(dǎo)電聚苯胺防腐蝕涂層技術(shù),自組裝納米膜技術(shù)。其中自組裝納米膜技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的新型有機(jī)超薄膜技術(shù),是一種最具潛力的可替代鉻鈍化的金屬表面處理方法。
然而,由于鐵、鋅、鋁等屬于活潑金屬其表面極易氧化,因此在其表面制備自組裝納米膜較為困難;同時(shí)對(duì)于表面能較低的非極性樹(shù)脂材料材料表面,自組裝納米膜的形成也很困難。而且這兩類材料間的高強(qiáng)度結(jié)合也是一個(gè)較難解決的問(wèn)題。
目前報(bào)道了一些金屬與樹(shù)脂材料的粘接方法,但是在粘接強(qiáng)度,形狀復(fù)雜器件,環(huán)保等方面仍然存在著一定的缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明解決的問(wèn)題在于提供一種耐堿玻璃纖維與樹(shù)脂材料的粘接方法,通過(guò)材料表面功能性納米薄膜的制備然后再粘結(jié)處理,實(shí)現(xiàn)玻璃纖維與樹(shù)脂材料的良好粘接。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明是采取以下的具體技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種玻璃纖維表面與樹(shù)脂材料粘接的方法,包括以下步驟:
1)分別將待粘接的玻璃纖維和樹(shù)脂材料浸沒(méi)到自組裝溶液中,在其表面上自組裝成高分子納米薄膜;
所述自組裝溶液的溶劑是體積分?jǐn)?shù)75~95%的乙醇,溶質(zhì)為過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁酯、2,2-二-(叔丁基過(guò)氧)丁烷、乙烯基三甲氧基硅烷和氨丙基三乙氧基硅烷,摩爾比為5:1~5:1~20:1~15,過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁酯和2,2-二-(叔丁基過(guò)氧)丁烷的濃度為1.0~10.0mmol/L,乙烯基三甲氧基硅烷的濃度為1.0~5.0mmol/L,氨丙基三乙氧基硅烷的濃度為1.0~3.0mmol/L;
自組裝成高分子納米薄膜的方法為:待自組裝溶液被加熱后,將玻璃纖維和樹(shù)脂材料分別固化;
2)對(duì)表面上自組裝成高分子納米薄膜的待粘接的玻璃纖維表面和樹(shù)脂材料,噴涂有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的混合溶液,其中,有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的質(zhì)量比為1∶1~1.5,其質(zhì)量濃度均為0.5~10%;所述助硫化劑為雙馬來(lái)酰亞胺;
3)將噴涂處理過(guò)的待粘接的玻璃纖維表面與樹(shù)脂材料接觸后,放入熱壓機(jī)進(jìn)行壓緊。
優(yōu)選的,在玻璃纖維和樹(shù)脂材料表面上自組裝成高分子納米薄膜之前可以經(jīng)過(guò)預(yù)處理,所述預(yù)處理為:玻璃纖維和樹(shù)脂材料分別用有機(jī)溶劑洗滌,再進(jìn)行除油處理、洗滌干燥和電暈放電。例如:用有機(jī)溶劑超聲波洗滌10~50min,再用質(zhì)量濃度5~20%的SK-144堿溶液在50~70℃進(jìn)行除油處理,用水清洗之后干燥;然后用低溫等離子體電源對(duì)待粘接的玻璃纖維表面和樹(shù)脂材料進(jìn)行電暈放電處理。
優(yōu)選的,過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁酯、2,2-二-(叔丁基過(guò)氧)丁烷,乙烯基三甲氧基硅烷和氨丙基三乙氧基硅烷的摩爾比為5:3:3:2。
優(yōu)選的,所述玻璃纖維為耐堿玻璃纖維。
優(yōu)選的,所述有機(jī)過(guò)氧化物為過(guò)氧化乙酰苯甲酰,過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化二苯甲酰或偶氮二異丁腈。
優(yōu)選的,所述樹(shù)脂材料為高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂(ABS樹(shù)脂)。
高密度聚乙烯的密度為0.950~0.960g/cm3,在190℃,2.16kg下的熔融指數(shù)為1.1-1.6g/10min。
低密度聚乙烯的密度為0.920~0.930g/cm3,在190℃,2.16kg下的熔融指數(shù)為2.0-2.5g/10min。
