Способ изготовления бесконечных полиимидных ремней

 

Использование: получение плоских бесшовных приводных ремней из полиимида высокого качества. Сущность изобретения: в способе изготовления бесконечных полиимидных ремней в процессе имидизации сначала трубчатую заготовку нагревают до 170*03С на первой цилиндрической оправке, выполненной из пористого материала с теплопроводностью, соответствующей теплопроводности материала трубчатой заготовки, и с диаметром, меньшим внутреннего диаметра цилиндрической формы на 7 - 15% . Затем трубчатую заготовку переносят на вторую цилиндрическую оправку, выполненную из термостойкого материала, и нагревают до заданной температуры. Первая цилиндрическая оправка может быть выполнена из дерева или пористого полимерного материала. Вторая цилиндрическая оправка может быть выполнена из металла или металлокерамики. 4 з. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к получению плоских бесшовных приводных ремней из полиимида (полидифенилоксипиромеллитимида). Известен способ изготовления приводных ремней из полиимида (полипиромеллитимида), при котором сформированную из раствора полиамидокислоты (ПАК) плоскую пленку подвергают сушке и предварительной термообработке с доведением степени имидизации до 60-80% , после чего из пленки вырезают заготовки в виде плоских колец, которые надевают на обогреваемые ролики и при вращении роликов осуществляют растяжение заготовки и ее формирование из плоского кольца в замкнутую цилиндрическую поверхность бесшовного приводного ремня. Получаемые таким способом приводные ремни имеют конусность, обусловленную разницей наружного и внутреннего диаметра плоской заготовки, которая практически трудноустранима. Кроме того, ремни имеют различную прочность по длине, что обуславливается разной прочностью полиимидной пленки в продольном и поперечном направлении. Все это, с одной стороны, снижает эксплуатационные свойства ремней и, с другой стороны, приводит к большому количеству брака. Известен также способ изготовления бесконечных полиимидных ремней, при котором из жидкого полимерного материала путем центробежного формования образуют трубчатую заготовку на внутренней поверхности полой цилиндрической формы, затем производят сушку, охлаждение, имидизацию на цилиндрической оправке трубчатой заготовки с нагревом до заданной температуры и резку на кольцевые ремни. К недостаткам этого способа следует отнести невысокое качество изготавливаемых ремней из-за дефектов, образующихся в процессе ее изготовления и большой процент брака при разрезании трубчатой заготовки на ремни. Целью изобретения является повышение качества изготавливаемых полиимидных ремней. Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления бесконечных полиимидных ремней в процессе имидизации сначала трубчатую заготовку нагревают до 170^оС на первой цилиндрической оправке, выполненной из пористого материала с теплопроводностью, соответствующей теплопроводности материала трубчатой заготовки и с диаметром, меньшим внутреннего диаметра цилиндрической формы на 7-15% , а затем трубчатую заготовку переносят на вторую цилиндрическую оправку, выполненную из термостойкого материала, и нагревают до заданной температуры. Первая цилиндрическая оправка может быть выполнена из дерева или пористого полимерного материала, а вторая цилиндрическая оправка выполнена из металла или металлокерамики. Способ осуществляют следующим образом. Исходный раствор полиамидокислоты при комнатной температуре наносят на внутреннюю поверхность полой цилиндрической формы равномерно распределяют слоем толщиной 1,1-1,5 мм по всей поверхности, после чего включают привод полой формы и вращают ее при комнатной температуре со скоростью свыше 1400 об/мин в течение времени, достаточного для равномерного распределения раствора на стенках формы. Далее, не останавливая вращения формы, включают подачу горячего воздуха и доводят температуру до 103-105^оС, при которой осуществляют сушку. С целью устранения "муара" на поверхности образованной трубчатой заготовки горячий воздух подают в полость формы непосредственно на заготовку. После этого форму со сформированной трубчатой заготовкой охлаждают до комнатной температуры. Охлажденную трубчатую заготовку снимают с формы. Операцию имидизации проводят в две стадии. На первой стадии трубчатую заготовку надевают на оправку, выполненную из пористого материала, например из дерева или пористого полимерного материала, с теплопроводностью, близкой теплопроводности материала трубчатой заготовки. Диаметр такой оправки должен быть меньше внутреннего диаметра полой цилиндрической формы на 7-15% . Заготовку, надетую на оправку из пористого материала, помещают в термошкаф, где осуществляют нагрев пленки до 170^оС. При этом, уменьшенный размер оправки и ее выполнение из пористого материала позволяют проходить процессу испарения с обеих сторон трубчатой заготовки, т. к. отводу паров ничто не препятствует. Одновременно происходит процесс усадки материала заготовки и в итоге заготовка плотно садится на оправку, сохраняя свою цилиндрическую форму. Поскольку оправка выполнена из материала, близкого по теплопроводности к материалу заготовки, исключается прилипание заготовки к оправке. По достижении 170^оС в пленке в основном завершаются процессы испарения растворителя, изменяется соотношение компонентов, в результате чего при данной температуре полимер уже находится в состоянии стеклования и дальнейший нагрев не вызывает термодеформации и прилипания заготовки к оправке. После этого заготовку переносят на вторую оправку, выполненную из термостойкого материала, например металла или керамики. Оправку с надетой заготовкой помещают в термошкаф, поднимая в нем температуру со скоростью не более 9-10^оС в мин до предельного значения температуры имидизации. После этого заготовку охлаждают, снимают с оправки и осуществляют резку заготовки на