Способ получения металлополимерных материалов

 

Изобретение относится к технологии формования металлополимерных изделий , в которых полимер используется в виде покрытий или облицовок, адгезионно соединенных с пористыми металлическими армирующими элементами . Изобретение позволяет повысить адгезионную прочность соединения полиарилата с металлом (удельное усилие выпрессовки облицовок составляет 5,6- 11,6 МПа; разрушающая контактная нагрузка для облицовок составляет 20- 40 кН/м) и снизить энергоемкость процесса . Этот результат достигается способом получения металлополимерных материалов, включающим нанесение на пористую поверхность металла адгезионного слоя, содержащего 5-15% поликарбоната , 0,025-0,45% полиэфиримида и растворитель (остальное количество до 100%), термообработку при 260- 280 С, охлаждение поверхности до 50- 250 с и нанесение на нее расплава полиарилата. Способ предусматривает дополнительное нанесение на охлажденную до 50-80 С поверхность 20-80 г/м адгезионного состава, включающего 3-10% поликарбоната, 0,3-1,0% полиарилата и растворитель (остальное количество до 100%). 1 з.п. ф-лы, 2 табл. S (Л

C0lO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflYEiflHH

Ä.,SUÄÄ 1407840 A1 (50 4 В 29 D 9/00, В 32 В 7/02, С 08 1 67/02

° F (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITVM (21) 4013100/23-05 (22) 16.01.86 (46) 07.07.88. Бюл. ll 25 (71) Институт механики металлополимерных систем АН БССР (72) С.С.Песецкий, В.В.Печера и В.В.Мешков (53) 678.674 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 294750, кл. В 29 F 1/10, 1965.

Авторское свидетельство СССР

У 260151, кл. В 29 С 5/00, 1962. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технологии формования металлополимерных изделий, в которых полимер используется в виде покрытий или облицовок, адгезионно соединенных с пористыми металлическими армирующими элемента" ми. Изобретение позволяет повысить адгезионную прочность соединения полиарилата с металлом (удельное усилие выпрессовки облицовок составляет 5 611,6 МПа; разрушающая контактная нагрузка для облицовок составляет 2040 кН/м) и снизить энергоемкость процесса. Этот результат достигается способом получения металлополимерных материалов, включающим нанесение на пористую поверхность металла адгезионного слоя, содержащего 5- 15% поликарбоната, 0,025-0,45% полиэфиримида и растворитель (остальное количество до 100%), термообработку при 260280âÑ, охлаждение поверхности до 50250 С и нанесение на нее расплава полиарилата. Способ предусматривает дополнительное нанесение на охлажденную до 50-80 С поверхность 20-80 г/м адгезионного состава, включающе го 3-10% поликарбоната, 0,3-1,0% полиарилата и растворитель (остальное количество до 100%). 1 з.п ° ф-лы, 2 табл.

1407840

Изобретение относится к технологии формования металлополимерных изделий, в которых полимер используется в виде покрытий или облицовок, адгезионно соединенных с пористыми металлическими армирующими элементами.

Цель изобретения — повышение прочности адгезионного соединения полиарилата с металлом и снижение энерго- 10

0 емкости процесса.

Используют полиарилат Д †1: п,зодукт взаимодействия бисфенола А и смеси тере- и изофталевой кислот; поликарбонат на основе бисфенола А марки 15 Дифлон".

Полиэфиримиды: лак F-35, который получен с использованием полиэфира на основе терефталевой кислоты; и лак ПЭ-955 — 30-33 -ный раствор поли-20 эфиримидной смолы, получаемой взаимодействием полиэфира на основе диметнлтерефталата, этиленгликоля и глицерина с тримеллитовым ангидридом и динминодифенилметаном. 2S

Растворители: тетрагидрофуран и метиленхлорид.

Объектом исследований являются металлические ролики (например, из стали 45), на наружную поверхность кото-,30 рых литьем под давлением (термопластавтомат Д-3121; режим литья под давлением; температура литья 340 С, температура формы 120 С, давление литья

100 МПа) наносят облицовки из полиарилата. На наружную поверхность ропиков по диаметру напрессовывают кольца (толщина 2 мм, ширина 10 мм, наружный диаметр 36 MM) изготовленные из спеченного железного порошка 40 и смеси железного и свинцового (массовое соотношение 12: 1) порошков.

Пористость колец составляет 15-22 .

Кольца из спеченных металлических порошков используют в качестве пористой 45 металлической матрицы. Облицовка из полиарилата имеет толщину 2 мм, ширину 10 мм.

Пример 1. Согласно известному способу экспериментальные образцы по-50 лучают следующим образом. Металлические ролики нагревают в термошкафу

СНОЛ-3,5 при температуре 340 С в те" чение 10 мин. Затем их извлекают из термошкафа, напыляют тонкий слоЙ по рошкообразного полиарилата (толщина напыпенного слоя 200-300 мкм, дис" персность частиц порошка до 100 мкм), устанавливают н литьевую форму термопластавтомата Д-3121 и литьем под данлением (при укаэанных параметрах процесса) наносят облицовку из полиарилата.