聚丙烯的Mw為80000~100000。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂(ABS樹(shù)脂)的Mw為200000~300000。
優(yōu)選的,玻璃纖維自組裝成高分子納米薄膜的方法為:待自組裝溶液被加熱后,在130~170℃下固化10~30min,每次自組裝時(shí)間為15~45min,自組裝1~5次。
優(yōu)選的,樹(shù)脂材料自組裝成高分子納米薄膜的方法為:待自組裝溶液被加熱后,在95~160℃下固化10~30min,每次自組裝時(shí)間為15~45min,自組裝1~5次。
優(yōu)選的,所述高分子納米薄膜的厚度為5~50nm。
優(yōu)選的,熱壓機(jī)進(jìn)行壓緊的條件:壓力為2~25MPa,溫度為90~180℃,壓緊時(shí)間為0.5~10min。
本發(fā)明至少具有以下有益效果之一:
1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在玻璃纖維表面與樹(shù)脂材料表面的緊固粘接,而且實(shí)現(xiàn)的方案步驟簡(jiǎn)潔,配方環(huán)保;
2、本發(fā)明將待粘接的玻璃纖維和樹(shù)脂材料經(jīng)過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁酯、2,2-二-(叔丁基過(guò)氧)丁烷、乙烯基三甲氧基硅烷和氨丙基三乙氧基硅烷的自組裝溶液處理后,經(jīng)過(guò)固化在材料表面形成了與玻璃纖維和樹(shù)脂材料結(jié)合牢固的高分子納米薄膜,該高分子納米薄膜可以作為材料的保護(hù)層;然后噴涂低濃度的有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑溶液,形成了新的共價(jià)鍵,使得玻璃纖維和樹(shù)脂材料表面改性變化;
3、本發(fā)明通過(guò)加溫加壓后實(shí)現(xiàn)了表面發(fā)生改性變化的玻璃纖維與樹(shù)脂材料之間的高強(qiáng)度結(jié)合;在20℃恒溫條件下,通過(guò)拉伸測(cè)試來(lái)測(cè)定粘接試樣的剝離強(qiáng)度達(dá)到8.2~9.2KN/m2,并觀察到了聚乙烯面的破壞;
4、由于本發(fā)明采用的是自組裝浸漬的方法,因而能夠?qū)?fù)雜形狀的材料及部件進(jìn)行處理,能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜形狀玻璃纖維與樹(shù)脂材料的粘接;
5、本發(fā)明涉及的自組裝溶液不含有對(duì)環(huán)境和人類身體健康有毒有害成分,具有無(wú)毒無(wú)害無(wú)環(huán)境污染的特點(diǎn),屬于環(huán)保型配方;
6、本發(fā)明操作工藝簡(jiǎn)便,玻璃纖維與樹(shù)脂材料之間的粘接強(qiáng)度大,且穩(wěn)定性高,具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供的玻璃纖維與樹(shù)脂材料的粘接方法,首先分別在粘接樹(shù)脂材料的玻璃纖維表面和樹(shù)脂材料表面自組裝成高分子納米薄膜,然后在對(duì)高分子納米薄膜表面噴涂低濃度的有 機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑溶液,使得其表面改性變化,再通過(guò)加溫加壓后實(shí)現(xiàn)玻璃纖維與樹(shù)脂材料之間的高強(qiáng)度結(jié)合。
以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。應(yīng)理解,本發(fā)明提到的一個(gè)或多個(gè)方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后還存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟;還應(yīng)理解,這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。而且,除非另有說(shuō)明,各方法步驟的編號(hào)僅為鑒別各方法步驟的便利工具,而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍,其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整,在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容的情況下,當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
