一种充气伸展臂的管壁粘接成型方法

摘要

一种充气伸展臂的管壁粘接成型方法，它涉及管壁粘接成型方法。本发明要解决现有在普通平面工作台无法同时粘接弧形增强条和平面形粘扣的问题。本发明的方法为：一、对层合铝薄膜搭扣粘接区、成管粘接区A、增强条粘接区和成管粘接区B进行打磨，再用丙酮清洗；二、涂胶黏剂，室温放置30min，先粘结尼龙搭扣，再粘结增强条；三、将圆柱形薄膜气囊内压力增至20kPa，将层合铝薄膜包覆在气囊上，均匀缠绕绷带，再增压至50kPa，室温静置96h后，减压，去除绷带，即完成。本发明的粘扣与充气伸展臂管壁之间的平均剥离强度为0.25KN/m，比原来的粘接工艺强度提高约2倍。本发明应用于充气伸展臂管壁领域。

权利要求

1.一种充气伸展臂的管壁粘接成型方法，其特征在于充气伸展臂的管壁粘接成型方法是按照以下步骤进行的：一、在层合铝薄膜的正面设置搭扣粘接区和成管粘接区A，其中成管粘接区A在层合铝薄膜一端的边缘处；在层合铝薄膜的背面，在与搭扣粘接区对应的位置设置增强条粘接区，在与成管粘接区A所在边缘的对边位置处设置相同长度与宽度的成管粘接区B；

二、将层合铝薄膜表面在除搭扣粘接区、成管粘接区A、增强条粘接区和成管粘接区B之外的区域粘贴纸胶带；

三、将搭扣粘接区、成管粘接区A、增强条粘接区和成管粘接区B用细度为P2000的砂纸沿45度方向打磨1次，打磨力度为1～2牛顿力，打磨后用丙酮清洗干净；

四、在搭扣粘接区和待粘接的搭扣上均匀涂胶黏剂，室温放置30min后，将搭扣与待粘接区域进行粘接，室温固化2～3天；

五、在增强条粘接区和待粘接的增强条上均匀涂胶黏剂，室温放置30min，然后将增强条粘结增强条粘接区，室温固化2～3天；

六、在成管粘接区A和成管粘接区B均匀涂胶黏剂，室温放置30min；去除纸胶带，将圆柱形薄膜气囊内压力增至20kPa，然后将层合铝薄膜包覆在圆柱形薄膜气囊表面，其中层合铝薄膜背面与气囊接触，将成管粘接区A和成管粘接区B粘接在一起，用绷带均匀缠绕在层合铝薄膜表面，然后将气囊增压至50kPa，室温静置96h后，将气囊压力减至正常大气压，去除绷带，即完成充气伸展臂的管壁的粘接。

2.根据权利要求1所述的一种充气伸展臂的管壁粘接成型方法，其特征在于步骤四和步骤五中所述的涂胶黏剂的厚度为0.1～0.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种充气伸展臂的管壁粘接成型方法，其特征在于步骤四和步骤五中所述的室温固化3天。

说明书

一种充气伸展臂的管壁粘接成型方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种管壁粘接成型方法。

背景技术

[0002] 现有的充气伸展臂管壁内部有提高伸展臂刚度的弹性增强条，外部有控制展开尼龙搭扣，增强条是纤维复合材料制成，其厚度一般为0.3mm，为了提高抗弯刚度，要求其横截面为弧形状，曲率与成型伸展臂的管壁曲率相同。当管壁是厚度约0.1mm的层合铝薄膜制成时，一般方法是先把增强条粘接到伸展臂的内部表面，然后放在软板上采用沙袋室温压制96小时成型；之后在伸展臂的外表面再粘接4个增强条，然后再放在软板上采用沙袋室温压制96小时成型。采用这种工艺方法加工的充气伸展臂初样，由于在普通平面工作台无法同时粘接弧形增强条和平面形粘扣，而在空间高低温环境中进行充气展开时，胶黏剂(铁锚101)会因为粘结力结合不足导致脱层，致使展开过程失败。引起这一的问题的原因为：一方面是由于光洁度较高的聚酰亚胺薄膜粘接尼龙搭扣，另一方面是先粘接弧形增强条后形成的弧面上再粘接平面的尼龙搭扣。在空间大型充气可展开柔性复合材料结构比较常用粘接成型工艺，存在柔性薄膜一面粘接平面柔性部件，另一面是由于粘接刚度较大的弧面结构件造成的。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为了解决现有在普通平面工作台无法同时粘接弧形增强条和平面形粘扣的问题，而提供了一种充气伸展臂的管壁粘接成型方法。

