Способ получения армированного пластика
Изобретение относится к технологии армированных пластиков на основе рубленного волокна и порошкообразного термопласта . Изобретение позволяет повысить физико-технические свойства и равнотолщинносгь пластиков путем нанесения на подложку слоя связующего толщиной 0,1-0,3 мм, обработки слоя коронным разрядом до плотности заряда поверхности (1-6)-10 Кл/м , нанесения слоя рубленного волокна в электрическом поле напряженностью 2- 5 кВ/см и нанесения слоя связующего в электрическом поле той же направленности . 1 табл,
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5i)s В 23 В 27/12, 31/28
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4705898/05 (22) 19.06.89 (46) 23.05.91. Бюл. N. 19 (71) Институт механики металлополимерных систем АН БССР (72) В.С, Миронов, О.Б. Скрябин и О,Р, 10ркевич (53)678.029.6(088.8) (56) Заявка Японии N 58 — 22131, кл. В 29 0 3/02, опублик. 1983.
Техника переработки пластмасс. Под ред. Н.И. Басова и Б. Броя. V.: Химия, 1975, с.490-491. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРМИРОВАННОГО ПЛАСТИКА
Изобретение относится к технологии получения композиционных материалов и изделий на основе порошкообразного полимерного связующего и дискретного волокнистого наполнителя.
Цель изобретения — повышение физикомеханических свойств и равнотолщин ности пластиков.
Способ осуществляется следующим образом. . Пример. Армированный пластик
Ъолучают на основе различных полимерных связующих и рубленных волокон. В качестве порошкообразного связующего использовали дисперсные: полипропилен среднего давления (ПП, марка 01010, ГОСТ ,26996-86), полиамид (ПА, марка ПАб120/321, ОСТ 6-06-09-76) и эпоксидная смола (УП-2155, ТУ 6-05-241-26-77). В качестве рубленного волокнистого наполнителя испольэовали гидратцеллюлозные низкомоЯульные углероДные волокна (УВ марки
„„5U 165О378 А1 (57) Изобретение относится к технологии армированных пластиков на основе рубленного волокна и порошкообразйого термопласта, Изобретение позволяет повысить физико-:ехнические свойства и равнотолщинность пластиков путем нанесения HB подложку слоя связующего тол. циной 0,1 — 0,3 мм, обработки слоя коронным ра -рядом до плотности заряда поверхности (1-5) 10 Кл/м, нанесения слоя рубленного волокна в электрическом поле напряженностью 25 кВ/см и нанесения слоя связующего в электрическом поле той же направленности. 1 табл, Урал Н-22, ТУ 6-06-31-599-87) и полиамидные текстильные волокна (ПГ ОСТ 6-05С13-84). Длина рубленных волокон составляла 3 — 5 мм. Дисперсность используемых порошков не превышала 315 мкм.
Армированны= пластики получали следующим обоазом.
На движущуюся стальную ленту, обработанную антиадгезивом, заправленную в лентопротяжный механизм, при ее прохождении через первую камеру напыления наносился электроосаждением тонкий слой дисперсного полимерного связующего. При этом на заряженный электрод камеры напыления от источника "Разряд-1 подавался потенциал величиной p = 25 кВ отрицательной полярности. Обработку в поле коронного разряда осуществляли при движении стальной подложки со слоем связующего под многосекционным коронирующим игольчатым электродом прямоугольной формы.
Расстояние между концами иголок и повер1650378 хностью 1-го слоя На заземленной стальной ленте составило 40 мм, На игольчатый коронирующий электрод подавали потенциал отрицательной полярности величиной rp= —50 кВ от аппарата АФ-3 и источника высо- 5 кого напряжения "Разряд-1", Длительность обработки в поле коронного разряда регулировали, изменяя скорость перемещения подложки и длину коронирующего электрода, 10
Величину эффективной поверхностной плотности заряда (ЭППЗ) a регулировали, меняя потенциал коронирующего электрода и длительность обработки. ЭППЗ оценивали компенсационным методом. После 15 обработки в поле коронного разряда подложки со слоем связующего, перемещая ее через камеру осаждения волокон, производили электроосаждение рубленных волокон по схеме сверху вниз в электрическом по- 20 ле. которое создавалось между заря>кающим сетчатым электродом и заземленной стальной лентой. От высаковальтнога af1I1aрата "Разряд-1" на сетчатый электрод подавался потенциал положительной полярности величиной p = 25 кВ. Расстояние между сетчатым электродом и стальной подложкой варьировалась в пределах от 40 до 250 мм. Подачу рубленного волокна производили из бункера со специальным доза- 30 тором. Скорость перемещения подложки изменялась в пределах от 0,5 до 10 мм/с, Затем осуществляли нанесение верхнегс слоя дисперсного полимерного связую цего путем осаждения в электростатическом поле, перемещая подложку с закрепленным слоем волокна через вторую камеру напыления.
Нанесение связующего в слои волокнистого наполнителя осуществляли с по- 40 мощью металлического вибросита, на которое от аппарата "Разряд-1" подавался потенциал положительной полярности величиной 1о = 20-25 кВ, Бремя осаждения порошка связующего выбиралось, исходя из 45 необходимости получения заданной концентрации волокнистого наполнителя с учетом вклада массы ранее осажденного нижнего слоя полимерного связующего.
