一种密封胶带抗蠕变性能的测试装置及测试方法

文献发布时间：2023-06-19 11:35:49

技术领域

本发明属于测试仪器技术领域，涉及一种密封胶带抗蠕变性能的测试装置及测试方法。

背景技术

胶带，是一种带状具有粘性的人工制品，可粘在在一些物品的表面上，用作联接两种不同的物品或是某种屏壁、保护之用，胶带按它的功效可分为：高温胶带、绝缘胶带、密封胶带等，其中密封胶带在航空航天领域至关重要。

在航空航天领域中，很多复合材料部件都是通过热压罐成型工艺制得。而这种热压罐成型工艺是指在一个密封的体系中抽负压、加正压和加温，从而来达到结构部件固化的要求，这种密封体系往往是通过密封胶带将真空袋和模具进行粘合，形成一套密闭系统，放置在热压罐中不断抽真空，使预浸料进行固化。随着热压罐内温度的升高，压力的增大，密封胶带逐渐向粘流态变化，发生一定的蠕变，胶带宽度厚度发生变化，在这个变化过程中，如果胶带的抗蠕变能力较弱，极有可能造成胶带在模具工装表面流淌，从而影响胶带与模具，胶带与薄膜之间的粘结强度，在外压作用下，极易形成气道，无法达到有效的密封真空固化环境，影响产品质量。因此对密封胶带而言，除了要求具有良好的粘性外，还要具有优异的抗蠕变特性。密封胶带的抗蠕变能力，最直观的体现是密封胶带在常温或变温条件下，抽真空前后宽度位移变化大小。

CN 209460172 U公开了一种操作方便的胶带高温真空测试设备，包括水浴箱，水浴箱的顶端外表面靠近一侧位置通过螺栓固定安装有挡板，且挡板的底端外表面中心处固定安装有水浴桶，水浴桶的内表面活动安装有支撑机构，水浴箱的内部靠近水浴桶的一侧位置设有抽真空机构。首先，该实用新型能够将玻璃瓶内部的空气抽出，检测胶带在真空中的是否脱胶，整体结构简单，操作方便，其次，能够更加自由的调节水浴时玻璃瓶的高度，同时方便对水浴桶进行密封，提高水浴的稳定性，还可以更好的控制水浴的温度，带来更好的使用前景。

CN 210834618 U公开了一种不同温湿度条件下密封胶带粘性的测试仪器，包括壳体，壳体上方分别设置有测试平台和升降驱动装置，升降驱动装置与测试平台相连接，测试平台上有用于将尼龙袋膜固定在其上部的固定压块及用于固定密封胶带的测试轮，壳体底部分别设置有加热装置和加湿装置且与电源相连接。该实用新型测试仪器结构简单，操作方便，能够准确测试出不同温度、湿度条件下密封胶带与真空袋膜之间的粘性。

CN 110658078 A公开了双轴载荷可调式拉伸蠕变测试装置及方法，尤其对橡胶、沥青、固体推进剂等粘弹性材料的双轴拉伸蠕变的测试方法与测试装置，包括支撑架，支撑架底部设有底座及支撑组件，支撑组件上连接有拉伸组件，其与测量组件相连来对试件进行测试，能够保证材料在双轴拉伸情况下，中间计算区域应力可控的双轴拉伸试件进行双轴拉伸蠕变实验，测量方式简单、成本极低且稳定。

综上所述，现有技术公开了胶带在真空水浴加热的测试设备、检测胶带粘性的装置以及针对粘弹性材料的双轴载荷可调式拉伸蠕变测试装置及方法，而在未硫化橡胶制品领域，针对密封胶带的抗蠕变性没有相关的测试设备、技术，所以检测人员在对密封胶带进行出入厂性能检测时，无法及时通过胶带的抗蠕变性，判定密封胶带是否满足生产要求，存在一定的安全隐患，如胶带抗蠕变性较差，车间在使用的过程中，会出现一定的真空袋漏气、模具工装表面不易清除残留橡胶，给最终的产品质量带来一定的不可控风险。因此，针对现有技术的不足，有必要开发出一套设计合理，结构简单，操作方便，能够准确快速检测密封胶带在不同温度下抗蠕变特性的测试装置及方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种密封胶带抗蠕变性能的测试装置及测试方法，能够准确快速检测密封胶带在不同温度下抗蠕变特性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种密封胶带抗蠕变性能的测试装置，所述的测试装置包括加热平台，所述的加热平台表面设置有支撑块，所述的支撑块表面包覆有至少一层透气毡，所述的透气毡上设置有真空吸嘴，所述的真空吸嘴外接真空泵，沿加热平台的四周边缘粘贴待测试的密封胶带，所述的加热平台上方罩设真空袋膜，所述的真空袋膜的四周边缘粘贴于密封胶带上使得真空袋膜与加热平台之间形成密封空间，所述的支撑块位于密封空间内，通过真空泵对密封空间进行抽真空。

