[发明专利]钛合金和碳纤维复合材料粘接用绝缘涂层及其粘接方法

说明书

钛合金和碳纤维复合材料粘接用绝缘涂层，该绝缘涂层由甲组分和乙组分混配后制成，按照重量份数计，所述的甲组分由100份乙烯基树脂、50~100份填料、0~50份稀释剂和0.5~5份触变剂构成，其中，所述填料预先经过等离子体工艺处理；所述的乙组分由1~10份引发剂和0.5~2份促进剂构成。本发明提供的一种钛合金和碳纤维复合材料粘接用绝缘涂层及其粘接方法。通过对粘接界面的等离子体表面处理，以及涂刷相匹配的等离子体预处理绝缘涂层，实现钛合金与碳纤维复合材料制件界面粘接良好、且具备耐海水及耐电位腐蚀的绝缘效果。

技术领域

本发明属于船舶与海洋工程的电化学腐蚀技术领域，涉及一种钛合金与碳纤维复合材料粘接处理工艺以及匹配的绝缘涂层配方。

背景技术

钛合金与碳纤维复合材料均具有重量轻、比强度高、耐腐蚀、透声性好等优点，应用于船舶与海洋工程领域可以减轻船体重量、增加有效载荷、降低维修成本、提高舰船的可靠性和安全性，因此是船舶工业的理想材料。

钛合金性质活泼，在空气中表面容易形成一层氧化层导致表面活性较差。与其他材料粘接前一般采用机械方法，如喷砂、化学刻蚀及电解刻蚀等去除表面污染，形成粗糙面，有利于粘接剂渗入粗化的表面形成机械扣锁作用，减少应力集中，从而提高粘接强度。然而，喷砂法虽然可以充分粗化粘接面，但难以顾及复杂结构处；化学刻蚀及电解刻蚀法工艺复杂，耗时耗力，成本较高。

碳纤维复合材料制件在粘接过程中，因表面光滑、呈化学惰性及存在污染，难以实现制件间的高质量粘接。传统的方式是采用物理打磨的方法提高粘接面的粗糙度来提高粘接效果。但是打磨效果受制件形状以及受人员操作的影响，粘接面粗糙度不均匀，也容易导致制件表面出现变形破坏，影响制件性能和粘接效果。

对于钛合金和碳纤维复合材料的制件连接而言，钛合金和碳纤维复合材料之间存在电位差，在大气或潮湿环境下直接接触使用时会发生电位腐蚀。虽然钛合金表面有一层自然形成的氧化膜，但强度低、易产生点蚀，因此保护性差。工业应用时一般还需要进行氧化处理，目前常用的方法是微弧氧化或阳极氧化。然而这两种氧化处理得到的的钝化膜，更难与其他材料形成高质量粘接。

目前，与钛合金涂层相关的专利主要围绕以下两个方面：1）提高钛基材料表面活性，如CN 109179356A一种提高钛基材料表面性能的方法，其主要是通过生物活性玻璃提高机体表面的活性，并在基体表面生成具有生物活性的羟基磷灰石涂层，2）提高钛合金表面耐磨性及耐蚀性，如：CN 109136822A一种耐海水腐蚀磨蚀复合涂层的方法；CN 109082659A一种应用于腐蚀环境下的金属涂层的制备方法；CN 109183110A一种微弧氧化法制备铝合金表面防腐防污一体化涂层及其制备方法。

目前，现有技术中还没有进行钛合金与碳纤维复合材料粘接的较好的工艺方法出现。

发明内容

本发明的技术目的为：提供一种钛合金和碳纤维复合材料粘接用绝缘涂层及其粘接方法。通过对粘接界面的等离子体表面处理，以及涂刷相匹配的等离子体预处理绝缘涂层，实现钛合金与碳纤维复合材料制件界面粘接良好、且具备耐海水及耐电位腐蚀的绝缘效果。

本发明为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：钛合金和碳纤维复合材料粘接用绝缘涂层，该绝缘涂层由甲组分和乙组分混配后制成，按照重量份数计，所述的甲组分由100份乙烯基树脂、50~100份填料、0~50份稀释剂和0.5~5份触变剂构成，其中，所述填料预先经过等离子体工艺处理；所述的乙组分由1~10份引发剂和0.5~2份促进剂构成。

优选的，所述的填料为云母粉、滑石粉、重晶石粉、轻钙和玻璃微珠中的至少一种。

优选的，所述的触变剂为气相二氧化硅、有机膨润土、聚酰胺蜡中的至少一种。

优选的，所述的引发剂为偶氮类引发剂、有机过氧化物类引发剂、无机过氧化物类引发剂或偶氮化合物引发剂。