Расстояние от вибросита до поверхности 50 стальной подложки составляло 160 мм. Полученный после напыления полуфабрикат (препрег) армированного пластика пропускался через обогреваемый валок. где происходило уплотнение и первый этап 55 термообработки материала. Температура, скорость и давление вальцевания определялись типом связующего. Затем полученный образец обрабатывался на гидравлическом прессе при давлении 50-100 кгм/см и температуре для,-омпоэитав с УП-связующим
180 С, ПП-связующим 230 С и ПА-связующим 230 С в течение 3 — 7 мин. Для сравнения получали армированный пластик по известному способу. При этом испольэовали упомянутую установку.
Согласно известному способу на движущуюся стальную ленту с нанесенным на нее слоем полимерного связующего осуществляли нанесение слоя рубленных Bono, ".âÿçóþùåãî также осуществляется беэ включения электростатического поля. Последующие операции уплатненля и прессования осуществляли по тем же режимам, что и в примере осу.цествления предлагаемого способа. Гго:".уч= líûé армированный материал отделения от стальной подложки, из него вырезали прямоугольные участки необходимых размеров (80х130 мм ) и путем горячега прессования между плоскими -абогреваемыми плитами праизвсдили окончательное фармавание образцов. Прессоьание нроиэводлли по тем же режимам, что в примере получения армированных пластиков. Прочность при растяжении определяли в соответствии с ГОСТ 11262 — 80. Испытания на растяжение проводили на разрывной машине РМУ-0,05-1 при скорости перемещения нижнего зажима 0,17 MM/с. Измерение удельного обьемнаго электрического сопротивления р„полученных образцов производили в соответствии с ГОСТ 20214-74. В качестве измерительного прибора определения р использовали вольтмер-электрометр В7-30. Г олучен н ые реэул ьтаты представлены в таблице. Анап::э данных показывает, что пo сравнению с известным предлагаемый способ получения армированного пластика позволяет повысить равнотолщинность в 2-3 раза и физико-механические свойства получаемого материала на 15 — 35 $. Повышение качества армированных полимерных пластиков достигается при электроосаждении.слоя частлц связующего толщиной 0.1 0,3 мм, с последующей обработкой в поле коронного разряда до павеахнастнай плотности заряда слоя частиц (1-6) 10 5 Кл/см и осаждением рубленых волокон в электрическом поле напряженностью 2-5 кВ/см при полярности потенциала в камере осаждения волокна, противоположной полярности потенциала в камере осаждения в гч электрическом поле час..иц полимер11ого связующего. Таким образом, при использовании предлагаемого способа повышается к-.=чество — равнотол щин ность, г. рочность, злектропроводность (для УВ) получаемых армированных пластиков. Формула изoáðåòåíия Способ полу ения армированного пластика, включаю ций нанесение порашкообразного полимерного связующего и рубленного волокнистого наполнителя на поверхHOcTI движущейся подложки, упготнение и термообработку, о т л и ч а ю щ йс я тем, что, с целью повы11зения физико-меxанических свойстp. и рo" âíîòñëùèí÷oñòè Параметры способа и характеристики материалов 0.25, J.15 0,08 0,20 0.20 0.20 бпо. 3,2 0,5 1,0 20 30 16 17 20 ! 7 мас. гь 10 2.2. Равнотолщинность. $ 12 2.3. Прочность при оасч," кении, МПа 24,7 2.4. Удельное обьемное электрическое сопротиаление рг, Ом. с З40,З гс Зо 23,0 2C.Q 21Х 12.1, 67,8 l l Q.3 Н 1,7 1.1 0.8 0.Q — ) 3.3 22.5 4,8 1.5 10 П р и м е ч а н и е. При определении значения про ности каждого матеоичга объем выборг.ч составлял 25-30 образцов, относительнчя погрешность не превышала б, 4. Знак <" означает присутствие данного хомпонента в составе пластика. Редактор В.Данко Заказ 1571 Тираж 566 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 1. Параметры способа: 1.1. Полимерное свяэукн тее пп ПА-6 УП-2155 1.2. Армирующие волокна YB ПА 1.3. Толщина 1-го слоя полимерного порошка v, мм 1.4. Поверхностна= плотность заряда связугощега после обработки в коггочном разряде д . 10 . Клlм . 5. Напряженност, поля при осажден: и волокон, кВ/см 2. Характеристики пластиков 2.1. Содержание напогнителя,, пластик, с;.э1эла нансс т в электростати-ческом поле слой ссязующего толщиной 0,1-0,3 мм, обрабатывают слои в I-:oëå ко0 HI 1ÎÃÎ РазРЯДгэ До Г1ОВЕОХНОСТНой Г1ЛОТНО5 5 сти заряда (1 — 6} ";0 Клlмг при полярности потенциала коронирующего электрода, совпадающей с полярностью заряда осажденных частиц связующего, затем на слой связуюсцего наносят рубленное волокно в 10 электрическом поле напряженностью 25 кВ/с при полярности заряжающего элек",рода в камере осаждения волокна противоположной полярности заряда коронирующего элек. рода, а на слой рубленного ",5 волокна нанссят слой связующего путем Осаждения в электрическом поле той же наг1 0,ЯВЛЕН:1ОСтИ. 0.20: 0,20 ! -;,3 5,1 3 3 10 20 4 6 ,31,0 23,6 ! Составитель А.Кондратов Техред M,Моргентэл Корректор Т.Малец