[0004] 本发明的一种充气伸展臂的管壁粘接成型方法是按照以下步骤进行的：

[0005] 一、在层合铝薄膜的正面，设置搭扣粘接区和成管粘接区A，其中成管粘接区A在层合铝薄膜一端的边缘处；在层合铝薄膜的背面，在与搭扣粘接区对应的位置设置增强条粘接区，在与成管粘接区A所在边缘的对边位置处设置相同长度与宽度的成管粘接区B；

[0006] 二、将层合铝薄膜表面在除搭扣粘接区、成管粘接区A、增强条粘接区和成管粘接区B之外的区域粘贴纸胶带；

[0007] 三、将搭扣粘接区、成管粘接区A、增强条粘接区和成管粘接区B用细度为P2000的砂纸沿45度方向打磨1次，打磨力度为1~2牛顿力，打磨后用丙酮清洗干净；

[0008] 四、在搭扣粘接区和待粘接的搭扣上均匀涂胶黏剂，室温放置30min后，将搭扣与搭扣粘接区进行粘接，室温固化2~3d；

[0009] 五、在增强条粘接区和待粘接的增强条上均匀涂胶黏剂，室温放置30min，然后将增强条与增强条粘接区进行粘接，室温固化2~3d；

[0010] 六、在成管粘接区A和成管粘接区B均匀涂胶黏剂，室温放置30min；去除纸胶带，将圆柱形薄膜气囊内压力增至20kPa，然后将层合铝薄膜包覆在圆柱形薄膜气囊表面，其中层合铝薄膜背面与气囊接触，将成管粘接区A和成管粘接区B粘接在一起，用绷带均匀缠绕在层合铝薄膜表面，然后将气囊增压至50kPa，室温静置96h后，将气囊压力减至正常大气压，去除绷带，即完成充气伸展臂的管壁的粘接。

[0011] 本发明所使用的增强条的制备方法参照申请号为：2012101656767，申请日为：2012年5月25日，发明名称为：一种纤维复合材料增强条的制备方法，所公布的方法。

[0012] 本发明所述的圆柱形薄膜气囊采购自杭州千野气模制品有限公司。

[0013] 本发明所述的层合铝薄膜的制备方法，详见林国昌的哈尔滨工业大学工学硕士论文《铝/聚合物薄膜的层合工艺与高低温条件下的力学行为研究》的第二章所公开的内容，此论文发表于2003年6月。

[0014] 本发明包含以下有效果：

[0015] 1、本发明解决了在普通平面工作台无法同时粘接弧形增强条和平面形粘扣的问题。

[0016] 2、在粘接的区域用细砂纸45度方向打磨，力度为1~2牛顿力，充分增加光滑的层合铝薄膜的粗糙度，提高了与尼龙搭扣与增强条粘接强度，粘扣与充气伸展臂管壁之间的平均剥离强度为0.25KN/m，比原来的粘接工艺强度提高约2倍。

[0017] 3、本发明粘接成型需要的挤压外力，可由辅助气囊内的压力控制在50kPa得到，而不用采用现有的软板上采用沙袋压制方法进行。

[0018] 4、本发明避免采用沙袋压制放置时引起粘接对象的错位，既提高了管壁层合铝表面的粗糙面，又不使铝薄裸漏。本发明粘接成型的伸展臂曲率与实际工作状态吻合。

[0019] 5、本发明采用的纸胶带既防止打磨超出指定区域，又可防止涂胶黏剂超出指定区域，而且在辅助气囊挤压保形96小时，挤出的胶黏剂将随拆辅助纸胶带时消除，保障了粘接工艺的整洁度。