在本发明中，真空泵对真空袋密闭系统进行持续性抽真空，加热平台进行升温操作，达到既定的设置温度进行计时，真空泵通过真空吸嘴和包覆透气毡的支撑块持续抽真空，测试时间结束后，测量此时的密封胶带宽度变化，升温前后胶带之间宽度的变化即可表征密封胶带抵抗温度、内压作用下形变量的大小，即抗蠕变能力。同时支撑块的存在，为胶带抽真空过程中提供了苛刻的条件，在抽真空过程中，增大了真空袋膜对密封胶带的压力作用。在支撑块表面包裹透气毡的目的是，利用透气毡的透气性能便于密封空间内的气体快速抽空。本发明的测试装置可以测试密封胶带在从室温到高温，从粘流态到交联态，不同温度区间内，不同分子状态下的抗蠕变能力，为胶带在实际生产使用中的提供一定的使用手段依据。

作为本发明一种优选的技术方案，所述加热平台与支撑块裸露在外的可见表面积小于真空袋膜的面积。

需要说明的是，加热平台与支撑块裸露在外的可见表面积由两部分组成，一部分是加热平台表面裸露的面积(刨除加热平台与支撑块的接触面面积)，一部分是支撑块裸露的表面积(刨除加热平台与支撑块的接触面面积)。本发明要求加热平台与支撑块裸露在外的可见表面积小于真空袋膜的面积的原因在于，真空袋膜在抽真空后需要完全包裹住支撑块的裸露面以及加热平台的裸露面，为了确保真空袋膜不会破损，需要真空袋膜的面积稍大，另外，在抽真空之前，将真空袋膜粘贴至密封胶带时，真空袋膜在粘贴处需要保留一部分褶皱，例如可以将真空袋膜的边缘内折后再粘贴至密封胶带上，使得加热平台四周多出部分真空袋膜。

所述的真空袋膜与加热平台四周边缘的粘贴处留有供真空袋膜发生形变的褶皱。

优选地，所述的真空袋膜的长度为500～800mm，例如可以是500mm、525mm、550mm、575mm、600mm、625mm、650mm、675mm、700mm、725mm、750mm、775mm、800mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述的真空袋膜的宽度为500～800mm，例如可以是500mm、525mm、550mm、575mm、600mm、625mm、650mm、675mm、700mm、725mm、750mm、775mm、800mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的测试装置还包括移动底座，所述的加热平台可拆卸固定于移动底座上。

优选地，所述的移动底座的底面设置有万向轮。

优选地，所述的真空吸嘴通过真空管外接真空泵。

优选地，所述的支撑块位于加热平台中心。

优选地，所述的支撑块与加热平台可拆卸固定。

需要说明的是，支撑块与加热平台之间为非固定连接，便于更换包覆不同透气率规格的透气毡。

优选地，所述的支撑块表面包覆有1～3层透气毡，例如可以是1层、2层、3层，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的支撑块为长方体结构。

需要说明的是，本发明对支撑块的尺寸、形状和材质等结构特征不作具体要求和特殊限定，支撑块在本发明中的作用是为密封胶带抽真空过程中提供苛刻条件，增大真空袋膜对密封胶带的压力，因此可以理解的是，其他能实现此类功能的块状物均可用于本发明中，本领域技术人员可以根据使用场景和测试条件对支撑块的尺寸、形状或材质进行适应性调整。

