腈酚醛胶膜来黏合那些要求有耐疲劳能力和耐高温的结构。当温度较高时 ,丁腈酚醛的性能通常超过环氧树脂。但是,由于该类配方中都含有酚醛树脂 ,其在加热固化过程中会发生缩聚反应生成水 ,因此这样为减少金属 -金属胶层的孔隙就需要很高的压力使挥发物逸出 ,同时必须采用有孔蜂窝。但是 ,这种蜂窝容易受到湿气和盐雾的渗入 ,从而影响使用性能。环氧胶黏剂的出现解决了这一问题。由于环氧胶黏剂在发生加聚反应时 ,在热固化期间没有挥发物析出 ,这样可以采用低压固化工艺和无孔蜂窝 ,因此显著地提高了使用性能。
3M环氧胶膜 AF-163及其典型应用环氧类型的胶膜由于其优秀的性能在飞机的结构胶接方面得到了最广泛的应用 ,其典型粘接结构如图 2所示。
环氧胶膜不但可以粘接金属 /金属,金属 /蜂窝 ,并且能够粘接到有或没有金属织物的复合材料表面。 3M AF-163高剥离强度环氧树脂薄膜采用低温、低压固化技术 ,现已成为蜂窝复合材料板芯的胶接标准。
众所周知 , Nomex蜂窝会吸收周围潮气 ,这大大降低蜂窝与复合材料之间的耐用性。为解决这一问题 ,很多飞机制造商都要求将 Nomex装在聚酯包装袋中进行运输和存放 ,以减少潮气的吸收。 Nomex蜂窝在使用前也常用烘房烘干。但即使用烘房烘干 ,Nomex在粘接车间也会很快开始吸收潮气 ,在 24℃和 50%的相对湿度条件下 ,蜂房式衬底结构吸收潮气带来的影响在检测 -55℃蜂房式衬底结构剥离强度或 82℃平行拉伸强度时非常明显 ,很多胶黏剂的强度只能保持干燥状态下的 20%。不幸的是 ,在部件胶接或加工过程质量控制程序中 ,通常并不包括这些检测 ,因此无法发现胶黏剂性能的损失。在同样的检测中 ,AF-163能够保持 90%的性能。由于它的这一独特的耐潮湿性 ,越来越多的胶接车间开始使用 AF-163来减少 Nomex材料吸潮对胶接质量的影响。
AF-163在商用运输机上有许多应用,在组装行李舱门时 ,AF-163将铝皮黏合到金属蜂窝上 ,如图 3所示 ;在组装机翼叶片时 ,AF-163将表皮黏合到芯材上 ,经高压仓处理后固定 ,然后完成热固化 ,如图 4所示。
AF-163也可以用于飞机内部的零件的组装 ,如固定前后缘和干舱屏障等,其应用如图 5所示。
结语
航空胶黏剂的开发顺应了飞机的发展趋势 ,从最初的硝化纤维素类 ,酚醛类 ,再到环氧类 ,改性环氧类等等。胶膜这种形式的出现 ,改善了操作性能 ,现在得到了广泛的应用 , AF-163更是由于其出色的耐湿热性 ,成为蜂窝复合材料板芯的胶接标准。