以下實(shí)施例中使用的高密度聚乙烯的密度為0.950~0.960g/cm3;在190℃,2.16kg下的熔融指數(shù)為1.1-1.6g/10min;低密度聚乙烯的密度為0.920~0.930g/cm3,在190℃,2.16kg下的熔融指數(shù)為2.0-2.5g/10min;聚丙烯的Mw為80000~100000;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂(ABS樹(shù)脂)的Mw為200000~300000。
實(shí)施例1
待粘接的耐堿玻璃纖維尺寸為50×30×0.3(mm),待粘接的樹(shù)脂材料為低密度聚乙烯(LDPE),通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)緊固粘接:
步驟1):耐堿玻璃纖維的表面和LDPE表面自組裝成高分子納米薄膜:
自組裝溶液的溶劑為無(wú)水乙醇∶水=95∶5(體積比);
溶質(zhì)為:
A、過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁酯,濃度為1.0mmol/L;
B、2,2-二-(叔丁基過(guò)氧)丁烷,濃度為1.0mmol/L;
C、乙烯基三甲氧基硅烷,濃度為1.0mmol/L;
D、氨丙基三乙氧基硅烷,濃度為1.0mmol/L;
A:B:C:D的摩爾比為1:1:1:1;
組裝溶液的熟化時(shí)間為24h;
所述的自組裝溶液的配置過(guò)程為:首先根據(jù)要配置的溶液濃度稱量過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁酯、2,2-二-(叔丁基過(guò)氧)丁烷、乙烯基三甲氧基硅烷和氨丙基三乙氧基硅烷放入容量瓶,然后按95∶5的比例先加入無(wú)水乙醇,再加入去離子水;
所述的組裝為:將要處理的材料放入所配置的溶液中,溶液中的過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁酯、2,2-二-(叔丁基過(guò)氧)丁烷、乙烯基三甲氧基硅烷和氨丙基三乙氧基硅烷與處理 過(guò)的材料表面之間通過(guò)非共價(jià)鍵相互作用形成的一類結(jié)構(gòu)明確、穩(wěn)定、具有特定功能的分子納米薄膜。
所述的固化為:在基地材料表面自組裝的通過(guò)氫鍵作用的分子之間,通過(guò)加熱的方式脫掉水分子,從而獲得交聯(lián)狀態(tài)的高分子納米薄膜的過(guò)程。
將耐堿玻璃纖維浸沒(méi)在組裝溶液中組裝10min,然后加熱到130℃固化10min;
將LDPE浸沒(méi)在組裝溶液中組裝15min,然后加熱到分95℃固化10min;分別在耐堿玻璃纖維表面和LDPE表面形成約5nm的高分子納米薄膜;
步驟2)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的噴涂:
在形成高分子納米薄膜的耐堿玻璃纖維表面噴涂有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的混合溶液;
有機(jī)過(guò)氧化物為過(guò)氧化二異丙苯,質(zhì)量濃度為0.5%;助硫化劑為間苯撐雙馬來(lái)酰亞胺,質(zhì)量濃度為5%;過(guò)氧化二異丙苯與助硫化劑的質(zhì)量比為1:1;溶劑為丙酮;
步驟3)加溫加壓粘接:
將噴涂過(guò)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的耐堿玻璃纖維與LDPE接觸后放入熱壓機(jī),在壓力為25MPa,溫度為150℃的與條件下壓緊0.5min,取出后自然冷卻至室溫。
在20℃恒溫條件下,通過(guò)拉伸測(cè)試來(lái)測(cè)定粘接試樣的剝離強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果表明,粘接件的剝離強(qiáng)度達(dá)到8.2KN/m2,并觀察到了聚乙烯面的破壞。
實(shí)施例2
待粘接的耐堿玻璃纖維尺寸為100×50×0.3(mm),待粘接的樹(shù)脂材料為聚丙烯(PP),通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)緊固粘接:
步驟1):預(yù)處理
首先,分別用純丙酮溶劑對(duì)耐堿玻璃纖維,用無(wú)水乙醇對(duì)聚丙烯進(jìn)行超聲波洗滌30min,洗滌之后干燥;
然后,用10%SK-144堿溶液在60℃對(duì)耐堿玻璃纖維的表面進(jìn)行除油處理,清水沖洗表面并對(duì)其進(jìn)行干燥;
再用低溫等離子體電源對(duì)耐堿玻璃纖維的表面和聚丙烯表面進(jìn)行電暈放電處理30s。
步驟2):在耐堿玻璃纖維的表面和聚丙烯表面自組裝成高分子納米薄膜:
