Способ получения слоистых армированных термопластов

(51) И. К 27/04 7/04 единением заявки нтет Гввудврстввныл квмнтвт ссо нв двлаи звбрвтв н вткрыт(088 8) Дата опубликования описания 10,04,79 вторыобретен. С. Азбукин Егоренков, А. А. Брожат, Н. И, Тншк 1) Заявнтел Институт механики металлополямерных АН Белорусской ССР) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОИСТЫХ АРМИРОВАННЫХ ТЕРМОПЛАСТОВИзобретенпе относится к технологии производства слоистых материалов, пре имущественно многослойных диэлектрик содержашнх плоские наружные слои яз термопластичных полимеров н внутренний слой в виде армнруюшнх пористых наполнителей (напрнмер, тканей), и может быть использовано в пронзводстве многослойных печатных плат, гнбктм ленточных электрических кабелей, печатных резнстоов,казанных методов апрнмер, армнроров н т, д.Для получения диэлектрической основы нз термопластнчньм полимерных материалов с минимальной усадкой н короблением применяют различные методы, в том числе: наполнение полимерного связующего днсперспыми неорганическими материалами Щ, испол ьзованне комбинированных конструкций, состояших нз слоев термопласта н реактопласта 2, проведение радиационной н химической сшнвкн поли-мерного связующего 31 14,Однако применение уне всегда эффективно. Н ванне термопластичных полнмеров тканы-.мн наполттителямн повышает размернуюстабильность, прочность, снижает усадку,но не исключает, особенно в тонкослойных конструкциях, скручиваемостн компознцнонн.ых материалов,Известны способы нолучення слоистыхармированных термопластов с мнннмальной скручиваемостью,Например, пластик, состоящий из двухвнешних пленочных слоев н внутреннегослоя нз непропнтанного армнрующего волокна, получают путем термическогопрессования слоев в зазоре валков(5.Пленки термопласта нагревают инфракрасными нагревателями таким образом, чтотолщина внутреннего размягченного слояпленки составляет только часть ее толщины (до 40%), а внешние непроплавленные слои пленок сохраняют первоначальную жесткость. Армнруюший слой пентрнруют по толшине материала. Оборудование для осуществления етого способасложно по конст",ухцнн, а обеспечение стабнль3 655570 4 ных параметров процесса зависит от мно- Целью изобретен гих факторов. скручиваемости сло Способ производства изделий, имитирую- упрощение технолог щнх кожу на основе поливинилхлоридных Поставленная це пленок и ткани, предусмачривает нагрев 3 что предварительн полимерного материала перед дублировв- плекта перед пресс нием на валках между электродами высо- ют из раэнотолщинн кочастотной установки 6 . при разности их то Способ изготовления многослойных ар- нию объема пор в а мированных пластмасс Я состоит в пок теле в пределах ко рытии армируюшей сетки многослойными сования к величине полимерными пленками, которые изготов- сование осуществля лены из различных полимерных материа- со стороны полимер лов, причем полимерные слои, контактирую толщины. шие с сеткой, должны иметь температуру 1 ф Процесс получени плавления меньшую, чем наружные слои. ного ячеистым нано Соответственно при нагреве до темпера- состоит в следующе туры плавления слои полимера с более мируют пакет исхо низкой температурой плавления пропиты- тоящий из разнотолщ вают сетку, а наружные слои центрируют 2 О термопластичного по армировку в слоистом пекете, армирующего ячеист Однако при осуществлении всех етих Расчетная разность способов прессоввние пакета слоистых ра определяется при материалов должно происходить в строго Сформированный однородном температурном поле, а процес- в пресс, где под де 25 сы плавления полимерного связующего ления соединяют сл и ропитка им ячеистого наполнителя- верстия (поры)арми одновременно и одинаково для каждого из Подвод тепла тольк наружных слоев, что практически выпоп- толстого слоя поли нить очень трудно. лее быстрый наг евНаиболео близким к предложенномуявляется способ 8),По ачому способу в ячейки (отверстия) армирующей основы вводят пластики отверждают его при нагреве, Затемс обеих сторон основы располагают слоитакого же пластика таким образом, чтоони контактируют с пластиком, находящимся в отверстиях основы, и сформиромнный комплект слоистого материалапомешают в пресс, где под действиемтепла и давления происходит соединениеслоев. Предварительное заполнение пластиком ячеек врмируюшей основы препятствует перетеканию расплава полимерапри неодновременном плавлении слоев полимера по обе стороны от основы, чтопозволяет получить симметричный относительно центрального армирующего слоякомпозиционный материал с минимальнойсклонностью к скручиванию.