一种聚氨酯浇注胶-金属粘接梯度底胶及制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及水声换能器技术领域，特别涉及一种聚氨酯浇注胶

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯浇注胶
‑
金属粘接梯度底胶及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及水声换能器
，特别涉及一种聚氨酯浇注胶
‑
金属粘接梯度底胶及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚氨酯浇注胶由于其声阻抗与水较匹配、能常压浇注和中温固化等特点，广泛应用于高频水声换能器封装。316系列不锈钢材料、钛合金、铝合金等金属材料由于其强度、比强度、刚度、电磁屏蔽性和易加工性等特点，广泛应用于水声换能器外壳。故现在的高频水声换能器通用结构形式见图1。如图1所示，聚氨酯浇注胶与金属壳体间的粘接可靠性是影响水声换能器水密可靠性的关键因素之一。聚氨酯浇注胶和金属是相差极大的异质材料，水声换能器常用的金属外壳材料为316系列不锈钢、铝合金等材料，316系列不锈钢材料的线胀系数约16*10
‑6，铝合金材料的线胀系数约23.3*10
‑6，聚氨酯浇注胶材料的线胀系数约180*10
‑6，聚氨酯浇注胶的线胀系数比316系列不锈钢、铝合金等金属材料大了约一个数量级。在用聚氨酯浇注胶封装完金属壳体的换能器后，由于线胀系数、硬度和刚度等性质的不同，由于金属的线胀系数低且结构刚度远大于聚氨酯浇注胶，故在温度、受力、溶剂等条件变化时，聚氨酯浇注胶
‑
金属粘接面上受到集中的应力，如图2。聚氨酯浇注胶刚浇注完成后的边沿为实线，虚线为正负变化后的边沿。在交变应力的作用下，集中的应力容易得到释放，造成粘接面的脱离破坏，从而降低水声换能器的水密可靠性。
[0003]目前在水声换能器行业内，聚氨酯浇注胶与金属壳体间的粘接多采用热硫化粘接的方法，即首先对金属进行一系列如打毛、喷砂、清洗等表面处理，然后涂敷Chemlok胶粘剂、Thixon胶粘剂、Cilbond系列胶粘剂等底胶，最后进行聚氨酯硫化灌注。在小尺寸换能器和短时间使用时，确实没有发现有粘接面脱离破坏等问题，但在较大尺度的换能器和长时间使用后，粘接面脱离破坏现象就明显增多，从目前了解到的高频水声换能器失效的统计数据来看，由于粘接面的脱离破坏造成的换能器失效是主要因素。以上这些胶粘剂的缺点是：一、不适用于较大尺度的换能器和长时间使用，而换能器必须包含较大尺度的换能器，并且需要在水中长时间使用的。虽然通过上述胶粘剂大大增加了聚氨酯浇注胶
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金属间的粘接力，反映在试样刚制作完毕后进行剥离试验时，都是聚氨酯浇注胶的内部破坏，但在经过一段时间的模拟实际使用环境放置后，再进行剥离试验时，都是聚氨酯浇注胶
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金属间的破坏了，说明聚氨酯浇注胶
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金属间的粘接力虽然增加了，但是如图2所示的应力集中现象没有改善，随着时间的延伸和粘接力的衰减，在交变应力的作用下，集中的应力容易得到释放，造成粘接面的脱离破坏。二、上述胶粘剂使用限制比较多，工艺要求比较繁琐，耐候性差。金属壳体涂敷金属壳体完毕后，必须全程在洁净干燥的环境内，不能受到任何污染，且须在短时间完成PU橡胶硫化灌注，完成整个粘接过程，否则严重影响粘接效果。而高频水声换能器由于整体尺寸和单基元尺寸都较小的缘故，很难采用模块化的设计，故高频水声换能器在金属壳体表面处理和金属壳体涂敷Chemlok胶粘剂、Thixon胶粘剂、Cilbond系列胶粘剂等底胶后要进行多道工序和较长的时间周期，金属壳体涂敷底胶面难以避免受到污
染，且整个周期也难以压缩到上述底胶的要求范围内；同时高频水声换能器的功能部分在封装前非常娇嫩和脆弱，很难与金属壳体安装完成后整体进行打毛、喷砂、清洗等表面处理，故也不能预先装配好后在操作以满足底胶的适用范围。因此，研究开发出一种既能改善聚氨酯浇注胶
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金属粘接面上的应力分布状态，避免因应力集中而造成粘接面的脱离破坏，从而降低水声换能器的水密可靠性，同时又能减少使用限制，在金属壳体涂敷底胶后可以不怕受污染且长时间放置或操作不影响粘接效果的聚氨酯浇注胶
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金属粘接底胶，对于用聚氨酯浇注胶封装的高频水声换能器领域具有重大的意义。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种聚氨酯浇注胶
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金属粘接底胶材料，它既能改善聚氨酯浇注胶
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金属粘接面上的应力分布状态，避免因应力集中降低水声换能器的水密可靠性，同时又能减少使用限制，在金属壳体涂敷底胶后可以不怕受污染且长时间放置或操作不影响粘接效果。本专利技术的目的之二在于提供一种聚氨酯浇注胶
‑
金属粘接底胶的制备方法。同时，本专利技术还在于提供一种聚氨酯浇注胶
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金属粘接底胶在高频水声换能器方面的应用。
[0005]本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种聚氨酯浇注胶
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金属粘接底胶，该底胶分为底涂胶底胶和底涂胶面胶两个配方；所述底涂胶底胶由以下质量份数的组分制成：环氧树脂95～105份、2
