СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВОЙ ТРУБКИ Российский патент 2000 года по МПК B29C53/56 B29D23/00 

Изобретение относится к технологии изготовления трубчатых изделий малого сечения из стеклопластика методом ручной /накатки/ или механизированной намотки, которые могут быть использованы в различных областях промышленности, в частности в электроэнергетике, для изготовления изолирующих частей защитных средств для работы на электроустановках с напряжением от 0,4 до 220 кВт и выше.

Известен способ изготовления полых армированных пластиковых секций для удилищ путем намотки /навивки/ стеклоткани, пропитанной смолой, на металлический дорн /ГДР, патент N51982, кл. 39 а³ 23/00, 1966 г./.

Известен также способ формования трубы путем намотки на оправку с натяжением листа волокон, пропитанных смолой так, что волокна ориентируются параллельно оси оправки и отверждения смолы при удерживании волокон под натяжением /Великобритания, заявка N1592578, 1981 г., B 29 D 23/00/.

Недостатком обоих известных технических решений является относительно высокая нестабильность электрической прочности пластиковых триб в силу слоистой микропористой структуры материала.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению относится способ изготовления стеклопластиковой трубки путем наматывания на оправку препрега на основе пропитанного стекловолокна и отверждения его при нагревании /Япония, заявка N59-46772, МКИ B 29 D 3/02, 1984 г. - прототип/.

К недостаткам прототипа относятся также высокая электрическая нестабильность диэлектрических параметров трубок, а также трудоемкость и неэкологичность процесса, связанная с необходимостью удаления обжимного целлофана мелким песком, шлифовкой и покрытием краской наружной поверхности изделия с целью удаления дефектов.

Задачей данного изобретения является устранение недостатков прототипа.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе изготовления стеклопластиковой трубки путем наматывания на оправку препрега на основе пропитанного стекловолокна и отверждения его при нагревании перед наматыванием препрег раскраивают по заданной схеме, подсушивают, а на полученную намоткой заготовку надевают термоусадочную трубку и проводят отверждение в два этапа: на первом этапе - при температуре 105-115^oC в течение 0,5-0,7 часа, на втором этапе - при температуре 140-150^oC в течение 0,7-2,0 часов.

При этом целесообразно осуществлять подсушку препрега при температуре 70-80^oC в течение 20-40 мин или при температуре окружающей среды в течение 0,5-2,0 суток.

Желательно перед намоткой препрега нагреть оправку до температуры 35-45^oC.

Кроме того, возможно использовать термоусадочную трубку разных цветов.

Стабилизация электрических свойств пластика обусловлена удалением летучих веществ на стадии подсушивания раскроенных мерных заготовок и на первом этапе отверждения изделия, благодаря чему получают композит с более однородной структурой. Осадка ТУТ на еще не полностью отвержденный пластик способствует достижению того же результата, предотвращая появление дефектов в виде пузырьков, раковин и т.п. внутри и снаружи изделия. Очевидно, что все это повышает качество изделия. Использование термоусадочной трубки намного упрощает технологический процесс, делает его экологически более чистым. Возможность применения ТУТ различных цветов придает изделиям декоративную привлекательность и различительную способность.

Примеры выполнения способа.

Пример 1.