[0020] 6、本发明的充气伸展臂管壁中胶黏剂适合采用刮涂，不采用刷涂，避免了刷涂了产生很多气泡，而且应用两次涂胶工艺，保证胶层均匀、无气泡、无缺胶部位、无富胶等。

[0021] 7、本发明具有操作简单，成型完好后拆卸简单，可重复使用的特点。

附图说明

[0022] 图1为本发明的层合铝薄膜俯视图；其中，1为成管粘接区A，2为搭扣粘接区，3为层合铝薄膜；

[0023] 图2为本发明的层合铝薄膜仰视图；其中，5为成管粘接区B，4为增强条粘接区，3为层合铝薄膜。

具体实施方式

[0024] 本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

[0025] 具体实施方式一：本实施方式的一种充气伸展臂的管壁粘接成型方法是按照以下步骤进行的：

[0026] 一、在层合铝薄膜的正面，设置搭扣粘接区和成管粘接区A，其中成管粘接区A在层合铝薄膜一端的边缘处；在层合铝薄膜的背面，在与搭扣粘接区对应的位置设置增强条粘接区，在与成管粘接区A所在边缘的对边位置处设置相同长度与宽度的成管粘接区B；

[0027] 二、将层合铝薄膜表面在除搭扣粘接区、成管粘接区A、增强条粘接区和成管粘接区B之外的区域粘贴纸胶带；

[0028] 三、将搭扣粘接区、成管粘接区A、增强条粘接区和成管粘接区B用细度为P2000的砂纸沿45度方向打磨1次，打磨力度为1~2牛顿力，打磨后用丙酮清洗干净；

[0029] 四、在搭扣粘接区和待粘接的搭扣上均匀涂胶黏剂，室温放置30min后，将搭扣与搭扣粘接区进行粘接，室温固化2~3d；

[0030] 五、在增强条粘接区和待粘接的增强条上均匀涂胶黏剂，室温放置30min，然后将增强条与增强条粘接区进行粘接，室温固化2~3d；

[0031] 六、在成管粘接区A和成管粘接区B均匀涂胶黏剂，室温放置30min；去除纸胶带，将圆柱形薄膜气囊内压力增至20kPa，然后将层合铝薄膜包覆在圆柱形薄膜气囊表面，其中层合铝薄膜背面与气囊接触，将成管粘接区A和成管粘接区B粘接在一起，用绷带均匀缠绕在层合铝薄膜表面，然后将气囊增压至50kPa，室温静置96h后，将气囊压力减至正常大气压，去除绷带，即完成充气伸展臂的管壁的粘接。

[0032] 本实施方式的有益效果为：

[0033] 1、本实施方式解决了在普通平面工作台无法同时粘接弧形增强条和平面形粘扣的题。

[0034] 2、在粘接的区域用细砂纸45度方向打磨，力度约1~2牛顿力，充分增加光滑的层合铝薄膜的粗糙度，提高了与尼龙搭扣与增强条粘接强度，粘扣与充气伸展臂管壁之间的平均剥离强度为0.25KN/m，比原来的粘接工艺强度提高约2倍。

[0035] 3、本实施方式粘接成型需要的挤压外力，可由辅助气囊内的压力控制在50KP得到，而不用采用现有的软板上采用沙袋压制方法进行。

[0036] 4、本实施方式避免采用沙袋压制放置时引起粘接对象的错位，既提高了管壁层合铝表面的粗糙面，又不使铝薄裸漏。本发明粘接成型的伸展臂曲率与实际工作状态吻合。

[0037] 5、本实施方式采用的纸胶带既防止打磨超出指定区域，又可防止涂胶黏剂超出指定区域，而且在辅助气囊挤压保形96小时，挤出的胶黏剂将随拆辅助纸胶带时消除，保障了粘接工艺的整洁度。

[0038] 6、本实施方式充气伸展臂管壁中胶黏剂适合采用刮涂，不采用刷涂，避免了刷涂了产生很多气泡，而且应用两次涂胶工艺，保证胶层均匀、无气泡、无缺胶部位、无富胶等。

