Способ изготовления композиционного материала

,1242494 Ю 4 С 08 1 9/42, В // В 29 К 105:04 67/20 // ЗСЕСОНф"13 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТ АВТОРСКОМУ с Е.Фису Г,К. машино,СС 19 видетельство С В 29 С 11/00,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, включающий формование пористой заготовки из порошка термопласта, пропитку заготовкирасплавом металла или жидкой полимерной смолой и отверждение композиции, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения степени заполнения пор, перед пропиткой заготовкусжимают до степени деформации, соответствующей объемной доле пор в заготовке, а пропитку ведут при температуре плавления термопласта при атмосферном давлении.11 28 1 124Изобретение относится к технологии изготовления композиционных материалов на основе термопластичных полимеров и может быть использовано в машиностроении, авиации, судостроении, химической, пищевой промышленности и других отраслях народного хозяйства в качестве материала для подшипников скольжения, защитных или антиадгезионных покрытий резервуаров и емкостей различного назначения.Цель - увеличение степени заполнения пор.П р и м е р 1., Прямоугольную заготовку размером 100 х 100 х 10 мм из пористого фторопластас исходной пористостью 407. получают следующим образом: предварительно спекают в свободном состоянии на противне порошок термопласта при 390+5 С в течео ние двух часов, охлаждают до комнатной температуры, полученный полуфабри кат размалывают,на пальчиковых мельницах до дисперсности 0,25-0,63 мм, навешивают и равномерно размещают по объему пресс-Формы тех же размеров 13 г термообработанного порошка, Формование производят удельным усилием 20-25 МПа, спекание. производят при 375+5 С в течение 2-2,5 ч, охлаж,цение производят вместе с печью. Затем заготовку помещают в пресс-форму тех же размеров и деформируют при нормальных условиях на величину 407., которая соответствует пористости заготовки. После деформирования заго- товку помещают в расплав свинца, погрузив полностью в жидкую фазу, при температуре плавления термопласта, равной 330+1 рС, и вьдерживают в течение 10 мин. Затем заготовку извлекают из расплава и охлаждают на воздухе до комнатной температуры (20 ф2 С), а затем определяют количество свинца, заполнившего полимерный каркас, которое равно 43 г, что составляет коэффициент заполнения пор 0,95.П р и м е р 2. Композиционный материал получают из фторопласта 4 по примеру 1, но выдерживают в расплаве в течение 15 мин. Количество свинца заполнившее поры термопласта, равно 43,1 г, что соответствует коэффициенту заполнения 0,955.П р и м е р 3. Композиционный материал получают иэ фторопласта 4 по примеру 1, но помещают в расплав свинца при температуре на 5 С больше 2494 2температуры плавления термопласта,т.е. при 335+1 С, и выдерживают в течение 15 мин. Количество свинца, за-полнившего поры, равно 5 г, что соответствует коэффициенту заполненияпор 0,11.П р и м е р 4, Композиционныйматериал получают из Фторопласта 4по примеру 1, но помещают в расплав10 при температуре ниже температурыоплавления термопласта, т. е. 315-320 С,и вьдерживают в течение 15 мин. Дляизготовления применяют сплав следующего состава: олово 50%, свинец 327.,8кадмий 18%, т, пл. 145 С. Количествосплава, заполнившего пористый каркас,равно 2,2 г, что соответствует коэффициенту заполнения пор 0,05,П р и м е р 5. Прямоугольную за 2 О готовку из полиэтилена низкого давления марки 200806-24, имеющую исходную пористость 30%, получают следую"щим образом: навешивают порошок дисперсностью 0,25 мм в количестве25 67 г:и равномерно размещают в прессформе размером 100 х 100 х 150 мм, уплотняют до размеров 100 х 100 х 10 мм с усилием 0,55-0,8 МПа. Спекание заготовки