Способ получения препрегов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1719408 А 1 5 С 08 1 5/24, В 05 О 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ териалов на основе рул наполнителей и диспе связующих и может б различных отраслях м промышленности, Изо повысить качество преп нологические потери св го, что термообраб проводят в импульсном облученности 1,2 - 4,3 основную и импульсны чем последняя составля ной облученности при 0,10 - 0,75 Гц и коэфф ния 0,65 - 0,80, 2 табл. новного и импульсного излучений, блок управления токовой нагрузкой на источниках излучения,В качестве порошкообразных связующих используют термореактивные олигомеры и термопластичные полимеры: эпоксидную порошковую краску П-ЭПсерого цвета (ТУ 6-10-1575-76), полиаминоимид ПАИС(ТУ 6-05-231-192-79), полиэфирную порошковую краску П-ЭПу (ТУ 6-10-285-6-79) и акриловую порошковую краску П-АК(ВТУНЧ-17-72), порошкообразный полисульфон марки ПСК, а в качестве армирующего наполнителя используют ленты шириной 200 мм: углеродную ленту ЛУ-П-О,1 (ТУ-481-80) стеклоткань Т (ГОСТ 1170-73) и органическую ткань марки СВМ (ТУ 17 ВНИИПХВ-88).Связующее псевдоожижают совместным воздействием вибрации и воздуха в камере напыления аппарата электроосажАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт механики металлополимерныхсистем АН БССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕПРЕГОВ(57) Изобретение относится к технологииполучения препрегов композиционных маИзобретение относится к технологии получения препрегов композиционных материалов на основе рулонных армирующих наполнителей и дисперсных полимерных связующих и может быть использовано в различных отраслях машиностроительной промышленности,Целью изобретения является повышение качества препрега и снижение технологических потерь связующего.Получение препрегов осуществляют на устройстве, включающем лентопротяжный механизм с подторможенным смоточным и приводным приемным барабанами, тянущие валки с регулируемым электроприводом, аппарат электроосаждения вибровихревого типа, снабженный системой зарядных электродов, соединенных с источником высоковольтного потенциала и осадительным электродом, печь оплавления проходного типа с коротковолновыми источниками осонных армирующих рсных полимерных ыть использовано в ашиностроительной бретение позволяет регов и снизить техязующего за счет тоотку связующего режиме при полной Вт/см, включающей е облученности, приет 0,18 - 0,25 от полчастоте импульсов ициенте их заполнедения. Параметры слоя связующего при частоте вибрации 50 Гц, амплитуде 0,8 мм и скорости фильтрации воздуха 0,03 - 0,04 м/с составляют: коэффициент расширения слоя 1,5 - 1,6, высота слоя над электродами 50 мм при общей высоте 120 мм, Расстояние между зарядными высоковольтными электродами и заземленным наполнителем осадительнцм электродом) составляет 125 мм. В качестве источника высоковольтного потенциала используют преобразователь высоковольтный статический ПВС-0,5 (ТУ 16-729.235-79), Ленту наполнителя перемещают по поверхности осадительного электрода над псевдоожиженным слоем связующего и через печь оплавления со скоростью 0,5-2,0 м/мин, поддерживая постоянным усилие натяжения.Печь оплавления оснащают четырьмя трубчатыми источниками излучения - гало- генными кварцевыми лампами типа КГТ-2000 (ОСТ 16 0.535.024-76) с параболоцилиндрическими отражателями, установленными равномерно поперек направления и параллельно плоскости движения ленты наполнителя. Источники соединяют с блоком управления следующим образом, Три первых в направлении движения наполнителя лампы подключают к каналу постоянной, а последнюю - к каналу импульсной токовой нагрузки,Облученность от источника импульсного излучения задают в пределах 0,18 - 0,25 от полной облученности. Последняя включает основную и импульсную обяученность и изменяется в пределах 1,2 - 4,3 Вт/см .гЧастота импульсов составляет 0,10-0,75 Гцпри коэффициенте их заполнения 0,65 - 0,80. Коэффициент заполнения импульсов представляет собой отношение длительности импульса к его периоду,В процессе движения ленты с нанесенным порошкообразным связующим через зону термообработки воздействие только основного излучения облучен ностью 0,98 - 3,22 Вт/см .