Необходимость выполнения процессав две стадии усложняет технолоническийпроцесс. Существенную трудность представляет также введение пластика и отвертия основы на первой стадии процесса. ия является снижениеистого материала иического процесса.ль достигается тем,ое формирование комоввнием осуществляых полимерных слоевлщин, равной отношермирующем наполнингурной площади прес"атой плошади, и пресют при подводе тепланого слоя большейя слоистого армированлнителем термопластам, Предварительно фордных материалов, сосниных наружных слоевлимера и центральногоого слоя типа ткани.толщин слоев полимеведенным отношением.пакет помещают затемйствием тепла и давои полимера через отрующего наполнителя,о со стороны болеемера обеспечивает бор и плавление материаласлоя и заполнение ячеек армирующего наполнителя материалом атого слоя, послечего происходит соединение материаловслоев в зоне контактироввния более тонкого слоя полимера с наполнителем. Использование разнотолшинных полимерных слоеви характер подвода тепла обеспечиметполучение равнотолшинных после прессования слоев полимера по обе стороны армирующего наполнителя и, таким образом,получение плоского нескручивающегосяармированного термопласта,Предлагаемый способ обеспечимег достижение поставленной цели - устранениескручиввемости слоистых армированныхматериалов при минимальных трудозатратах и при использовании стандартного оборудования.П р и м е р 1, Стеклоткань пропитывают в 45%-ной спиртовой суспензия фторопласта ф ЗМ по ТУ 323-57, удаляютвысушимнием рвзбввитель и термообрабвтывают в нагревательной камере приТ 230 С.Для заполнения,пор стеклотквни фторопластом ф-ЗМ проводят три-четыре повторных операции нанесения фгороилвста итермообработки,Подготовленную таким образом стекло- ткань с двумя наружными равнотолшинными слоями из пленочного фторопласта толщиной 30 мкм помешают между нагревательными плитами и прессуют под давлением 20 кгс/см при различных темпера 9турах в течение 3 мин, с последующим охлаждением под давлением со скоростью 50 С /мин.о,0П р и м е р 2, формируют пакет, состоящий из непропитанной стеклоткани Э 1-62 и двух наружных пленок фторопласта ф-ЗМ, одна из которых имеет толщину 30 мкм, а другая 80 мкм. Расчет- ф ную разность толшин пленок определяют как отношение обьема пор стеклоткани Пропитка стеклоткани суспензией фторопласта Ф-ЗМ. Прессование стеклоткани меЖду пленками Ф-ЗМтолщиной 30 мкм каждая, Подвод тепла с двух сторон пакета Прессование непропитанной стеклоткани между пленками фторопласта ф-ЗМ толщиной 80 мкм и 30 мкм,Подвод тепла со стороны пленки толщиной 80 мкм Как видно из таЫ, заявляемыйспособ позволяет снизить величину изгиба отпрессованных армированных термопластов и получать практически плоские материалы,П р и м е р 3. Получают армированный диэлектрик известным (прототип) и предложенным способами с использованием в качестве армируюшего наполнителя стеклотка-.ни марки 31-62 ГОСТ 19907-74 (толшина 0,062 мм, плотность ткани по основе и утку 20 нитей. Облицовочными слоями служат термопластичные пленки в пределах контурной плошади прессования к величине этой плошади.Сформированный пакет помешают между плитами пресса, нагрев пакета производят от плиты, контактирующей с плен кой толщиной 80 мкм, вторую плиту в этом случае не нагревают. Режимы нагрева и охлаждения при прессовании соответствуют режимам термообработки по примеру 1.Оценку свойств полученных образцов по параметру скручиваемостьф проводят путем измерения стрелы прогиба свободно лежащихна плоскости полос мате- риала размерами 200 х 50 мм, Результаты испытаний приведены в таблице 1 (средние значения величин для 10 образцов). из полиэтилена высокого давления марки А" (ГОСТ 10354-63) и полипропилена марки ОЗП 10 /005 (МРТУ 6-05-1105- 67).По известному способу стеклотканоь предварительно пропитывают при 120 С в 50%-ном растворе полимера в ксилоле (в случае, когда используют полиэтилен), а пропитку стеклоткани полипропиленомоосуществляют при 120 С и 50%-ном растворе полимера в беизоле, Затем удаляют высущиванием растворитель, и пропитано ную стеклоткань обрабатывают при 200 СТабл ица 2 20 7 6555 в течение 3 мин.