Суммарные энергозятраты (без учета энергозатрат на напыление порошка полиарилата)

Э = 6960 кДж

Пример 2 (сравнительный).

Экспериментальные образцы получают по технологии, укаэанной в примере 1, с той лишь разни1ц-и, что исключают операцию напыления порошка полиарилата на пористую поверхность металлического ролика. Энергозатраты на получение образца, как и в примере 1, равны 6960 кДж.

Пример ы 3-12. Пористую поверхность металлического роЛика перед термообработкой пропитывают раствором смеси поликарбоната и палиэфирамида.

Пропитку производят под вакуумом

10-1мм рт.gq ., пРодолжительность пропитки 20 мин (мощность вакуумного насоса 0,3 кВт). Растворитель иэ пористой пропитанной металлической матрицы испаряют ступенчато. вначале нагреванием при температуре 50 С в течение 30 мин, а затем при 100 С в течение 60 мин.

После сушки ролики помещают в термошкаф СНОЛ-3,5, где термообрабатывают гри 260-280 С в течение 10 мин, Затем ролики извлекают из термошкафа охо

Э лаждают до 50-250 С и литьем под давлением,, как и в примере 1, наносяТ на их поверхность облицовку из рас-, плава полиарилата.

Энергозатраты на получение образцы включают энергозатраты на пропит-, ку, сушку и термообработку Э=5460 кДж, Пример ы 13-15, 18. Экспериментальные образцы получают аналогично примерам 3-12 до стадии охлаждения, после охлаждения до 50-80 С на о пропитанную металлическую поверхность наносят адгезионный состав из раствора смеси поликарбоната и полиарилата.

Затем образцы устанавливают в литье-ную форму и наносят облицовку из расплава полиарилата. Энергозатратй при реализации данной технологии примерно такие же, как и н примерах 3-12.

Данные конкретных режимов осуществления известного (примеры 1-5) и предлагаемого (примеры 6-18) способон.приведены в табл.1.

4.!

407840 о м

О о

О

МЪ

1 1 о и о о о

° м о мъ о о ь м е й

1 I о Ф м о

1 1

Ф м

« о о

an о

О

1Ф м

Ю о аса

an л а

О м о

« о!. 1

О Ф м о

Ф е

Оа

Ф - 3

1 м л

° - о ф е

° - о

1 о о

1 О о

1 ° »

0 е о

1 О о

1 1 о

° A

1 Ф.

О «

° о! о

° о и! м 1

Е О

an O

I 8

1 1 1

Ю ! л и

«

Ф л е

i а

Ф

CO м\ ю

« а л ю л а

Ю

Ю

Оа и

Ф ф о Ф м

О Ф м

О

4а м о Ф м

О м м

О С я

D о

« мС

Ь м ф

1 1 1

0 м а ф

an e

« л D м а м е» м

I I 1

1 1 1! 1 1

1 1 1

I 1 1

1 1 1

1 1 I

1 1 1

1, 1 1

140784(, Испытания роликов с облицовками из полиарилата проводят следующим образом. На машине ZD-4 выпрессовывают металлический ролик (с пористой матрицей) из облицовки полиарилата.

По удельному усилию выпрессовки судят об адгеэионной прочности соединения облицовки с пористой металлической матрицей. Вторую часть роликов 10 с облицовками испытывают на машинах трения СИЦ-2 в режиме трения качения в паре с роликами иэ стали 40х такого же типоразмера. Скорость вращения роликов составляет 400 об/мин. Наг- 15 рузку на ролики повышают ступенчато на 10 кН/м через каждый час работы.

0 прочности соединения облицовки с пористой металлической матрицей судят по величине разрушающей контактной 20 нагрузки.

Результаты испытаний приведены в ,табл.2.

Таблица2

Продолжение табл. 2

10 Железо +

9,3

+ свинец

Железо

11,6

40

10,8

Железо +

+ свинец

Железо

11,0

10,3

12 Железо +

+ свинец

Железо

13

8,2

14

8,7

8,2

15 Железо +

+ свинец

Железо

7,9

20

3,0

25 18

2,6

Удель усили выпре совки обли

10

1,9

Эормулаиэобретения ок, МП

1. Способ получения металлополи1 мерных материалов, включающий термообработку металла с пористой поверхностью, охлаждение и нанесение расплава полиарилата, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения адгезионной прочности соединения полиарилата с металлом и снижения энергоемкости процесса, на пористую поверхность металла наносят адгезионный слой из композиции следующего соста- ва, мас.X:

Поликарбонат 5-15

Полиэфиримид 0,025-0,45

Растворитель Остальное проводят термообработку при 260-280 С с последующим охлаждением поверхности до 50-250 С и нанесением на нее расплава полиарилата.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что на охлажденную до 50-80 С поверхность дополнительно о наносят 20-80 г/м адгеэионного состава, мас.Х:

Поликарбонат 3-10

Полиарилат 0,3-1, О

Растворитель Остальное

1 Железо

0,8

0,5

1,0

2,2

1,6

5,6

7

30

7,8

7 Железо +

+ свинец

8 Железо

7,5

5,8

9

30

6,8

9 Железо +

+ свинец

10 Железо

6,4

30

9,5