一种低粘连泡沫胶膜配方及精确定位方法与流程

本发明涉及泡沫胶膜，具体为一种低粘连泡沫胶膜配方及精确定位方法。

背景技术：

1、泡沫胶膜是复合材料夹层结构中用于实现泡沫芯材与预浸料面层界面粘结的功能性胶接材料，广泛应用于航空航天平尾蒙皮、轨道交通内饰件、风电叶片芯材等轻质高强构件的制造环节，其胶层的完整性、粘结强度与表面特性直接决定夹层结构的界面结合可靠性与长期服役性能。低粘连泡沫胶膜能够在保证与泡沫基材粘结强度的前提下，降低胶膜表层与临时铺覆材料的界面粘附力，避免后续成型工序中胶层被连带剥离、出现破损，对提升夹层构件成型合格率、降低返修成本具有重要的应用价值。而泡沫造型与预浸料轮廓的精确定位，则是保障构件外形尺寸精度、保证力学性能均匀分布的核心前提，尤其针对造型不具备对称性且曲率较大的复杂构件，精准的轮廓定位与胶膜完整性防护，直接决定最终产品的外形公差与结构力学稳定性。

2、目前在平尾蒙皮等泡沫夹层构件的实际生产过程中，通常先完成带有胶膜的泡沫芯材铺贴，再整体铺设预浸料并进行全面压实，随后依靠激光投影引导沿造型轮廓划刻并移除多余预浸料，该工艺中全面压实的操作会使轮廓区域内的预浸料与泡沫表面胶膜紧密粘连，划刻后移除余料时极易连带撕扯胶膜造成胶层破损、残缺，同时现有常规泡沫胶膜耐划刻性能差、表面粘附残留高，划刻过程易产生胶屑粘连且胶层易被刀具划伤，既需要额外开展胶膜拼接修复作业，也难以保证造型轮廓的定位精度，最终影响后续铺贴质量与产品的整体结构力学性能，因此，开发一种低粘连泡沫胶膜配方及精确定位方法具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了弥补现有技术的不足，提供了一种低粘连泡沫胶膜配方及精确定位方法，它能够解决现有工艺中预浸料压实后与泡沫胶膜粘连、余料移除时胶膜易破损，以及常规胶膜耐划性差、定位精度不足的问题。

2、本发明为解决上述技术问题，提供如下技术方案：一种低粘连泡沫胶膜配方，制备原料按质量份数计，由热塑性聚氨酯树脂65-75份、纳米聚四氟乙烯微粉8-12份、硅烷偶联剂0.5-1.5份、邻苯二甲酸二辛酯增塑剂3-6份、受阻酚类抗氧剂0.2-0.8份、乙酸乙酯溶剂20-30份组成；各组分混合后形成均质涂布液，涂布固化后形成单层连续无分层的胶膜结构，胶膜内部无团聚填料颗粒、无肉眼可见气泡缺陷。

3、进一步地，所述纳米聚四氟乙烯微粉的粒径为200-500nm，所述硅烷偶联剂采用kh550型氨基硅烷偶联剂，氨基硅烷偶联剂通过水解缩合反应接枝于纳米聚四氟乙烯微粉的颗粒表面，接枝后的微粉颗粒均匀分散于热塑性聚氨酯基体形成的胶层内部，部分微粉颗粒外露于胶层的单侧表层界面；微粉在胶膜表层的外露点位均匀分布，单位平方厘米胶膜表层外露微粉颗粒数量维持在120-180个。

4、更进一步地，所述热塑性聚氨酯树脂为聚酯型热塑性聚氨酯，其邵氏硬度为60a-80a，断裂伸长率为400%-600%，树脂的数均分子量为80000-120000，树脂分子链中硬段含量为30%-40%；树脂分子链的软段为己二酸系聚酯链段，软段与硬段呈交替嵌段排布结构。

5、更进一步地，所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010，所述邻苯二甲酸二辛酯增塑剂的纯度不低于99.5%，增塑剂的闪点不低于190℃，增塑剂分子与抗氧剂分子均均匀分布于热塑性聚氨酯树脂的分子链间隙中；增塑剂与抗氧剂在胶膜基体中无局部富集区域，两种助剂的分散均匀度偏差不超过5%。

6、更进一步地，所述低粘连泡沫胶膜的干膜厚度为0.15-0.25mm，胶膜的一侧贴合有硅酮离型纸，所述硅酮离型纸的离型力为0.05-0.1n/25mm，离型纸的克重为80-100g/m2，硅酮离型纸完全覆盖胶膜的粘结功能面；硅酮离型纸表面涂布的硅酮涂层厚度控制在0.008-0.012mm，硅酮涂层仅分布于离型纸与胶膜接触的单侧表面。

7、更进一步地，上述的低粘连泡沫胶膜的制备方法包括以下步骤：

8、填料表面改性：将纳米聚四氟乙烯微粉置于80-90℃、真空度为-0.08mpa至-0.1mpa的真空干燥箱中干燥2-3h，去除表面吸附水分，随后将干燥后的微粉加入高速混合机，同时加入硅烷偶联剂，在1200-1500r/min的转速下搅拌15-20min，得到改性聚四氟乙烯微粉；