自組裝溶液的溶劑為無(wú)水乙醇∶水=90∶10(體積比);
溶質(zhì)為:
A、過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁酯,濃度為5.0mmol/L;
B、2,2-二-(叔丁基過(guò)氧)丁烷,濃度為2.0mmol/L;
C、乙烯基三甲氧基硅烷,濃度為2.0mmol/L;
D、氨丙基三乙氧基硅烷,濃度為2.0mmol/L;
A:B:C的摩爾比為1:0.2:1:1;
組裝溶液的熟化時(shí)間為24h;
將耐堿玻璃纖維浸沒(méi)在組裝溶液中組裝15min,然后加熱到150℃固化20min;固化完成之后,將組裝過(guò)的基底材料重新加入到新的組裝液重新再組裝一次,再次固化10min。
將聚丙烯浸沒(méi)在組裝溶液中組裝15min,然后加熱到140℃固化10min;固化完成之后第一次組裝完成,然后再組裝一次;
分別在耐堿玻璃纖維表面和聚丙烯表面形成約25nm的高分子納米薄膜;
步驟3)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的噴涂:
在形成高分子納米薄膜的耐堿玻璃纖維表面噴涂有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的混合溶液;
有機(jī)過(guò)氧化物為過(guò)氧化二苯甲酰,質(zhì)量濃度為10%;助硫化劑為對(duì)苯撐雙馬來(lái)酰亞胺,質(zhì)量濃度為10%;過(guò)氧化二苯甲酰與助硫化劑的質(zhì)量比為1:1;溶劑為丙酮;
步驟4)加溫加壓粘接:
將噴涂過(guò)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的耐堿玻璃纖維表面與聚丙烯接觸后放入熱壓機(jī),在壓力為15MPa,溫度為160℃的與條件下壓緊5min,取出后自然冷卻至室溫。
在20℃恒溫條件下,通過(guò)拉伸測(cè)試來(lái)測(cè)定粘接試樣的剝離強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果表明,粘接件的剝離強(qiáng)度達(dá)到8.4KN/m2,并觀察到了聚乙烯面的破壞。
實(shí)施例3
待粘接的尺寸為100×50×0.3(mm)的耐堿玻璃纖維,待粘接的樹(shù)脂材料為高密度聚乙烯(HDPE),通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)緊固粘接:
步驟1):預(yù)處理
首先,分別用純丙酮溶劑對(duì)耐堿玻璃纖維,用無(wú)水乙醇對(duì)HDPE進(jìn)行超聲波洗滌25min,洗滌之后干燥;然后,用10%SK-144堿溶液的水溶液在70℃對(duì)耐堿玻璃纖維的表面進(jìn)行除油處理,清水沖洗表面并對(duì)其進(jìn)行干燥;再用低溫等離子體電源對(duì)耐堿玻璃纖維的表面和HDPE表面進(jìn)行電暈放電處理20s。
步驟2):在耐堿玻璃纖維的表面和HDPE表面自組裝成高分子納米薄膜:
自組裝溶液的溶劑為無(wú)水乙醇∶水=90∶10(體積比);
溶質(zhì)為:
A、過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁酯,濃度為10.0mmol/L;
B、2,2-二-(叔丁基過(guò)氧)丁烷,濃度為2mmol/L;
C、乙烯基三甲氧基硅烷,濃度為3.0mmol/L;
D、氨丙基三乙氧基硅烷,濃度為3.0mmol/L;
A:B:C:D的摩爾比為2:2:3:3;
組裝溶液的熟化時(shí)間為12h;
將耐堿玻璃纖維浸沒(méi)在組裝溶液中組裝15min,然后加熱到150℃固化25min;固化完成之后第一次組裝完成,然后再組裝兩次;將HDPE浸沒(méi)在組裝溶液中組裝20min,然后加熱到分100℃固化20min;固化完成之后第一次組裝完成,然后再組裝兩次;分別在耐堿玻璃纖維表面和HDPE表面形成約20nm的高分子納米薄膜;
步驟3)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的噴涂:在形成高分子納米薄膜的耐堿玻璃纖維表面噴涂有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的混合溶液;
有機(jī)過(guò)氧化物為偶氮二異丁腈,質(zhì)量濃度為2.5%;助硫化劑為對(duì)苯撐雙馬來(lái)酰亞胺,質(zhì)量濃度為0.5%;偶氮二異丁腈與助硫化劑的質(zhì)量比為1:1.5;溶劑丙酮;
步驟4)加溫加壓粘接:
將噴涂過(guò)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的耐堿玻璃纖維表面與HDPE接觸后放入熱壓機(jī),在壓力為10MPa,溫度為90℃的與條件下壓緊5min,取出后自然冷卻至室溫。