приводит к частичному оплавлению связующего. Получающийся отрезок препрега характеризуется равномерным распределением адгезионно закрепленных на ленте и не связанных жестко между собой двухфазных образований расплав - твердые частицы связующего и имеет благодаря этому повышенную гибкость, Наложение на основное воздействие импульсного излучения е дополнительной облученностью 0,22 - 1,08 Вт/см на следующий участок порошкообразного свяЗующего обеспечивает полное его расплавление и формирование на поверхности лентц наполнителя сплошного жесткого отрезка пленки, длина которого в 1,8 - 7 раз большепредыдущего недоплавленного ее отрезка,Таким образом удается получать препрег изсмежных, чередующихся по длине ленты5 участков с различной жесткостью, за счетчего при последующей смотке его в рулон иукладке в формирующую матрицу исключается растрескивание и отслаивание связующего.10 В качестве критерия технологическихпотерь используют изменение массовогосодержания связующего, которое определяют как отношение разности масс образцовпрепрегов размером 200 х 200 мм после15 десятикратного сгибания .стержня диаметром 80 мм к их исходной массе. выраженноев процентах,Критерием оценки качества препреговявляется степень неравнотолщинности, ко 20 торую определяют как относительную погрешность измерения их толщины последесятикратного сгибания описанного стержня на пяти участках с частично и плиты насмежных участках с полностью оплавлен 25 нцм связующим в десяти точках, взятых сшагом 20 - 30 мм и на расстоянии 20 мм открая ленты,Примеры, иллюстрирующие изобретения при различных значениях параметров30 способа, и характеристки полученных препрегов в сравнении с препрегами, полученными по способу-прототипу, приведены втабл.1,Как видно из табл.1, способ в соответ 35 ствии с изобретением позволяет повыситькачество препрега и снизить технологические потери связующего,В табл.2 приведены сравнительныеданнце по свойствам углепластика на основе40 углеродной ленты ЛУ-П 01, и полиаминоимидного связующего ПАИСиэ препрегов, полученных в соответствии сизобретением и по способу-прототипу приодинаковой производительности и одинако 45 вой полной облученности,Как видно, из табл.2, углепластик иэпрепрега, полученный в соответствии с изобретением, обладает повышенной прочностью и большей стабильностью свойств,50 Ф ормула изобретенияСпособ получения препрегов, включающий непрерывное нанесение порошкообраэного полимерного связующего надвижущуюся ленту наполнителя, термооб 55 работку связующего со стороны наполнителя и последующую смотку препрега в рулон,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения качества препрега и снижениятехнологических потерь связующего, термообработку связующего проводят в импульс1719408 составляет 0,18 - 0,25 от полной облученности при частоте импульсов 0,10 - 0,75 Гц икоэффициенте их заполнения 0,65 - 0,80,ном режиме при полной облученности 1,2 - 4,3 Вт/см, включающей основную и имзпульсную облученности, причем последняя Таблица 1 Параметрм способа Сеязуеаее карактер препрегв Напопнитепь При мер Частота импуль- СОВР ГЧ 0,65 0,70 124 22,1 0,18 ПАИСПАИС1,0 0,6 0,10 0,40 1,20 2,30 0,5 ЛУ-П,1 ЛУ-П-О,0,23 1,2 Про- тоПАИСтип ПУ-П-О, 3 . ЛУ-П,1 1,2 0,25 0,22 О 75 0,40 пск, пск 2,0 1,2 ЛУ-П.О,Прото. 2,40 1,00 3,7 2,80 0,21 0,400,70 0,7 ВЗ,7 22,0 тмп ПУ-П"0,1 пск,П-АК1,2 ЛУ-П-О,1 1,2 Про- тотип ЛУ-П-О,2,40 1,00 1,5 2,40 0,21 0,40 070 07 22,8 2.1, В П"АК П-ПЭ1,2 Т"11 1,2 Прото 2,40 2,70 1,00 39 +50 0,70 0,6 Ь.7 П"ЭП 177П-ПЭ"1130 У тип Т1,2 0,40 0,20 1,2 ТПро"тотип 1,00 1,4 23,00,70 0,6 Ф 20 2,40 2,40.П ПЭ 1130 УП"ЭП1,2 8 СВИ 0,40 0,21 1,2 Прото" 240 2,1 251 1,00 П"ЭПтмп СВИ 1,2 Таблица 2 Показатель Значение показателя вспособе По изобре- Прототиптению Плотность углепластика, г/смз 1,47 Разрушающее напряжение при сжатии, МПа 950+70 7201120 Разрушающее напряжение при изгибе, МПа 900+1370 1200+ 30 Составитель А,Рожков Редактор М.Самерханова Техред М,Моргентал Корректор М.КучеряваяЗаказ 740 Тираж .Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Скорость перемеяениялентм наполнителя, м/нин Величина полной облу енности, Вт/снз 240 4,30 3,35 Доля иипульсной обпученности от полой облучен- мости Коэффициентзаполнения им"пульсов 1,00 0 ВО 0,70 Изменение массового солервания сеязу,-, а 2,2 09 08 Степеньнеравно"топаинностипрепрега 24,8 22,3 2,1,8