Способ изготовления слоистого рулонного полуфабриката

 

Союз Советских

Социапистическкх

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (it>956307 (61 } Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 03.10.80 (21) 2993321/23-05 с присоединением заявки М (23 } П риоритет (5l)M. Кл.

В 32 В 31/22

В 29 0 9/00

1аеударетмнный каинтет но делаю нзобретеннй н открытий

Опубликовано 07. 09. 82. Ввллетень щ 33

Дата опубликования описания 1 0 . 09 . 82 (53) УДК б78. .027.94 (088,8) А ..Ф. Конохов, В. Н. Шалыгин, А ..А. Плеханов, В.А. Козлов, Н.А. Панфилов, !О.ф. Голодный, В. В. Шлапацкая и А.Я. Каневский (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина и ордена К сного Знамени механический институт (71) Заявитель (4) СПОСОЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОИСТОГО РУЛОННОГО

ПОЛУФАЬР ИКАТА

Изобретение относится к области технологии получения слоистого рулонного полуфабриката на основе пропитанного полимерным связующим стеклонаполнителя и может быть использовано при создании усиленных конструкций в судо-, авиа-, автомобилестроении и других отраслях промышленности.

Известен способ изготовления изделий из полимерных композиционных материалов, при котором ферромагнитный коротковолокнистый наполнитель ориентируется в постоянном магнитном поле и внедряется в слои арматуры, пропитанной связующим в процессе намотки изделия, затем изделие отверждается (!1.

Недостатками указанйого способа являются невысокая прочность при трансверсальном отрыве, ограниченная область применения, а именно: введение трансверсальной арматуры в процессе изготовления изделия не всегда технологично, а в ряде случаев, например при местном усилении изделий при приформовке очень трудоемко, относительно высокая длительность отверждения изделия.

Наиболее близким из известных технических решений к предлагаемому способу является способ изготовления слоистого рулонного полуфабриката, включающий нанесение термореактивного связующего, например эпоксидного и фенолформальдегидного, на непрерывный волокнистый наполнитель (стеклянные, углеродные волокна), нанесение на него кристаллов Т102 с одновременной трансверсальной ориентацией и последующее отверждение связующего (2).

К недостаткам указанного способа следует отнести высокую стоимость пр< цесса, малые гибкость полуфабриката после отверждения и срок его хране956

307 4

23, 3 кВт/кг (2,33 Мрад/с) скорость перемещения полуфабриката под ускорителем (\/ ) 2 см/с и соответственно скорость перемещения постоянного магнитного поля (V„) 2 см/с.

При этом поглощенная доза составляет 0,07 МДж/кг (7 Мрад).

Полученный слоистый рулонный полуфабрикат наматывают на бобину с поролоновыми прокладками и отправляют на хранение.

Пример 2. На 3 слоя стеклоткани марки КТ-11 наносят компаунд, состоящий из 100 масс.ч. эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и 10 масс.ч отвердителя ПЭПА.

Коротковолокнистым наполнителем служили отрезки стальной проволоки

0,25 мм.

Отверждение производят ускоренными электронами на ускорителе

ЭлТ-1,5А при следующих параметрах: энергия электронов 0,176 пДж(1,1 МэВ), мощность дозы 33,3 кВт/кг (3 33 Мрад/с). Скорость перемещения полуфабриката под ускорителем и скорость перемещения постоянного магнитного поля составляет 1 см/с, при этом поглощенная доза составляет

0,2 МГр (20 Мрад).

П р и и е р 3. На 3 слоя углеродной ленты марки ЛН-УС наносят фенолоформальдегидное связующее.

В качесТве коротковолокнистого ферромагнитного наполнителя служат отрезки углеволокна 0,15 мм и длиной с = 4 мм с нанесенным на их поверхность и отвержденным связующим (в состав связующего добавляют 10- 15 об.>. ферромагнитного порошка карбонильного железа).

Отверждение производят ускоренными электронами на ускорителе

ЭлТ-1,5А при следующих параметрах: энергия электронов 0,176 пДж (1,1 МэВ), мощность дозы 35,7 кВТ/кг (3,57 Мрад/с).

Сопоставительный анализ свойств материалов, полученных на образцах, иэготовленнь>х методом прессования плит из полуфабрикатов с последующей их разрезкой алмазным кругом, представлен в таблице.

Коротковолокнистый ферромагнитный наполнитель в виде отрезков стальной проволоки диаметром 0,25 мм и длиной 4 мм подают специальным дозатором и ориентируют перпендикулярно слоям арматуры в постоянном магнитном поле, при этом происходит внедрение отрезков проволоки в непрерывный наполнитель на половину своей длины.

Постоянное магнитное поле создают плитками из феррита бария 2,8 БА, укрепленными на бесконечной ленте транспортера. Отверждение производят до получения гель-фракции 95/ путем облучения ускоренными электронами на ускорителе ЭЛТ-1,5А при следующих параметрах . энергия электронов

0,176 пДж (1,1 МэВ), мощность дозы

Давление прессования составляет для примеров 1-3-1,2-1,5 МПа, для про— тотипа — 4-5 МПа.