Для заполнения лор стеклоткани полимером проводят 2-3 операции нанесения полимера и термообработки,Подготовленную таким образом стекло ткань с двумя наружными разнотолшннными слоями из пленочного полимера толшиной 30 мкм помещают между нагревательными плитами и прессуют под давлюо нием. 20 кгс/см при температуре 200 С 16 в течение 3 мин с последующим охлаж дением под давлением со скоростьюо50 СУмин.По. предлагаемому способу формируют пакет, состоящий из непролитанной стеклоткани3162 и двух наружных пленок полимера, одна из которых имеет толщину 30 мкм, а другая 80 мкм, Расчетную разность толщин пленок определяют Пропитка стеклоткани В 50%-Бом растворе полимера в растворителе Прессование стеклотканн между пленками полимера толщиной 30 мкм каждая, Подвод тепла с двух сторон пакета,Прессование непролитанной стеклоткани между пленками полимера толщиной 80 мкм и 30 мкм.Подвод телла со стороны пленки 80 мкм П р и м е р 4. Получают образцы армированногодиэлектрика известным (прототип) н предложенным способами, При этом используют в качестве облицовочных слоев пленку Ф-ЗМ (ТУ 6-05-041-353-72), в качестве армируюшего наполнителя хлопчатобумажную ткань (ГОСТ 12530-67), углеродную ткань УТМ(ТУ 640-65),Пропитку тканей ло известному спосо 55 бу осуществляют в 45%-пой спиртовой суспензии фторопласта Ф-ЗМ по ТУ 323 о 57 и термообрабатывают при 230 С в течение 3 мин. Формирование и термичес 70 8как отношение объема пор стеклоткани в пределах контурной площади прессования к величине этой плошади.Сформированный пакет пресслОтр при этом нагрев пакета производят от плиты, контактирующей с пленкой толщиной 80 мкм, вторая плита в этом случае не нагревается. Режимы нагрева и охлаждения при прессовании соответствуют режимам термообработки по известному способу.Оценку свойств полученных образцов по параметру фскручиваемость проводят путем измерения стрелы прогиба свободно лежащих на плоскости полос материала размерами 200 х 50 мм. Результа ты испытаний приведены в таблице 2 (средние значения величин для 10 образцов). кое прессование пакета слоев исходныхматериалов по известному и предложенному способам осуществляют по описаннойметодике (см. пример осуществлении способа). Расчетную разность толшин пленокопределяют как отношение объема пор ткани в пределах контурной площади прессования к величине этой плошади. В таблице 3 приведены данные оценки свойств полученных образцов слоистого материала по параметру "скручиваемость".6")557 О 10 Табл ица Э Пропитка ткани суспензией фторопласта Ф-ЭМПрессование ткани между пленками Ф-ЭМ толшиной 30 мкм каждая. Подвод тепла с 32.двух сторон пакета Прессование непропитанной ткани между пленками ф-ЭМ толшиной 100 и 30 мкм, Подвод тепла со стороны пленки 100 мкм Составитель А. КулаковаРедактор Н. Вирко Текред А. Богдан Корректор й, М .л ч. о Заказ 1430/12 Тираж 512 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР ио дедам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раущская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретенияСпособ получения слоистых армирован-ных термоппастов, включающий термическое прессование комплекта из двух слоев термопластичного полимера и расположенного между ними пористого слоя о т л ич а ю ш и й с я тем, что, с целью снижения скручиваемости слоистого материала и упрошения технологического процесса предварительное . формирование комплекта перед прессованием осуществляют из разнотолшннных полимерных слоев при разности их толщин, равной отношению объема пор в армируюшем наполнителе в пределах контурной плошади прессования к величине этой площади, и прессование осушествпяют при подводе4 тепла со стороны полимерного слоя большей толщины. Источники информации, принятые вовнимание прн экспертизе 1; Патент Великобритании % 1309318,клэ В 23 В 1508 э 1923 ф2, Патент США % 2955974,кл. 161-3 1960.3. Патент США % 3136680,клф 161 189 ф 1964.4, Патент Швеции Ъ 309494,кл. 39 в 22/10 1969.5, Патент США % 3791911,кл. 161-58 1974.6. Патент Франции % 2082793,кл. В 29 С, 1972.7. Патент США % 3687764,кп. 156-179, 1972.8, Патент США % 3725172,кл. В 32 В 31/00 1973.