在20℃恒溫條件下,通過(guò)拉伸測(cè)試來(lái)測(cè)定粘接試樣的剝離強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果表明,粘接件的剝離強(qiáng)度達(dá)到8.6KN/m2,并觀察到了聚乙烯面的破壞。
實(shí)施例4
待粘接的尺寸為100×50×0.3(mm)的耐堿玻璃纖維,待粘接的樹(shù)脂材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂(ABS樹(shù)脂),通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)緊固粘接:
步驟1):預(yù)處理
首先,分別用純丙酮溶劑對(duì)耐堿玻璃纖維,用無(wú)水乙醇對(duì)ABS進(jìn)行超聲波洗滌30min,洗滌之后干燥;
然后,用5%SK-144堿溶液在50℃對(duì)耐堿玻璃纖維的表面進(jìn)行除油處理,清水沖洗表面并對(duì)其進(jìn)行干燥;
再用低溫等離子體電源對(duì)耐堿玻璃纖維的表面和ABS表面進(jìn)行電暈放電處理30s。
步驟2):在耐堿玻璃纖維的表面和ABS表面自組裝成高分子納米薄膜:
自組裝溶液的溶劑為無(wú)水乙醇∶水=80∶20(體積比);
溶質(zhì)為:
A、過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁酯,濃度為2.0mmol/L;
B、2,2-二-(叔丁基過(guò)氧)丁烷,濃度為1.0mmol/L;
C、乙烯基三甲氧基硅烷,濃度為4.0mmol/L;
D、氨丙基三乙氧基硅烷,濃度為3.0mmol/L;
A:B:C:D的摩爾比為1:0.6:4:3;
組裝溶液的熟化時(shí)間為12h;將耐堿玻璃纖維浸沒(méi)在組裝溶液中組裝20min,然后加熱到150℃固化15min;固化完成之后第一次組裝完成,然后再組裝一次;將ABS浸沒(méi)在組裝溶液中組裝15min,然后加熱到分140℃固化30min;固化完成之后第一次組裝完成,然后再組裝一次;分別在耐堿玻璃纖維表面和ABS表面形成約30nm的高分子納米薄膜;
步驟3)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的噴涂:在形成高分子納米薄膜的耐堿玻璃纖維表面噴涂有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的混合溶液;
有機(jī)過(guò)氧化物為過(guò)氧化乙酰苯甲酰,質(zhì)量濃度為1.5%;助硫化劑為間苯撐雙馬來(lái)酰亞胺,質(zhì)量濃度為1.75%;過(guò)氧化乙酰苯甲酰與助硫化劑的質(zhì)量比為1:1;溶劑為丙酮;
步驟4)加溫加壓粘接:
將噴涂過(guò)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的耐堿玻璃纖維表面與ABS接觸后放入熱壓機(jī),在壓力為15MPa,溫度為180℃的與條件下壓緊10min,取出后自然冷卻至室溫。
在20℃恒溫條件下,通過(guò)拉伸測(cè)試來(lái)測(cè)定粘接試樣的剝離強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果表明,粘接件的剝離強(qiáng)度達(dá)到8.2KN/m2,并觀察到了聚乙烯面的破壞。
實(shí)施例5
待粘接的尺寸為100×50×0.3(mm)的耐堿玻璃纖維,待粘接的樹(shù)脂材料為L(zhǎng)DPE,通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)緊固粘接:
步驟1):預(yù)處理
首先,分別用純丙酮溶劑對(duì)耐堿玻璃纖維,用無(wú)水乙醇對(duì)LDPE進(jìn)行超聲波洗滌30min,洗滌之后干燥;然后,用15%SK-144堿溶液在70℃對(duì)耐堿玻璃纖維的表面進(jìn)行除油處理,清水沖洗表面并對(duì)其進(jìn)行干燥;再用低溫等離子體電源對(duì)耐堿玻璃纖維的表面和LDPE表面進(jìn)行電暈放電處理30s。
步驟2):在耐堿玻璃纖維的表面和LDPE表面自組裝成高分子納米薄膜:
自組裝溶液的溶劑為無(wú)水乙醇∶水=75∶25(體積比);
溶質(zhì)為:
A、過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁酯,濃度為5.0mmol/L;
B、2,2-二-(叔丁基過(guò)氧)丁烷,濃度為5.0mmol/L;
C、乙烯基三甲氧基硅烷,濃度為5.0mmol/L;
D、氨丙基三乙氧基硅烷,濃度為3.0mmol/L;
