Способ горячего отверждения профильных изделий

Союз Советскик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. В 29 С 25/00 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР по делам изобретениИ н открытий(71 Заявитель 54 СОВ ГОРЯЧЕГО ОТВЕРЖДЕНИЯОФИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ ния в формующей фильере также должноидти ускореннот.е. при повышеннойтемпературе, что не способствует повышению качества изделия 1).Наиболее близким техническим решением является способ, при которомстеклоровинг с катушек подается втрубу, куда одновременно подаетсясвязующее. Затем пропитанное волокнопроходит через отжимную Фильеру, сбрвсывающую избыток смолы. Далее волокно со связующим поступает в фильерупредварительной обработки, эа времяпрохождения которой материал нагревается в электрическом поле высокойчастоты до частичногоотверждения,сохраняя некоторую пластичность, Затем он попадает в формующую Фильеру,снабженную внешним обогревом. Окончательное отверждение происходит вФильере окончательной обработки засчет внутреннего тепла, полученногопри нагреве ТВЧ 2, Температура навнутренней поверхности фильеры окончательной обработки ниже, чем внутри поступающего материала, окончательное отверждение начинается изнутри, что способствует удалению газо"вых включений и несколько улучшаеткачество материала,1Изобретение относится к способу изготовления профильных иэделий из стеклопластиков.Наиболее производительным способом получения профильного стеклоплас тика является способ протяжки пропитанного полимерным связующим стеклоровинга через нагреваемую ФормуФильеру, в которой под действием тепла происходит отверждение полимер"10 ного связующего, и изделие приобретает заданную Форму поперечного сечения, соответствующую форме отверстия в Фильере. Параметры режима отверждения оказывают существенное 15 влияние на свойства полимерного связующего и стеклопластика.Известны способы протяжки, при которых с целью ускорения процесса протяжки профиль перед входом в Фор мующую Фильеру предварительно нагревают в электрическом поле высокой частоты до температуры, близкой к температуре отверждения и затем отверждают в нагреваемой электрическим 25 током или циркулирующим маслом металлической фильере. Прогрев профиля в электрическом поле происходит ускоренно, следовательно, чтобы не .снизить скорость процесса отвержде.122 13 14 15 16 17 18 124 390 120 211 121 120 209 420 450 205 204 480 510 201 200 540 19 20 21 22 33 570 198 600 196 130 Однако, и при этом способе для поддержания высокой производительнос ти нагреваемая фильера должна иметь высокую температуру, что же касается ненагреваемой Фильеры окончатель ного отверждения, то поскольку полимеризация в этой фильере идет за счет экзотермического эффекта, . что температура внутри профиля будет не только выше, чем на внутренней поверхности фильеры, но и выше, ,чем в предыдущей нагреваемой фильере, а значит процесс будет идти и с повышением температуры, т.е. по обычной схеме, не устраняющей экзотермического температурного пика.Цель изобретения - улучшение качества электрической прочности изделия при одновременном сохранении высокой производительности процесса.Цель достигается тем, что отверждение ведут в три этапа: первый этап полимеризации связующего до периода окончания гелеобразования ведут при повышенной температуре 180-200 фС, т.е.скоренно, затем профиль резко охлаж-.дают до температуры отверждения ина третьем этапе.полимериэации отвеждение ведут при данной пониженнойтемпературе также ускоренно за счетестественного ускорения реакции после гелеобразования. Способпригодейдля любого типа термореактивныхкомпозиций, процесс полимеризациикоторых проходит однотипно и отличается только температурой и временем гелеобразования и отверждения,На фиг. 1, 2, 3 приведены граФикаотверждения эпоксидного связующегомарки ЭМТследующего состава,масс.ч.: смола ЭД-. 