Способ изготовления слоистого рулонного полуфабриката

Союз СоветскихСоцнапнстнческкхРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 956307(53 ) М. Кл. В 32 В 31/22В 29 0 9/00 Гаеударетвснный каннтет но делан нзобретеннй н открытий(72) Авторы изобретения Ленинградский ордена Ленина и ордена К сногоЗнамени механический институт(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОИСТОГО РУЛОННОГО ПОЛУФАБРИКАТАИзобретение 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 изде. лий из полимерных композиционных материалов, при котором. ферромагнитный коротковолокнистый наполнитель ариен. тируется в постоянном магнитном поле и внедряется в слои арматуры, пропитанной связующим в процессе намотки изделия, затем изделие отверждается 11.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 Т 102 с одновременной трансверсальной ориентацией и последующее отверждение связующего 21.К недостаткам указанного способа следует отнести высокую стоимость пр цесса, малые гибкость полуфабриката после отверждения и срок его хране956 307 423,3 кВт/кг (2,33 Мрад/с), скоростьперемещения полуфабриката под уско.- рителем (Ч ) 2 см/с и соответственноскорость перемещения постоянногомагнитного поля (Ч,) 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 нахранение.П р и м е р 2. На 3 слоя стеклоткани марки КТнаносят компаунд,состоящий из 100 масс,ч. эпоксиднойдиановой смолы ЭДи 10 масс.ч отвердителя ПЭПА,Коротковолокнистым наполнителемслужили отрезки стальной проволоки0,25 мм,Отверждение производят ускоренными электронами на ускорителеЭлТ,5 А при следующих параметрах:энергия электронов 0,176 пДж(1,1 МэВ),мощность дозы 33,3 кВт/кг(3,33 Мрад/с), Скорость перемещенияполуфабриката под ускорителем и скорость перемещения постоянного магнитного поля составляет 1 см/с, приэтом поглощенная доза составляет0,2 ИГр (20 Мрад),П р и м е р 3, На 3 слоя углеродной ленты марки ЛН-УС наносят фенолоформальдегидное связующее.В качесТве коротковолокнистогоферромагнитного наполнителя служатотрезки углеволокна 0,15 мм и длиной1 = 4 мм с нанесенным на их поверхность и отвержденным связующим (в состав связующего добавляют 10- 15 об.7.ферромагнитного порошка карбонильного железа).Отверждение производят ускоренными электронами на ускорителеЭлТ,5 А при следующих параметрах:энергия электронов 0,176 пДж(3,57 Мрад/с),Сопоставительный анализ свойствматериалов, подученных на образцах,иэготовленньх методом прессованияплит из полуфабрикатов с последующей их разрезкой алмазным кругом,представлен в таблице. Коротковолокнистый ферромагнитньйнаполнитель 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 ЗЛТ,5 А при следующих параметрах. энергия электронов 0,176 пДж (1,1 МэВ), мощность дозы 50 Давление прессования составляет для примеров 1-3-1,2-1,5 МПа, для про - тотипа - 4-5 МПа.Следует отметить, что непропитаннье участки непрерывного наполниния, относительно высокие длительность отверждения и давление прессования изделий.Целью изобретения является увели чение срока использования, удешевление, упрощение и ускорение процессапроизводства полуфабриката при сохранении высоких прочностных характеристик пластика на его основе.Укаэанная цель достигается тем, 1 Очто в способе изготовления слоистогорулонного полуфабриката, включающемнанесение термореактивного связующегона непрерывный волокнистый наполнитель, нанесение на него коротковолокнистого наполнителя с одновременнойтрансверсальной ориентацией и последующее отверждение связующего, в качестве коротковолокнистого наполнителяиспользуют ферромагнитный наполнитель 20связующее наносят дискретно поперечными полосами шириной 2- 100 мм с шагом 1 мм - ширина полосы, и нанесение,ориентацию ферромагнитного наполнителя, а также полное отверждение связующего производят потоком ускоренныхэлектронов с энергией 0,1-2 МэВ имощностью дозы 1-5 Мрад/с в постоянноммагнитном поле, имеющем напряженность, изменяющуюся по длине не- ЗОпрерывного наполнителя по периодическому закону, и движущимся синхронно с наполнителем,П р и м е р 1. На 2 слоя стеклосетки марки СЭ- 1 (толщина одногослоя 0,2 мм) наносят полиэфирное связующее марки НПС-30 с наполни;елем "аэросил" (30 масс,ч.), Связующее наносят дискретно, поперечнымиполосами шириной 10 мм и шагом 5 мм,5 9.56307 6 теля при изготовлении полуфабрикатасдвиге и трансверсальном отрыве того при дальнейшей переработке в иэделиеже порядка, что и при вискеризации пропитываются во время формования и волокон, но способ при этом в 8- тем самым имеют хорошую адгезию с1 О разде л браз дешевле, быстрее и не требует другими слоями. Эприменения таких высоких давленийИэ 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 1 ую- дуюфабриката, много выше, чем у извет О 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 толь- получить прочность при межслоевом 5 ко 1 ОФ.Срокхраненияполуфабриката Гибкостьполуфабриката Техническое решениеПрочностьпри межслоевомсдвиге йИПаПрочность при трансвергальном отрыве РИпа 1 АналогПрототип 30,4 58,7 Определяется жизне- способностью связующего 30-40 49-58 Примеры 36-45 40,0-50,425 2729,7-40,7 20-33 Постоянноев течение Неограниченное,так как всего времени храсвязующее отверждено полнения ностью ф Примечание;Испытания на межслоевой сдвиг проводят по ОСТ 5.9127-73; испытания на трансверсальный отрыв - по РИО 1390-64.Формула изобретения качестве коротковолокнистого наполни 45Спосоо изготовления слоистого ру- теля используют ферромагнитный наполлонного полуфабриката, включающий нитель, связующее наносят дискретно нанесение термореактивного связующего поперечными полосами шириной 2-100 ммна непрерывный волокнистый наполни- с шагом 1 мм - ширина полосы и нане- тель, нанесение на него коротковолок. - сение, ориентацию ферромагнитного нанистого наполнителя с одновременнои50полнителя и полное отверждение святрансверсальной ориентацией и после- зующего производят потоком ускорен- дующее отверждение связующего, о т - ных электронов с энергией 0,1-2 ИэВ л и ч а ю щ и й с я 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- ф 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.Заказ 6916/22 Тираж 475 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРй 460189, кл. В 29 0 23/12, 197382. Жигун И,Г, Свойства пространственно-армированных пластиков. Рига, "Зинатне", 1978, с, 36-37, 183-185 (прототип).