9、胶液共混脱泡：将热塑性聚氨酯树脂缓慢加入乙酸乙酯溶剂中，置于50-60℃水浴环境下持续搅拌至树脂完全溶解，随后依次加入邻苯二甲酸二辛酯增塑剂、受阻酚类抗氧剂，搅拌均匀后加入改性聚四氟乙烯微粉，继续以800-1000r/min的转速高速分散30-40min，随后将混合胶液置于真空度为-0.09mpa至-0.1mpa的真空脱泡机中脱泡10-15min，得到胶膜涂布液；

10、流延烘干成膜：将制备好的涂布液匀速涂布于硅酮离型纸表面，控制干膜涂布厚度为0.15-0.25mm，随后送入阶梯式烘箱，依次经60℃、80℃、110℃三段各2-3min的烘干处理去除残留溶剂，经室温自然静置冷却后收卷，得到低粘连泡沫胶膜成品。

11、一种低粘连泡沫胶膜的精确定位方法，适用于上述的一种低粘连泡沫胶膜，该方法包括以下步骤：

12、s1、胶膜复合铺贴：将低粘连泡沫胶膜铺贴于泡沫芯材表面，采用硅胶辊沿同一方向对胶膜进行辊压，排除胶膜与泡沫芯材之间的界面气泡；

13、s2、预浸料铺覆对位：将预浸料整体铺覆于带有胶膜的泡沫芯材表面，开启激光投影系统投射预设的泡沫造型目标轮廓线，调整预浸料的铺覆位置，预浸料完全覆盖目标轮廓区域，轮廓线内侧的预浸料处于自然松铺状态；

14、s3、轮廓外侧局部压实：采用平面压辊对激光投影轮廓线外侧的预浸料区域施加均匀压力，压实压力控制在0.3-0.5mpa，压辊沿轮廓外侧匀速行走，完成轮廓外侧区域的压实作业；

15、s4、恒深精准划刻：保持激光投影系统的轮廓线位置不变，调整数控刀架的下刀深度参数，刀刃完全穿透预浸料层且刀刃末端不触及泡沫表面的胶膜层，控制刀架沿激光投影的轮廓线匀速行走，在预浸料表面划出轮廓切口；

16、s5、余料移除成型：沿划刻完成的轮廓切口，将轮廓线外侧多余的预浸料沿边缘整体剥离移除，剥离过程中受力方向与泡沫表面平行。

17、进一步地，所述步骤s1中的泡沫芯材在铺贴胶膜前先进行表面除尘处理，采用压缩空气沿同一方向吹扫泡沫芯材的整个待贴胶面，吹扫压力控制在0.2-0.3mpa，吹扫完成后在23±2℃、相对湿度45-55%的环境下静置10-15min，去除胶膜一侧的硅酮离型纸后在30s内完成与泡沫芯材的对位贴合，硅胶辊的辊压速度为0.5-0.8m/s，辊压作业沿同一方向往复进行2次，辊压过程中辊轮轴线始终与泡沫芯材表面保持垂直，单次辊压覆盖区域的重叠宽度为辊轮宽度的三分之一。

18、更进一步地，所述步骤s3中的平面压辊采用硅胶材质辊轮，辊轮的邵氏硬度为50-60a，压实路径沿激光投影轮廓线的外侧边缘向外延伸的区域进行，压合带的宽度保持在10-15mm范围内，针对轮廓线的转角位置，压辊降低行走速度至常规行走速度的二分之一，同时保持压实压力恒定不变，轮廓外侧的压实区域沿轮廓线形成连续闭合的压合带，压合带的宽度均匀一致。

19、更进一步地，所述步骤s4中的数控刀架采用钨钢材质的圆形划刻刀片，圆形划刻刀片的直径为30-50mm，刀片的刃口角度为30-35°，划刻前先采用深度校准块对下刀深度进行校准，校准精度控制在0.01mm以内，划刻过程中刀架的行走速度为0.3-0.6m/s，针对轮廓线的曲率突变位置，刀架自动调整行走速度以匹配轮廓曲率变化，划刻完成的切口断面垂直于预浸料表面，切口深度贯穿整个预浸料厚度方向。

20、与现有技术相比，该低粘连泡沫胶膜配方及精确定位方法具备如下有益效果：

21、本发明通过在热塑性聚氨酯胶层中共混掺杂硅烷改性纳米聚四氟乙烯微粉的胶膜配方设计，配合激光投影引导的局部压实与恒深划刻的精确定位方法，实现泡沫芯材表面胶膜基材粘结强度与表层低粘连性能的平衡，既保障胶膜与泡沫基材的界面结合力，又降低胶膜表层的粘附残留性与划刻起屑倾向，同时通过仅压实轮廓外侧预浸料的工艺以及精准控制划刻深度的操作，从材料与工艺双重层面避免预浸料与轮廓内胶膜发生粘连，杜绝余料移除时胶膜被连带撕扯破损的问题，省去后续胶膜拼接修复工序，提升造型轮廓的定位精度与胶膜完整性，有效保证大曲率非对称夹层构件的铺贴质量与长期结构力学性能。

22、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。