производят в свободном состояниипри 125+5 С в течение 30 мин, охлаждают до комнатной температуры, деформируют при нормальных условиях достепени деформации, равной объемномусодержанию пор. Заготовку помещаютв расплав следующего состава: 407 олово, 40% - висмут, 20% - свинецпри т, пл:. ПЭНД 12011 С и выдерживают в течение 20 мин. Количество сплава, заполнившего пористый каркастермопласта, равно 35 г, что соответствует коэффициенту заполненияпор 0,97,П р и м е р 6. Композиционный 45материал получают из полиэтиленанизкого давления (ПЭНД), как в примере 5, но полностью погружают в полимерное связующее на основе эпоксидного олигомера следующего состава, мас.ч.:Эпоксиднаясмола КДА 100ОтвердительтриэтаноламинтитанатСостав изготовления материала Состав материалов Известный Предлагаемь КоэффициенттеплоПримердлясравнения Прочность,МПа,Коэффициентзаполненияпор Коэффициент КоэффициентзаполПрочность,МПа,риастяв нени проводости кал/М,Ч ради астяении/ о ккал/М Ч,нии тии сжатии торопластпропитан сви цом при 330 в течение10 мин ф 95 40 ф 9/ 12 19,5233,158 То же, в т ние 15 мин 33,0/ 10,115,0 2,9 0,955 40 3 12424 и выдерживают при т. пл. ПЭНЛ 120 ф 1 С в течение 15 мин. Количество связующего, заполнившее поры термопластичного каркаса, равно 5,3 г, что соответствует коэффициенту заполнения 0,98.П р и м,е р 7. Пористую заготовку тех же размеров и той же пористости, что в примере 5, но выполненную из полиамида Пизготавливают сле дующим образом: навешивают порошок дисперсностью 0,25 мм в количестве 7,9 г и равномерно распределяют по всему объему пресс-формы, уплотняют с удельным усилием 0,92-1, 1 МПа, спе кают в свободном состоянии при 185 + +5 С в течение 30 мин, охлаждают до комнатной температуры, деформируют ,при нормальных условиях до степени деформации, соответствующей пористос О ти 303, а затем помещают в полимерное связующее следукнцего состава, мас,ч.:Эпоксиднаясмола ЭД100 25Тиокол 20Полиэтиленполиамин(ПЭПА) 10 и выдерживают при температуре плавления полиамида 180+1 С в течениео 94 410 мин, Количество связующего, заполнившего пористый каркас термопласта, равно 6 г, что соответствует коэффициенту заполнения пор 0,97.П р и м е р ы 8-11. Для сравнения получают композиционный материал из фторопластапо известному способу из материалов, указанных в примерах 1-4, но пропитку ведут без предварительной деформации заготовки под давлением 5 МПа в течение 20 мин при 375 оС. П р и м е р ы 12 и 13. Для сравнения получают композиционный материал на основе полиэтилена по известному способу из материалов, указанных в примерах 5-6, но пропитку ведут . без предварительной деформации заготовки под давлением 5 МПа в течение 20 мин при 125 С.оП р и м е р 14. Для сравнения получают композиционный материал из полиамида марки Ппо известному способу из материалов, указанных в примере 7, без деформации заготовки пропиткой под давлением 5 МПа в течение 15 мин при 85 С.о Степень заполнения пор и свойстваматериалов приведены в таблице.1242494 Продолжение таблицы Состав изготовления материала Состав материалов Предлагаемый Известный КоэффициентзаполПриПрочКоэффициенттеплоКоэффициент мер для теплонения проводностиКкал/М,Ч.град срав- нения пор пор град То же, при 335 фВНИИПИ Заказ 3666/25 Тираж 470 Подписное Произв-полигр, пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Фторопластпропитан при 315-320 С в течение 15 мин сплавом 507 олов, 327. свинец, 187 кадмий ПЭНД пропитан сплавом 407. олово, 407.висмут, 207 свинец при 120+ +1 С в течение 20 мин ПЭНД пропитан полимерным связующим прио120+1 С в течение 15 мин Ппропитанполимернымсвязующим лри1803.1 С за10 мин Коэффициентзаполнения ностьМПа,прирастяжении/сжатии Прочностьь МПа, при растяжении/ сжатии проводностиккал/М,Ч,