优选地，所述的支撑块的长度为300～500mm，例如可以是300mm、325mm、350mm、375mm、400mm、425mm、450mm、475mm、500mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述的支撑块的宽度为300～500mm，例如可以是300mm、325mm、350mm、375mm、400mm、425mm、450mm、475mm、500mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述的支撑块的高度为200～300mm，例如可以是200mm、210mm、220mm、230mm、240mm、250mm、260mm、270mm、280mm、290mm、300mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述支撑块的体积为抽真空之前密封空间体积的50～80％，例如可以是50％、53％、55％、57％、60％、63％、65％、67％、70％、73％、75％、77％、80％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的加热平台的长度为800～1000mm，例如可以是800mm、820mm、840mm、860mm、880mm、900mm、920mm、940mm、960mm、980mm、1000mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述的加热平台的宽度为800～1000mm，例如可以是800mm、820mm、840mm、860mm、880mm、900mm、920mm、940mm、960mm、980mm、1000mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述的加热平台的厚度为2～4mm，例如可以是2mm、3mm、4mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述的加热平台的材料为36号钢。

需要说明的是，本发明对加热平台的材质不作具体要求和特殊限定，加热平台在本发明中的作用是提供接近实际热压罐工艺生产过程中所用的工装材质，且导热性能好的平台以满足测试装置需要，因此可以理解的是，其他能实现此类功能的材质均可用于本发明中，本领域技术人员可以根据使用场景和测试条件对材质的需求进行适应性调整。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的加热平台内设置有加热器和温度传感器。

优选地，所述的加热器为电加热器。

优选地，所述的移动底座的一侧面设置有操作面板，所述的操作面板用于调节加热器的加热温度和真空泵的运行时间。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的操作面板包括控制模块，所述的温度传感器与控制模块电性连接，所述的控制模块反馈控制所述的加热器，所述的控制模块接收温度传感器传输的实时温度数据，根据实时温度数据与预设温度范围进行逻辑对比，根据对比结果控制加热器的输出功率，从而实现自动加热温度的自动调节。

优选地，所述的操作面板还包括显示屏和调温开关，所述的温度传感器与显示屏电性连接，所述的调温开关与控制模块电性连接，所述的显示屏接收并显示温度传感器传输的实时温度数据，操作人员手动调节调温旋钮向控制器发出控制指令，控制器控制加热器的输出功率，从而实现加热温度的手动调节。

优选地，所述的操作面板还包括加热开关，所述的加热开关与加热器电性连接，通过加热开关控制加热器的开启或关闭。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的操作面板还包括计时开关，所述的计时开关与控制器电性连接，所述的控制器反馈控制所述的真空泵，通过人工点按计时开关向控制器发出计时指令，控制器接收到计时指令后按照预设时间开始倒计时，倒计时结束后控制真空泵关闭。

第二方面，本发明提供了一种密封胶带抗蠕变性能的测试方法，所述的测试方法包括：

开启真空泵和加热平台，加热平台开始加热，在加热过程中，通过真空泵对密封空间持续抽真空，达到预设时间后关闭真空泵，测量此时密封胶带的宽度，计算宽度变化率即为蠕变率。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的测试方法具体包括如下步骤：

(Ⅰ)测试开始前，将待测试的密封胶带绕加热平台的四周边缘粘贴一圈，真空袋膜的四周边缘粘贴于密封胶带上使得真空袋膜与加热平台之间形成密封空间，随后开始测试；

(Ⅱ)开启真空泵对密封空间进行预抽，预抽一段时间后测量密封胶带的宽度记为M

(Ⅲ)开启加热器，加热平台逐步升温，在加热过程中，通过真空泵对密封空间持续抽真空，达到预设时间后关闭真空泵，测量密封胶带的平均宽度记为M

优选地，步骤(Ⅱ)中所述预抽的时间为5～8min，例如可以是5min、6min、7min、8min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(Ⅲ)中，所述的加热器的加热温度采用自动调节和手动调节相结合。

优选地，所述的自动调节过程包括：

控制模块接收温度传感器传输的实时温度数据，根据实时温度数据与预设温度范围进行逻辑对比，根据对比结果控制加热器的输出功率，从而实现自动加热温度的自动调节。

需要说明的是，自动调节过程具体包括：当实时温度数据超出预设温度上限时，控制模块向加热器发出控制指令，加热器接收到控制指令后降低输出功率；当实时温度数据低于预设温度下限时，控制模块向加热器发出控制指令，加热器接收到控制指令后提高输出功率；