A:B:C:D的摩爾比為5:5:5:3;
組裝溶液的熟化時(shí)間為12h;
將耐堿玻璃纖維浸沒(méi)在組裝溶液中組裝15min,然后加熱到150℃固化30min;固化完成之后第一次組裝完成,然后再組裝兩次;
將LDPE浸沒(méi)在組裝溶液中組裝15min,然后加熱到分160℃固化10min;固化完成之后第一次組裝完成,然后再組裝兩次;
分別在耐堿玻璃纖維表面和LDPE表面形成約20nm的高分子納米薄膜;
步驟3)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的噴涂:
在形成高分子納米薄膜的耐堿玻璃纖維表面噴涂有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的混合溶液;
有機(jī)過(guò)氧化物為:偶氮二異丁腈,質(zhì)量濃度為3%;助硫化劑為間苯撐雙馬來(lái)酰亞胺,質(zhì)量濃度為5%;偶氮二異丁腈與助硫化劑的質(zhì)量比為1:1.5;溶劑丙酮;
步驟4)加溫加壓粘接:
將噴涂過(guò)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的耐堿玻璃纖維表面與LDPE接觸后放入熱壓機(jī),在壓力為9.5MPa,溫度為145℃的與條件下壓緊5min,取出后自然冷卻至室溫。
在20℃恒溫條件下,通過(guò)拉伸測(cè)試來(lái)測(cè)定粘接試樣的剝離強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果表明,粘接件的剝離強(qiáng)度達(dá)到8.8KN/m2,并觀察到了聚乙烯面的破壞。
實(shí)施例6
待粘接的尺寸為100×50×0.2(mm)的耐堿玻璃纖維,待粘接的樹(shù)脂材料為L(zhǎng)DPE,通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)緊固粘接:
步驟1):預(yù)處理
首先,分別用純丙酮溶劑對(duì)耐堿玻璃纖維,用無(wú)水乙醇對(duì)LDPE進(jìn)行超聲波洗滌25min,洗滌之后干燥;然后,用20%SK-144堿溶液的水溶液在70℃對(duì)耐堿玻璃纖維的表面進(jìn)行除 油處理,清水沖洗表面并對(duì)其進(jìn)行干燥;再用低溫等離子體電源對(duì)耐堿玻璃纖維的表面和LDPE表面進(jìn)行電暈放電處理25s。
步驟2):在耐堿玻璃纖維的表面和LDPE表面自組裝成高分子納米薄膜:
自組裝溶液的溶劑為無(wú)水乙醇∶水=85∶15(體積比);
溶質(zhì)為:
A、過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁酯,濃度為2.0mmol/L;
B、2,2-二-(叔丁基過(guò)氧)丁烷,濃度為5.0mmol/L;
C、乙烯基三甲氧基硅烷,濃度為1.0mmol/L;
D、氨丙基三乙氧基硅烷,濃度為1.0mmol/L;
A:B:C:D的摩爾比為5:5:1:1;
組裝溶液的熟化時(shí)間為18h;
將耐堿玻璃纖維浸沒(méi)在組裝溶液中組裝25min,然后加熱到170℃固化15min;固化完成之后第一次組裝完成,然后再組裝三次;
將LDPE浸沒(méi)在組裝溶液中組裝10min,然后加熱到分95℃固化15min;固化完成之后第一次組裝完成,然后再組裝兩次;
分別在耐堿玻璃纖維表面和LDPE表面形成約10nm的高分子納米薄膜;
步驟3)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的噴涂:
在形成高分子納米薄膜的耐堿玻璃纖維表面噴涂有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的混合溶液;
有機(jī)過(guò)氧化物為過(guò)氧化二異丙苯,質(zhì)量濃度為2.0%;助硫化劑為對(duì)苯撐雙馬來(lái)酰亞胺,質(zhì)量濃度為1.2%;過(guò)氧化二異丙苯與助硫化機(jī)的質(zhì)量比為1:1.1;溶劑為丙酮;
步驟4)加溫加壓粘接:
將噴涂過(guò)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的耐堿玻璃纖維表面與LDPE接觸后放入熱壓機(jī),在壓力為10MPa,溫度為135℃的與條件下壓緊3min,取出后自然冷卻至室溫。
在20℃恒溫條件下,通過(guò)拉伸測(cè)試來(lái)測(cè)定粘接試樣的剝離強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果表明,粘接件的剝離強(qiáng)度達(dá)到8.3KN/m2,并觀察到了聚乙烯面的破壞。
實(shí)施例7
