一种用于连接塑料与金属的胶粘剂的选择方法技术

技术编号：40117097 阅读：6 留言：0更新日期：2024-01-23 20:04

本发明专利技术属于粘接技术领域，公开了一种用于连接塑料与金属的胶粘剂的选择方法。该选择方法，包括计算金属生产过程、使用过程中环境温差，金属与塑料的热膨胀系数差Δα，计算因温差而导致金属与塑料产生的长度差Δl，胶层厚度的变化率γ，通过对比胶层厚度的变化率γ和胶粘剂最大允许长期伸长率β来判定所选胶粘剂的正确性，只有当γ＜β时，说明所选胶粘剂是正确的，否则需重新选择胶粘剂并再次对比γ与β的大小。本发明专利技术利用温差引起的胶层厚度的变化率与胶粘剂的最大允许长期伸长率进行对比分析，通过对比胶层厚度的变化率γ和胶粘剂的最大允许长期伸长率β来判定所选胶粘剂的正确性，使得胶层不易开裂。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于粘接，特别涉及一种用于连接塑料与金属的胶粘剂的选择方法。

技术介绍

1、不同材质或相同材质之间的连接，往往需要使用胶粘剂进行连接。特别是不同材质，其对应的热膨胀系数有所不同，导致不同材质之间使用胶粘剂进行连接后，一段时间后容易出现胶层开裂的问题。

2、例如，轨道交通车辆司机室固定罩与车体的连接，由于固定罩常常为塑料材质，例如玻璃钢，而车体一般为合金材质，例如铝合金。如果任意选择胶粘剂，则容易导致固定罩与车体连接处的胶层出现开裂。现有技术中对连接固定罩与车体的胶粘剂的选择也往往是依靠经验判断，这导致连接固定罩与车体的胶层容易出现裂纹。

3、因此，亟需一种新的胶粘剂选择方法，通过该方法分析选择得到的胶粘剂能很好地连接塑料与金属，极大地减少或避免塑料与金属的胶层开裂情况。

技术实现思路

1、本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种用于连接塑料与金属的胶粘剂的选择方法。本专利技术所述选择方法能选择出合适的胶粘剂，用于填补塑料与金属之间的缝隙，起到连接塑料与金属的作用，且胶粘剂在缝隙中形成的胶层不易开裂，从而起到很好的稳定连接作用。

2、本专利技术的专利技术构思为：本专利技术利用温差引起的胶层厚度的变化率与胶粘剂的最大允许长期伸长率进行对比分析，通过对比胶层厚度的变化率γ和胶粘剂的最大允许长期伸长率β来判定所选胶粘剂的正确性。只有当γ＜β时，说明所选胶粘剂是正确的，否则需重新选择胶粘剂并再次对比分析，从

3、本专利技术的第一方面提供一种用于连接塑料与金属的胶粘剂的选择方法。

4、具体的，一种用于连接塑料与金属的胶粘剂的选择方法，其特征在于，包括以下步骤：

5、(1)利用金属与塑料粘接(即粘接接头)生产过程中环境的温度范围t1至t2，及金属与塑料粘接后(粘接接头)使用过程中环境的温度范围t3至t4分别计算出金属升温阶段的温度差δt1和降温阶段的温度差δt2，其中δt1＝t4-t1，δt2＝t2-t3，同时对比δt1和δt2，δt＝max(δt1，δt2)；

6、(2)所述金属的热膨胀系数为α1，所述塑料的热膨胀系数为α2，所述金属与塑料的热膨胀系数差δα＝α1-α2；

7、(3)测量金属与塑料之间的缝隙的长度l及胶层的厚度d，其中，胶层的厚度等于缝隙的宽度；

8、(4)计算因温差而导致金属与塑料产生的长度差δl，其中δl＝l/2*δt*δα；

9、(5)计算胶层厚度的变化率γ，式中s为安全系数，s不小于2；

10、(6)评估所选胶粘剂的合理性，通过对比胶层厚度的变化率γ和胶粘剂最大允许长期伸长率β来判定所选胶粘剂的正确性，只有当γ＜β时，说明所选胶粘剂是正确的，否则需重新选择胶粘剂并再次对比γ与β的大小。

11、优选的，一种用于连接塑料与金属的胶粘剂的选择方法，包括以下步骤：

12、(1)利用金属生产过程中环境的温度范围t1至t2，及金属使用过程中环境的温度范围t3至t4分别计算出金属升温阶段的温度差δt1和降温阶段的温度差δt2，其中δt1＝t4-t1，δt2＝t2-t3，同时对比δt1和δt2，δt取两者间最大值，即δt＝max(δt1，δt2)；