优选地，所述的手动调节过程包括：

显示屏接收并显示温度传感器传输的实时温度数据，操作人员手动调节调温旋钮向控制器发出控制指令，控制器控制加热器的输出功率。

优选地，步骤(Ⅲ)中，所述真空泵的抽真空时间采用自动控制，所述的自动控制过程包括：

人工点按计时开关向控制器发出计时指令，控制器接收到计时指令后按照预设时间开始倒计时，倒计时结束后控制真空泵关闭。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

在本发明中，真空泵对真空袋密闭系统进行持续性抽真空，加热平台进行升温操作，达到既定的设置温度进行计时，真空泵通过真空吸嘴和包覆透气毡的支撑块持续抽真空，测试时间结束后，测量此时的密封胶带宽度变化，升温前后胶带之间宽度的变化即可表征密封胶带抵抗温度、内压作用下形变量的大小，即抗蠕变能力。同时支撑块的存在，为胶带抽真空过程中提供了苛刻的条件，增大了真空袋膜对密封胶带的压力作用。本发明的测试装置可以测试密封胶带在从室温到高温，从粘流态到交联态，不同温度区间内，不同分子状态下的抗蠕变能力，为胶带在实际生产使用中的提供一定的使用手段依据。

附图说明

图1为本发明一个具体实施方式提供的密封胶带抗蠕变性能的测试装置的结构示意图。

其中，1-加热平台；2-加热开关；3-平台支架；4-万向轮；5-支撑块；6-透气毡；7-真空吸嘴；8-真空泵；9-调温开关；10-计时开关；11-真空管。

具体实施方式

需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本领域技术人员理应了解的是，本发明中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本发明的主要发明点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型进可以自行增设布局，本发明对此不做特殊要求和具体限定。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在一个具体实施方式中，本发明提供了一种密封胶带抗蠕变性能的测试装置，所述的测试装置如图1所示，包括加热平台1，加热平台1的长度为800～1000mm，加热平台1的宽度为800～1000mm，加热平台1的厚度为2～4mm，加热平台1的材料为36号钢，加热平台1内设置有加热器和温度传感器，加热器为电加热器。

加热平台1表面设置有支撑块5，具体地，支撑块5为长方体结构，支撑块5的长度为300～500mm，支撑块5的宽度为300～500mm，支撑块5的高度为200～300mm，支撑块5的体积为抽真空之前密封空间体积的50～80％，支撑块5表面包覆有至少一层透气毡6，进一步地，支撑块5表面包覆有1～3层透气毡6，透气毡6上设置有真空吸嘴7，真空吸嘴7通过真空管11外接真空泵8，沿加热平台1的四周边缘粘贴待测试的密封胶带，加热平台1上方罩设真空袋膜，具体地，真空袋膜的长度为500～800mm，真空袋膜的宽度为500～800mm，真空袋膜的四周边缘粘贴于密封胶带上使得真空袋膜与加热平台1之间形成密封空间。

加热平台1与支撑块5裸露在外的可见表面积小于真空袋膜的面积，真空袋膜与加热平台1四周边缘的粘贴处留有供真空袋膜发生形变的褶皱，支撑块5位于支撑块5位于加热平台1中心的密封空间内，支撑块5与加热平台1可拆卸固定，通过真空泵8对密封空间进行抽真空。

测试装置还包括移动底座，加热平台1可拆卸固定于移动底座上，移动底座的底面设置有万向轮4，移动底座的一侧面设置有操作面板，操作面板用于调节加热器的加热温度和真空泵8的运行时间。

操作面板包括控制模块，温度传感器与控制模块电性连接，控制模块反馈控制的加热器以及接收温度传感器传输的实时温度数据，根据实时温度数据与预设温度范围进行逻辑对比，根据对比结果控制加热器的输出功率，从而实现自动加热温度的自动调节。

操作面板包括显示屏和调温开关9，温度传感器与显示屏电性连接，调温开关9与控制模块电性连接，显示屏接收并显示温度传感器传输的实时温度数据，操作人员手动调节调温开关9向控制器发出控制指令，控制器控制加热器的输出功率，从而实现加热温度的手动调节。

操作面板包括加热开关2，加热开关2与加热器电性连接，通过加热开关2控制加热器的开启或关闭，操作面板还包括计时开关10，计时开关10与控制器电性连接控制器反馈控制的真空泵8，通过人工点按计时开关10向控制器发出计时指令，控制器接收到计时指令后按照预设时间开始倒计时，倒计时结束后控制真空泵8关闭。