待粘接的尺寸為50×30×0.3(mm)的耐堿玻璃纖維,待粘接的樹(shù)脂材料為聚丙烯(PP),通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)緊固粘接:
步驟1):預(yù)處理
首先,分別用純丙酮溶劑對(duì)耐堿玻璃纖維,用無(wú)水乙醇對(duì)聚丙烯進(jìn)行超聲波洗滌30min,洗滌之后干燥;
然后,用5%SK-144堿溶液在50℃對(duì)耐堿玻璃纖維的表面進(jìn)行除油處理,清水沖洗表面并對(duì)其進(jìn)行干燥;
再用低溫等離子體電源對(duì)耐堿玻璃纖維的表面和聚丙烯表面進(jìn)行電暈放電處理30s。
步驟2):在耐堿玻璃纖維的表面和聚丙烯表面自組裝成高分子納米薄膜:
自組裝溶液的溶劑為無(wú)水乙醇∶水=75∶25(體積比);
溶質(zhì)為:
A、過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁酯,濃度為2.5mmol/L;
B、2,2-二-(叔丁基過(guò)氧)丁烷,濃度為2.5mmol/L;
C、乙烯基三甲氧基硅烷,濃度為2.0mmol/L;
D、氨丙基三乙氧基硅烷,濃度為2.0mmol/L;
A:B:C:D的摩爾比為2.5:2.5:2:2;
組裝溶液的熟化時(shí)間為48h;
將耐堿玻璃纖維底浸沒(méi)在組裝溶液中組裝10min,然后加熱到150℃固化15min;固化完成之后,將組裝過(guò)的基底材料重新加入到新的組裝液,重新再組裝一次,再次固化15min
將聚丙烯浸沒(méi)在組裝溶液中組裝10min,然后加熱到130℃固化20min;固化完成之后第一次組裝完成,然后再組裝一次;
分別在耐堿玻璃纖維表面和聚丙烯表面形成約20nm的高分子納米薄膜;
步驟3)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的噴涂:
在形成高分子納米薄膜的耐堿玻璃纖維表面噴涂有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的混合溶液;
有機(jī)過(guò)氧化物為過(guò)氧化二苯甲酰,質(zhì)量濃度為1.5%;助硫化劑為對(duì)苯撐雙馬來(lái)酰亞胺,質(zhì)量濃度為1.5%;過(guò)氧化二苯甲酰與助硫化劑的質(zhì)量比為1:1.25;溶劑為丙酮;
步驟4)加溫加壓粘接:
將噴涂過(guò)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的耐堿玻璃纖維表面與聚丙烯接觸后放入熱壓機(jī),在壓力為10MPa,溫度為165℃的與條件下壓緊5min,取出后自然冷卻至室溫。
在20℃恒溫條件下,通過(guò)拉伸測(cè)試來(lái)測(cè)定粘接試樣的剝離強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果表明,粘接件的剝離強(qiáng)度達(dá)到8.9KN/m2,并觀察到了聚乙烯面的破壞。
實(shí)施例8
待粘接的尺寸為100×50×0.3(mm)的耐堿玻璃纖維,待粘接的樹(shù)脂材料為L(zhǎng)DPE,通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)緊固粘接:
步驟1):預(yù)處理
首先,分別用純丙酮溶劑對(duì)耐堿玻璃纖維,用無(wú)水乙醇對(duì)LDPE進(jìn)行超聲波洗滌25min,洗滌之后干燥;
然后,用5%SK-144堿溶液的水溶液在70℃對(duì)耐堿玻璃纖維的表面進(jìn)行除油處理,清水沖洗表面并對(duì)其進(jìn)行干燥;
再用低溫等離子體電源對(duì)耐堿玻璃纖維的表面和LDPE表面進(jìn)行電暈放電處理20s。
步驟2):在耐堿玻璃纖維的表面和LDPE表面自組裝成高分子納米薄膜:
自組裝溶液的溶劑為無(wú)水乙醇∶水=95∶5(體積比);
溶質(zhì)為:
A、過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁酯,濃度為2.5mmol/L;
B、2,2-二-(叔丁基過(guò)氧)丁烷,濃度為2.5mmol/L;
C、乙烯基三甲氧基硅烷,濃度為2.5mmol/L;
D、氨丙基三乙氧基硅烷,濃度為2.5mmol/L;
A:B:C:D的摩爾比為5:3:3:2;
組裝溶液的熟化時(shí)間為18h;
將耐堿玻璃纖維浸沒(méi)在組裝溶液中組裝25min,然后加熱到160℃固化20min;固化完成之后第一次組裝完成,然后再組裝兩次;
將LDPE浸沒(méi)在組裝溶液中組裝5min,然后加熱到分130℃固化20min;固化完成之后第一次組裝完成,然后再組裝兩次;
分別在耐堿玻璃纖維表面和LDPE表面形成約20nm的高分子納米薄膜;
步驟3)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的噴涂:
在形成高分子納米薄膜的耐堿玻璃纖維表面噴涂有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的混合溶液;
有機(jī)過(guò)氧化物為過(guò)氧化二異丙苯,質(zhì)量濃度為2.5%;助硫化劑為間苯撐雙馬來(lái)酰亞胺,質(zhì)量濃度為2.5%;過(guò)氧化二異丙苯與助硫化劑的質(zhì)量比為1:1;溶劑丙酮;
步驟4)加溫加壓粘接:
將噴涂過(guò)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的耐堿玻璃纖維表面與LDPE接觸后放入熱壓機(jī),在壓力為10MPa,溫度為140℃的與條件下壓緊5min,取出后自然冷卻至室溫。
在20℃恒溫條件下,通過(guò)拉伸測(cè)試來(lái)測(cè)定粘接試樣的剝離強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果表明,粘接 件的剝離強(qiáng)度達(dá)到9.2KN/m2,并觀察到了聚乙烯面的破壞。
實(shí)施例9
待粘接的尺寸為100×50×0.3(mm)的耐堿玻璃纖維,待粘接的樹(shù)脂材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂(ABS),通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)緊固粘接:
步驟1):預(yù)處理
首先,分別用純丙酮溶劑對(duì)耐堿玻璃纖維,用無(wú)水乙醇對(duì)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂(ABS)進(jìn)行超聲波洗滌25min,洗滌之后干燥;
然后,用10%SK-144堿溶液的水溶液在65℃對(duì)耐堿玻璃纖維的表面進(jìn)行除油處理,清水沖洗表面并對(duì)其進(jìn)行干燥;
再用低溫等離子體電源對(duì)耐堿玻璃纖維的表面和ABS表面進(jìn)行電暈放電處理25s。
步驟2):在耐堿玻璃纖維的表面和ABS表面自組裝成高分子納米薄膜:
自組裝溶液的溶劑為無(wú)水乙醇∶水=80∶20(體積比);
溶質(zhì)為:
A、過(guò)氧-2-乙基己酸叔丁酯,濃度為3.0mmol/L;
B、2,2-二-(叔丁基過(guò)氧)丁烷,濃度為10.0mmol/L;
C、乙烯基三甲氧基硅烷,濃度為5.0mmol/L;
D、氨丙基三乙氧基硅烷,濃度為3.0mmol/L;
A:B:C:D的摩爾比為10:8:5:3;
組裝溶液的熟化時(shí)間為24h;
將耐堿玻璃纖維浸沒(méi)在組裝溶液中組裝10min,然后加熱到160℃固化15min;固化完成之后第一次組裝完成,然后再組裝兩次;
將ABS浸沒(méi)在組裝溶液中組裝5min,然后加熱到分100℃固化25min;固化完成之后第一次組裝完成,然后再組裝兩次;
分別在耐堿玻璃纖維表面和ABS表面形成約15nm的高分子納米薄膜;
步驟3)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的噴涂:
在形成高分子納米薄膜的耐堿玻璃纖維表面噴涂有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的混合溶液;
有機(jī)過(guò)氧化物為過(guò)氧化二苯甲酰,質(zhì)量濃度為2.5%;助硫化劑為間苯撐雙馬來(lái)酰亞胺,質(zhì)量濃度為2.5%;過(guò)氧化二苯甲酰與間苯撐雙馬來(lái)酰亞胺的質(zhì)量比為1:1.5;溶劑為丙酮;
步驟4)加溫加壓粘接:
將噴涂過(guò)有機(jī)過(guò)氧化物與助硫化劑的耐堿玻璃纖維表面與ABS接觸后放入熱壓機(jī),在壓力為2MPa,溫度為100℃的與條件下壓緊2min,取出后自然冷卻至室溫。
在20℃恒溫條件下,通過(guò)拉伸測(cè)試來(lái)測(cè)定粘接試樣的剝離強(qiáng)度;測(cè)試結(jié)果表明,粘接件的剝離強(qiáng)度達(dá)到9.1KN/m2,并觀察到了聚乙烯面的破壞。
上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效,而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下,對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此,舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變,仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。