13、(2)所述金属的热膨胀系数为α1，所述塑料的热膨胀系数为α2，所述金属与塑料的热膨胀系数差δα＝α1-α2；

14、(3)测量金属与塑料之间的缝隙的长度l及胶层的厚度d，其中，胶层的厚度等于缝隙的宽度；

15、(4)计算因温差而导致金属与塑料产生的长度差δl，其中δl＝l/2*δt*δα，式中l/2是因为无论是收缩或膨胀均是向两个方向同时进行且两个方向是一致的，故取一个方向的变化情况即可，以方便后续计算胶层厚度的变化率；

16、(5)计算胶层厚度的变化率γ，式中s为安全系数，s不小于2；

17、(6)评估所选胶粘剂的合理性，通过对比胶层厚度的变化率γ和胶粘剂最大允许长期伸长率β来判定所选胶粘剂的正确性，只有当γ＜β时，说明所选胶粘剂是正确的，否则需重新选择胶粘剂并再次对比γ与β的大小。

18、优选的，步骤(1)中，所述金属为铝合金，例如铝合金a6n01s-t5。

19、优选的，步骤(1)中，所述t1的取值范围为10-18℃，优选12-15℃。

20、优选的，步骤(1)中，所述t2的取值范围为30-40℃，优选30-35℃。

21、优选的，步骤(1)中，所述t3的取值范围为-30℃至-20℃，优选-28℃至-25℃。

22、优选的，步骤(1)中，所述t4的取值范围为38-42℃，优选38-40℃。

23、优选的，步骤(2)中，所述塑料为玻璃钢。

24、优选的，步骤(2)中，所述α1为(2.0-2.5)×10-5，优选2.4×10-5。

25、优选的，步骤(2)中，所述α2为(2.6-2.9)×10-6，优选2.7×10-6。

26、优选的，步骤(5)中，γ≤5％与γ＞5％所选择的胶粘剂类型不同。

27、优选的，步骤(5)中，当γ≤5％时选用高模量低弹性的胶粘剂；当γ＞5％时选用低模量高弹性的胶粘剂。当γ≤5％时可选用高模量低弹性的胶粘剂进行填缝，可获得平整不易变形的胶层表面，如车内地板塑料和金属的填缝可选用高模量低弹性的胶粘剂，因为车辆运营过程车内环境适中，变化不大，受热载荷的影响较小。当γ＞5％时应选用低模量高弹性的胶粘剂进行填缝，避免开裂。

28、现有技术中的胶粘剂最大允许长期伸长率β在行业内没有标准测定方法，故而通常靠经验值来判断β大小。而本专利技术提出了β精确测量方法，这是本专利技术的一个专利技术点。

29、为了进一步获取胶粘剂最大允许长期伸长率β的精确值，本专利技术还提供了一种β的获取方法。

30、优选的，步骤(6)中，所选胶粘剂最大允许长期伸长率β的获取方法，依次包含以下步骤：

31、步骤(s1)，制作样件：选择n套哑铃状的试验工装，n大于3，采用所选胶粘剂以及实验工装制作n组样件，所述样件包括两端的粘接接头和中间的基体，每组样件的粘接接头尺寸为a×b×l，a、b、l的大小选择必须保证中间的基体的强度小于两端的粘接接头的强度；

32、步骤(s2)，样件固化：固定步骤(1)中5组样件，将所有样件放置在室温下固化7天以上；

33、步骤(s3)，高低温循环交变试验：将所述样件放置在高低温老化试验箱中进行老化试验，试验持续时间为100周期以上，循环交变试验1周期条件为在70-80℃、85-95％相对湿度下放置3-4h，1.5-2h内冷却到-35℃至-40℃，在-35℃至-40℃下放置3-4h，1.5-2h内升温到70-80℃、85-95本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于连接塑料与金属的胶粘剂的选择方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的选择方法，其特征在于，步骤(1)中，所述金属为铝合金。

3.根据权利要求1所述的选择方法，其特征在于，步骤(1)中，所述t1的取值范围为10-18℃；所述t2的取值范围为30-40℃。

4.根据权利要求1所述的选择方法，其特征在于，步骤(1)中，所述t3的取值范围为-30℃至-20℃；所述t4的取值范围为38-42℃。

5.根据权利要求1所述的选择方法，其特征在于，步骤(2)中，所述塑料为玻璃钢。

6.根据权利要求1所述的选择方法，其特征在于，步骤(2)中，所述α1为(2.0-2.5)×10-5；所述α2为(2.6-2.9)×10-6。

7.根据权利要求1所述的选择方法，其特征在于，步骤(5)中，γ≤5％与γ＞5％所选择的胶粘剂类型不同。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的选择方法，其特征在于，步骤(6)中，所选胶粘剂最大允许长期伸长率β的获取方法，依次包含以下步骤：

9.根据权利要求8

10.权利要求1-9任意一项所述的选择方法在车辆司机室固定罩与车体缝隙连接中的应用。

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【技术特征摘要】