ремни-пассики. П р и м е р 1. На внутренние стенки полой цилиндрической формы длиной 100 мм и диаметром 120 мм наносили порцию лака ПАК вязкостью 450-500 П массой 50 г при комнатной температуре, после чего включали электродвигатель на 5-6 мин. Далее, не выключая вращения, в полую форму подавали горячий воздух с температурой 140-150^оС. Форму нагревали до 104-105^оС. Время подъема температуры составило 17-20 мин. Далее в течение 20 мин форму продолжали вращать, поддерживая температуру 103-105^оС. Скорость вращения составляла 1400-1480 об/мин. После остановки и охлаждения формы полученную заготовку переносили на деревянную оправку диаметром 102,6 мм. Оправку помещали в термошкаф, включали обогрев и проводили первую стадию имидизации, поднимая температуру до 170^оС. Скорость подъема температуры составляла 2-2,2^оС/мин, время нагрева составило 65-70 мин. После достижения 170^оС оправку вынимали из термошкафа, при этом заготовка плотно облегала оправку (усадка около 15% ). Далее заготовку пеpеносили на оправку из нержавеющей стали диаметром 102,2 мм и вновь помещали в термошкаф с температурой 107^оС. После этого осуществляли вторую стадию имидизации - термообработку заготовки, поднимая температуру до 390^оС со скоростью 7-8^оС/мин. После имидизации шкаф с оправкой охлаждали, снимали заготовку с оправки и подвергали осмотру и контролю. Результаты: поверхность заготовки гладкая, прозрачная, плоскость заготовки не нарушена, выход ремней 15 штук из одной заготовки, то есть используется весь материал за исключением краев, имеющих неровности и кромочные трещины. П р и м е р ы 2-4. Условия эксперимента, как в примере 1, скорость подъема температуры на первой стадии имидизации соответственно 4,6 и 8^oС/мин. Результаты, как в примере 1. Скорость проведения первой стадии имидизации сокращается соответственно до 38,25 или 20 мин. На качество заготовки скорость подъема температуры влияния практически не оказывает. Выход pемней 14-15 штук. П р и м е р 5. Условия эксперимента, как в примере 1. Материал первой оправки - картон, диаметр оправки 102,4 мм. Скорость подъема температуры 6-6,5 градусов/мин. Результаты, как в примерах 1-4, выход ремней 14 штук. П р и м е р 6. Условия эксперимента, как в примере 1. Первая оправка была выполнена в виде гильзы из пенополиуретана марки ППУ-306Т, диаметр 103 мм. Результаты, как в примере 1, выход ремней 15 штук. П р и м е р 7. Условия эксперимента, как в примере 1. Меняли диаметр полой цилиндрической формы и тем самым исходный диаметр заготовки. Диаметр оправок (деревянных и картонных) составлял 102,6 мм. Тем самым менялся процент усадки заготовки на первой стадии имидизации. Результаты эксперимента приведены в табл. 1. П р и м е р 8. Условия эксперимента, как в примере 1. Меняли конечную температуру первой стадии имидизации на деревянной оправке. Результаты эксперимента приведены в табл. 2. П р и м е р 9. Условия эксперимента, как в примерах 1-4. Материал второй оправки - металлокерамика. Результаты, как в примере 1. Оптимальной конечной температурой первой стадии имидизации является температура 170^оС. При этом значении температуры процессы испарения растворителя и размягчения завершились. Заготовка может быть перенесена на оправку из термостойкого материала для проведения второй стадии имидизации. Оптимальными материала оправки для первой стадии процесса имидизации являются такие материалы, как дерево, картон, пенополиуретан ППУ-306Т. На второй стадии процесса имидизации (то есть от 170 до 390^оС) эти материалы могут воспламениться или потерять форму. В связи с этим оправки для второй стадии имидизации должны быть выполнены из термостойкого материала (нержавеющая сталь, металлокерамика и т. п. ). Оптимальные размеры усадки получены экспериментальным путем и составляют 7-15% диаметра. Таким образом, уменьшение размера диаметра оправок по сравнению с внутренним диаметром полой цилиндрической формы на 7-15% предотвращает возникновение дефектов заготовок. Полученные таким способом заготовки практически полностью используются для нарезания приводных ремней, количество брака сокращается. Приводные ремни имеют хороший товарный вид, отсутствуют отклонения по толщине и плоскостности. Это дает основание заключить, что долговечность приводных ремней увеличится на 5-10% . (56) Авторское свидетельство СССР N 926873, кл. В 29 D 29/00, 1980. Авторское свидетельство СССР N 1674467, кл. В 29 D 29/00, 1989.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕСКОНЕЧНЫХ ПОЛИИМИДНЫХ РЕМНЕЙ, при котором из жидкого полимерного материала путем центробежного формования образуют трубчатую заготовку на внутренней поверхности полой цилиндрической формы, затем производят сушку, охлаждение, имидизацию на цилиндрической оправке трубчатой заготовки с нагревом до заданной температуры и резку на кольцевые ремни, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изготавливаемых полиимидных ремней, в процессе имидизации сначала трубчатую заготовку нагревают до 170^oС на первой цилиндрической оправке, выполненной из пористого материала с теплопроводностью, соответствующей теплопроводности материала трубчатой заготовки и с диаметром, меньшим внутреннего диаметра цилиндрической формы на 7-15% , а затем трубчатую заготовку переносят на вторую цилиндрическую оправку, выполненную из термостойкого материала, и нагревают до заданной температуры. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первая цилиндрическая оправка выполнена из дерева. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первая цилиндрическая оправка выполнена из пористого полимерного материала. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вторая цилиндрическая оправка выполнена из металла. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вторая цилиндрическая оправка выполнена из металлокерамики.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000        

---