100, отвердитель ИМТГГФА 80, ускоритель нафталенбензимидазол 3,Исходные данные для построенияграфиков приведены в таблице: ЭД эпоксидная диановая смола; ИМТГФА -изометилтетрагидрофталевый ангидрид. 123 124 125 125 127 127 128 129 130 130 130764990 Продолжение таблицы 131 24 132 25 26 130 129 27 28 128 29 126 30 Иэ графиков нидно, что если при температуре окружающей среды (Фильеф ры) 180 ОС (Фиг. 1) отверждение происходит на 5 мин, то при 120 С (Фиг. 2) отверждение происходит эа 25 мин, т.ев 5 раз медленнее, но пик температуры, вызванный экзотермическим эффектом, здесь значительно ниже, что положительно сказывается на свойствах полимера и готоного изделияНа фиг. 3 представлен график отверждения того же связующего по предлагаемому способу при температурев первой зоне 180 С, во второй 15 Со о(воздушное или водяное охлаждение)и в третьей зоне 120 ОС. На первомэтапе, когда профиль поступает в зону с .температурой 1800 СФ процесс полимериэации идет в соответствиисграфиком фиг. 1. Через 3-4 мин,когда температура связующего находится внутри отрезка А-В (179-188 С)она кривой отверждения, и процессгелеобраэонания завершается, чтовидно по увеличению подъема кривойна графике, профиль попадает во вторую охлаждаемую зону, где происходит его быстрое охлаждение до 120 С,Это замедЛяет реакцию, не позволяяразвиться высокой температуре.Пройдя вторую зону, профиль, вернееармирующий материал, пропитанный всееще неотвержденным связующим, попадает в третью зону с температурой120 С, где в Формующей Фильере ипроисходит отверждение связующегопри температурных параметрах соответствующих фиг. 2, но эа значительно более короткое время.Весь процесс отверждения заканчивается за время, равное времени отверждения при высокой температуре,т.е, 18 УС или несколько большее, но,при 120 фс,При необходимости поныщения полноты полимериэации проФиль, прошедший третью зону фильеры, может бытьподвергнут действию более высокойтемпературы, которое,. теперь уже неможет привести к экэотермическомуперегреву и связанным с ним отрицательным явлением.Преимуществом предлагаемого спосо ба является то, что благодаря принудительному отбору тепла в зоне охлаждения (вторая эона) устраняетсяперегрев сняэующего, вызываемый выделением большого количества тепла 35 при реакции после окончания гелеобразования. Отнерждение при пониженнойтемпературе (н третьей зоне) ведетсяс сохранением высокой скорости процесса достигнутой в первой - высокотемпе 7 40 ратурной зоне. Полученный при этомстеклопластик не имеет газовых включений, пор и трещин.Иэ.сравнительных испытаний наэлектрическую прочность видно, чтопрочность стеклопластика, изготовлен-ного по предлагаемому способу, равна41,4 кВэфф/см, что значительно нышепрочности стеклопластика, изготовленного по изнестному (высокотемпературному) способу и ранкой 25,5 квэфф/см.50 Таким образом, предлагаемый способ сочетает в себе преимущества отверждения при высоких температурахвысокую скорость отверждения принизких температурах - высокое качест во изделия и позволяет получить бездефектный стеклопластик или другойармированный полимерный материал сповышенными электрическими и меха"ническими свойствами за счет отверждения при пониженной температуре приодновременном сохранении высокойпроизнодительности процессаФормула изобретенияСпособ горячего отверждения проФильных иэделий на основе эпоксидного764990 ЕГО 80 б 15 ь ГО е связующего и стекловолокнистого наполнителя, отличающийся тем, что, с целью повышения электри" ческой прочности изделия при одновременном сохранении высокой производительности, отверждение ведут в три этапа, на первом из которых осу ществляют интенсивный нагрев изделия нри 180-200 фС до периода окончания процесса гелеобраэования в связую,щем, на втором этапе изделие резко охлаждают до заданной температурыотверждения и на третьем этапе окончательно отверждают при заданнойтемпературе отверждения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Р 3674601,кл. 156-360, опублик. 04.07.72,2. Патент Франции У 2166421,кл. Р 01 Р 11/00, опублик. 17.08.73.