Для изготовления стеклопластиковой трубки диаметром 30 мм, длиной 1000 мм, толщиной стенки 1,1 мм использовали препрег тканый /стеклоткань/ ТУ 6-48-62-90. Перед намоткой препрег раскроили на мерные заготовки, исходя из габаритов изделия. Мерные заготовки размещали для подсушки в термокамере с температурой 75^oC и выдерживали в ней в течение 30 мин. Намотку мерной заготовки на оправку осуществляли вручную на столе с резиновым покрытием. Перед этим оправку нагревали до температуры 40^oC и покрывали ее поверхность разделительным слоем - литолом. К оправке, размещенной на столе, приклеивали кромку мерной заготовки, скроенной по продольной образующей, а затем оправку прокатывали несколько раз по столу для получения заготовки трубки с ровной поверхностью /без гофр, вздутий и др. дефектов/. На полученную заготовку трубки надевали термоусадочную трубку /ТКТ/ - ТУ 95.1613.87. После этого трубку помещали в термокамеру для отверждения. На первом этапе отверждение проводили при температуре 110^oC в течение 0,6 часа для окончательного удаления оставшихся в препреге летучих веществ. На втором этапе отверждение проводили при температуре 145^oC в течение 1,3 часа с целью усадки ТУТ и окончательного последующего за этим отверждения стеклопластика. Полученное изделие снимали с оправки.

Пример 2.

Осуществляли аналогично примеру 1, но изготавливали трубку диаметром 50 мм, длиной 2000 мм, толщиной стенки 1,3 мм. Мерные заготовки подсушивали в термокамере при температуре 80^oC в течение 40 мин. Намотку данного длинномерного изделия осуществляли механизированным способом. При этом использовали известное устройство из трех валков, два из которых являются опорными, а третий - прижимным. В центре этого устройства находилась оправка. После приклеивания к оправке кромки мерной заготовки на эту кромку опускали с требуемым усилием прижимной валик, приводили во вращение оправку и осуществляли радиальную намотку до получения плотной заготовки трубки. На первом этапе отверждение проводили при температуре 115^oC в течение 0,7 часа, на втором этапе отверждение проводили при температуре 150^oC в течение 2 часов. Причем оправку перед намоткой нагревали до температуры 45^oC.

Пример 3.

Осуществляли аналогично примеру 1, но изготавливали трубку диаметром 8 мм, длиной 50 мм, толщиной 1,0 мм. Мерные заготовки препрега подсушивали при температуре окружающей среды /18^oC/. На первом этапе отверждение трубки проводили при температуре 105^oC в течение 0,5 часа, на втором этапе - при температуре 140^oC в течение 0,7 часа.

Таким образом, технический результат предлагаемого способа выражается в повышении стабильности диэлектрических свойств изделия, упрощении и повышении экологичности процесса, повышении качества изделия.

В способе изготовления стеклопластиковой трубки наматывают на оправку препрег на основе пропитанного стекловолокна и отверждают его при нагревании. Перед наматыванием препрег раскраивают по заданной схеме и подсушивают. На полученную намоткой заготовку надевают термоусадочную трубку. Проводят отверждение в два этапа: на первом этапе - при температуре 105-115°С в течение 0,5-0,7 часа, на втором этапе - при температуре 140-150°С в течение 0,7-2,0 часов. Подсушку препрега осуществляют при температуре 70-80^oС в течение 20-40 мин или при температуре окружающей среды в течение 0,5-2,0 суток. Перед наматыванием препрега оправку нагревают до температуры 35-45°С. Термоусадочную трубку используют разных цветов. Способ позволяет изготовить изделие со стабильными диэлектрическими свойствами высокого качества. Способ прост и экономичен. 3 з.п.ф-лы.

1. Способ изготовления стеклопластиковой трубки путем наматывания на оправку препрега на основе пропитанного стекловолокна и отверждения его при нагревании, отличающийся тем, что перед наматыванием препрег раскраивают по заданной схеме, подсушивают, а на полученную намоткой заготовку надевают термоусадочную трубку и проводят отверждение в два этапа: на первом этапе при температуре 105 - 115^oC в течение 0,5 - 0,7 ч, на втором этапе при температуре 140 - 150^oC в течение 0,7 - 2,0 ч. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подсушку препрега осуществляют при температуре 70 - 80^oC в течение 20 - 40 мин или при температуре окружающей среды в течение 0,5 - 2,0 суток. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед наматыванием препрега оправку нагревают до температуры 35 - 45^oC. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют термоусадочную трубку разных цветов.