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乙基
‑4‑
甲基咪唑3～5份、聚硫橡胶18～22份、二甲苯40～80份、填料280～350份；所述底涂胶面胶由以下质量份数的组分制成：环氧树脂95～105份、2
‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑3～5份、聚氨酯预聚体18～22份、二甲苯20～30份。
[0006]优选的，所述环氧树脂为E
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51环氧树脂。
[0007]优选的，所述聚硫橡胶为液态聚硫橡胶LP
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3。
[0008]优选的，所述填料为氮化硅、硅微粉和碳化硅中的任意一种或几种。
[0009]优选的，所述聚氨酯预聚体为山西省化工研究院生产的JA
‑
2S共聚醚预聚体。
[0010]本专利技术还提供了上述所述的一种聚氨酯浇注胶
‑
金属粘接底胶的制备方法，包括：（1）底涂胶底胶的制备步骤如下：步骤1：按比例称取环氧树脂、2
‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑，混合均匀，再按比例称取聚硫橡胶，混合均匀，再按比例称取二甲苯，混合均匀，最后按比例称取氮化硅，混合均匀后即得到聚氨酯浇注胶
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金属粘接底胶的底涂胶底胶；步骤2：密封后放置于家用冰箱中待用，如果长时间不使用，则放入冷冻箱保存，如果很快要使用，则放入冷藏室保存；（2）底涂胶面胶的制备步骤如下：步骤1：按比例称取环氧树脂、2
‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑，混合均匀，再按比例称取聚氨酯预聚体，混合均匀，最后按比例称取二甲苯，混合均匀后即得到聚氨酯浇注胶
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金属粘接底胶的底涂胶面胶；步骤2：密封后放置于家用冰箱中待用，如果长时间不使用，则放入冷冻箱保存，如果很快要使用，则放入冷藏室保存。
[0011]本专利技术还提供了上述所述的一种聚氨酯浇注胶
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金属粘接底胶在高频水声换能器方面的应用，对高频水声换能器金属外壳与聚氨酯浇注胶的粘接面上进行打毛、喷砂、清洗等一系列表面处理，放入加热干燥箱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯浇注胶
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金属粘接底胶，其特征在于，该底胶分为底涂胶底胶和底涂胶面胶两个配方；所述底涂胶底胶由以下质量份数的组分制成：环氧树脂95～105份、2
‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑3～5份、聚硫橡胶18～22份、二甲苯40～80份、填料280～350份；所述底涂胶面胶由以下质量份数的组分制成：环氧树脂95～105份、2
‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑3～5份、聚氨酯预聚体18～22份、二甲苯20～30份。2.如权利要求1所述的一种聚氨酯浇注胶
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金属粘接底胶，其特征在于，所述环氧树脂为E
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51环氧树脂。3.如权利要求1所述的一种聚氨酯浇注胶
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金属粘接底胶，其特征在于，所述聚硫橡胶为液态聚硫橡胶LP
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3。4.如权利要求1所述的一种聚氨酯浇注胶
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金属粘接底胶，其特征在于，所述填料为氮化硅、硅微粉和碳化硅中的任意一种或几种。5.如权利要求1所述的一种聚氨酯浇注胶
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金属粘接底胶，其特征在于，所述聚氨酯预聚体为JA
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2S共聚醚预聚体。6.如权利要求1～5任一项所述的一种聚氨酯浇注胶
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金属粘接底胶的制备方法，其特征在于，包括：（1）底涂胶底胶的制备步骤如下：步骤1：按比例称取环氧树脂、2
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乙基
‑4‑
甲基咪唑，混合均匀，再按比例称取聚硫橡胶，混合均匀，再按比例称取二甲苯，混合均匀，最后按比例称取氮化硅，混合均匀后即得到聚氨酯浇注胶
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金属粘接底胶的底涂胶底胶；步骤2：密封后放置于家用冰箱中待用，如果长时间不使用，则放入冷冻箱保存，如果很快要使用，则放入冷藏室保存；（2）底涂胶面胶的制备步骤如下：步骤1：按比例称取环氧树脂、...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾晓红，李珺杰，高远，高峰，朱皓，
申请(专利权)人：海鹰企业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：