Следует отметить, что непропитаннь>е участки непрерывного наполниния, относительно высокие длительность отверждения и давление прессования изделий.

Целью изобретения является увели чение срока использования, удешевление, упрощение и ускорение процесса производства полуфабриката при сохранении высоких прочностных характеристик пластика на его основе.

Укаэанная цель достигается тем, >0 что в способе изготовления слоистого рулонного полуфабриката, включающем нанесение термореактивного связующего на непрерывный волокнистый наполнитель, нанесение на него коротковолок- 15 нистого наполнителя с одновременной трансверсальной ориентацией и последующее отверждение связующего, в качестве коротковолокнистого наполнителя используют ферромагнитный наполнитель„20 связующее наносят дискретно поперечными полосами шириной 2- 100 мм с шагом 1 мм - ширина полосы, и нанесение, ориентацию ферромагнитного наполнителя, а также полное отверждение свя- >5 зующего производят потоком ускоренных электронов с энергией 0,1-2 МэВ и мощностью дозы 1-5 Мрад/с в постоянном магнитном поле, имеющем напряженность, изменяющуюся по длине не- 30 прерывного наполнителя по периодическому закону, и движущимся синхронно с наполнителем.

Пример 1. На 2 слоя стеклосетки марки СЭ-0- 1 (толщина одного слоя 0,2 мм) наносят полиэфирное связующее марки НПС-609-30 с наполни-.елем "аэросил" (30 масс.ч.). Связующее наносят дискретно, поперечными полосами шириной 10 мм и шагом 5 мм. 0

5 956307 d теля при изготовлении полуфабриката сдвиге и трансверсальном отрыве того при дальнейшей переработке в иэделие же порядка, что и при вискеризации пропитываются во время формования и волокон, но способ при этом в 8тем самым имеют хорошую адгезию с -1О раз де л б раз дешевле, быстрее и не требует другими слоями. S применения таких высоких давлений

Иэ таблицы видно, что технологичпрессования, как способ вискеризации. ность предлагаемого способа, характеризуемая в данном конкретном слу- Одновременно следует отметить, чае сроком хранения и гибкостью полу. что при транспортировке и после 1уюдуюфабриката, много выше, чем у извет- 1О щей переработке полуфабриката сохраного способа. няется 704 закрепленного короткоПредлагаемый способ позволяет по- волокнистого ферромагнитного наполлучать полуфабрикат, использование нителя, тогда как при неполноскоторого в изделиях дает возможность тью отвержденном связующем тольполучить прочность при межслоевом 15 ко 1ОФ. !

Срок хранения полуфабриката

Гибкость полуфабриката

Техническое решение

Прочность при межслоевом сдвиге К

ИПа I

Прочность при трансвергальном отрыве Р

Ипа 1

Аналог

Прототип

30,4

58,7

Определяется жизнеспособностью связующего

30-40

49-58

Примеры

36-45

40,0-50,4

25 27

29,7-40,7

20- 33

Постоянное в течение

Неограниченное, так как всего времени храсвязующее отверждено пол

34-52 нения ностью Примечание;

Испытания на межслоевой сдвиг проводят по ОСТ 5.9127-73; испытания на трансверсальный отрыв - по РИО 1390-64.

Формула изобретения качестве коротковолокнистого наполни45

Спосоо изготовления слоистого ру- теля используют ферромагнитный наполлонного полуфабриката, включающий . нитель, связующее наносят дискретно нанесение термореактивного связующего поперечными полосами шириной 2-100 мм на непрерывный волокнистый наполни- с шагом 1 мм - ширина полосы и нанетель, нанесение на него коротковолок. — сение, ориентацию ферромагнитного нанистого наполнителя с одновременнои

50 полнителя и полное отверждение святрансверсальной ориентацией и после- зующего производят потоком ускорендующее отверждение связующего, о т — ных электронов с энергией 0,1-2 ИэВ л и ч а ю шийся тем, что, с целью и мощностью дозы 1-5 Ирад/с в постоян. увеличения срока использования, уде- ном магнитном поле, имеющем напряшевления, упрощения и ускорения про- женность, изменяющуюся по длине нецесса производства полуфабриката при прерывного наполнителя по периодисохранении высоких прочностных харак- ческому закону, и движущимся синхронтеристик пластика на его основе, в но с наполнителем.

956307

Составитель О. Серовская

Редактор Г. Прусова Техред Т. Маточка Корректор А, Дзятко

Заказ 6916/22

Тираж 475 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР и 460189, кл. В 29 0 23/12, 1973 °

2. Жигун И.Г. Свойства пространственно-армированных пластиков. Рига, "Зинатне", 1978, с, 36-37, 183-185 (прототип).