[0039] 7、本实施方式具有操作简单，成型完好后拆卸简单，可重复使用的特点。

[0040] 具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤四和步骤五中所述的涂胶黏剂的厚度为0.1~0.5mm。其它与具体实施方式一相同。

[0041] 具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤四和步骤五中所述的室温固化3d。其它与具体实施方式一或二相同。

[0042] 通过以下试验验证本发明的效果：

[0043] 本试验的一种充气伸展臂的管壁粘接成型方法是按照以下步骤进行的：

[0044] 一、在层合铝薄膜3的正面，设置搭扣粘接区2和成管粘接区A 1，其中成管粘接区A 1在层合铝薄膜3一端的边缘处；在层合铝薄膜3的背面，在与搭扣粘接区2对应的位置设置增强条粘接区4，在与成管粘接区A 1所在边缘的对边位置处设置相同长度与宽度的成管粘接区B 5；

[0045] 二、将层合铝薄膜表面在除搭扣粘接区2、成管粘接区A 1、增强条粘接区4和成管粘接区B 5之外的区域粘贴纸胶带；

[0046] 三、将搭扣粘接区2、成管粘接区A 1、增强条粘接区和成管粘接区B 5用细度为P2000的砂纸沿45度方向打磨1次，打磨力度为2牛顿力，打磨后用丙酮清洗干净；

[0047] 四、在搭扣粘接区2和待粘接的搭扣上均匀涂胶黏剂，室温放置30min后，将搭扣与待粘接区域2进行粘接，室温固化3d；

[0048] 五、在增强条粘接区4和待粘接的增强条上均匀涂胶黏剂，室温放置30min，然后将增强条粘结增强条粘接区4，室温固化3d；

[0049] 六、在成管粘接区A 1和成管粘接区B 5均匀涂胶黏剂，室温放置30min；去除纸胶带，将圆柱形薄膜气囊内压力增至20kPa，然后将层合铝薄膜3包覆在圆柱形薄膜气囊表面，其中层合铝薄膜3背面与气囊接触，将成管粘接区A 1和成管粘接区B 5粘接在一起，用绷带均匀缠绕在层合铝薄膜3表面，然后将气囊增压至50kPa，室温静置96h后，将气囊压力减至正常大气压，去除绷带，即完成充气伸展臂的管壁的粘接。

[0050] 本试验的层合铝薄膜俯视图如图1所示，层合铝薄膜仰视图如图2所示。

[0051] 本试验所使用的增强条的制备方法参照申请号为：2012101656767，申请日为：2012年5月25日，发明名称为：一种纤维复合材料增强条的制备方法，所公布的方法。

[0052] 本试验所述的圆柱形薄膜气囊采购自杭州千野气模制品有限公司。

[0053] 本试验所述的层合铝薄膜的制备方法，详见林国昌的哈尔滨工业大学工学硕士论文《铝/聚合物薄膜的层合工艺与高低温条件下的力学行为研究》的第二章所公开的内容，此论文发表于2003年6月。

[0054] 本试验的胶黏剂为铁锚101-F（购买自无锡市康衡化学品有限公司），按胶粘剂与固化剂质量比为100:25的比例进行配比，其中甲组份为无色或淡黄色半透明粘稠液，其粘度为40～90S，乙组份为无色或淡黄色透明液。搅拌过程中会产生很多气泡，静置5~7min后，气泡基本消失，此后再进行涂胶；其中，所述的甲组份为环氧树脂，乙组份为氨类固化剂。

[0055] 本试验的纸胶带为市面购置的纸胶带。

[0056] 本发明提出一种充气伸展臂的管壁粘接成型方法，既解决了光洁度较高面粘接问题，又解决了弧面和平面粘接在薄膜上的问题。本发明可用于充气式重力梯度杆、太阳帆的充气展开支撑皮、太阳能帆板、大口径天线充气展开支撑臂、充气展开的超长型单极和双极天线、卫星桁架结构、遮阳罩等结构的加工成型工艺中。