СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА В ВИДЕ «СЭНДВИЧ»-СТРУКТУРЫ Российский патент 2023 года по МПК B29C65/02 B29C70/08 B32B5/02 

Описание патента на изобретение RU2804425C2

Данное изобретение относится к области изделий из композиционного материала или композиционных материалов. Изделия из композиционных материалов, означают такие изделия, которые могут содержать смоляную матрицу, состоящую из полимерного материала, в частности, термопластичного или термореактивного материала. Такая матрица может быть армирована материалом, который может характеризоваться температурой плавления, более высокой, чем температура плавления полимерного материала. Термин «ФАП», как правило, означает «фиброармированный пластик».

С учетом массы материала, композиционные материалы типа ФАП обладают высокой стойкостью к механическим воздействиям. Они также обладают очень высокой коррозионной стойкостью. Они обладают свойствами, превосходящими свойства взятых в отдельности компонентов. Они позволяют, в особенности в области автомобилестроения или авиации, снижать вес частей, традиционно выполняемых из стали. Они также обладают высокой стойкостью к усталости.

Армирующие наполнители композиционного материала могут быть получены различными способами: посредством добавления минеральных волокон, диспергированных в матрице, посредством применения несущей конструкции, изготовленной из стали или синтетического материала, посредством применения ткани из армирующего волокна, посредством применения нетканых армирующих полотен или матов, или других изделий, полученных с помощью способов текстильного производства.

Армирующие наполнители из ткани могут характеризоваться плоской структурой и могут образовываться из текстильной нити утка и текстильной нити основы, пересекающихся и переплетающихся перпендикулярно друг другу. Их изготовление может потребовать применения отдельной бобины для основной нити.

В последнее время применение нашли вязаные армирующие наполнители. Термин «вязаные армирующие наполнители» может означать изделие, как правило, получаемое из неразрывной текстильной нити, в котором указанная текстильная нить образует переплетенный сетчатый материал, составленный из последовательных петельных рядов. Производство традиционного вязаного полотна требует только наличия бобины с текстильной нитью для получения сетчатого материала.

Указанная текстильная нить может быть монофиламентного или мультифиламентного типа. Мультифиламентная текстильная нить может представлять собой текстильную ровницу (то есть набор параллельных неразрывных элементарных нитей, собранных вместе без скрутки), спряденную нить (то есть набор коротких штапельных волокон, собранных вместе со скруткой). Текстильная нить может также представлять собой сборное изделие из нескольких текстильных нитей или элементарных нитей различных материалов. Такое сборное изделие может быть получено в результате кручения, сворачивания. В результате можно создавать текстильную нить, содержащую полимерный материал и армирующий материал. Например, нить армирующего наполнителя можно собирать из нитей арамида, углерода, стекловолокна и термопластичного материала (то есть полипропилена, поликарбоната, полиэфиримида (ПЭИ)). В результате такой тип текстильной нити может называться комбинированной нитью.

Вязание комбинированной нити такого типа позволяет получать преформу, содержащую как армирующий наполнитель, так и матрицу. Для такой преформы используют название «сухая», в отличие от предварительно пропитанного тягучей и клейкой смолой материала, известного под названием «препрег».

Также можно создавать изделия в виде «сэндвич»-структуры, которая может содержать два внешних слоя, или облицовочные слои, из композиционного материала ФАП-типа, и центральную часть или внутренний слой из более легкого материала типа пенопласта или ячеистого материала с сотовой структурой. Благодаря конструкции, выполненной в виде «сэндвич»-структуры, при равных значениях массы в таких изделиях могут быть достигнуты значительно более высокие технические характеристики.

Пропитка облицовочных слоев и их связывание с внутренним слоем могут оказывать влияние на окончательные свойства композиционной «сэндвич»-структуры. Надлежащая пропитка облицовочных слоев обычно требует достижения монолитности в несколько этапов; что расходует время и ресурсы. Это особенно характерно для случая, когда готовое изделие имеет сложную 3-мерную форму.

Традиционные способы получения «сэндвич»-структуры могут, как правило, включать следующие этапы:

создание внешних слоев с применением облицовочных слоев, предварительно пропитанных полимерным материалом;

совмещение внешних слоев с каждой стороной внутреннего слоя, например, с сотовой или пенистой структурой;

достижение монолитности внешних слоев для поддержки плавления полимерного материала с одновременным соединением всех слоев с внутренним слоем.

В зависимости от толщины облицовочных слоев может потребоваться укладка их друг на друга в несколько листов. Затем может потребоваться несколько циклов отверждения для достижения надлежащей монолитности листов ткани в каждом облицовочном слое и высокой степени адгезии между облицовочными слоями и внутренним слоем. В таком типе способа изготовления внутренний слой «сэндвич»-структуры может быть намеренно выбран для того, чтобы удерживать внешние слои от отверждения. В некоторых случаях было обнаружено, что оно замедляется при приложении температуры и давления. Например, было замечено, что внутренние слои на основе пенопласта могут прогибаться или усаживаться во время такой обработки.

Кроме того, также оказалось, что во время отверждения полимерный материал может затекать в ячейки сотовой структуры.

В документе EP 0 770 472 A1 приведен способ изготовления «сэндвич»-панели из композиционного материала с внутренним слоем, образованным из открытопористой структуры, и облицовочных слоев, образованных из волокон и смолы. Для избегания перехода расплавленной смолы в открытые поры внутреннего слоя в документе предлагается размещение водонепроницаемой мембраны и клеевой пленки между облицовочными слоями и внутренним слоем. После закрытия литьевой формы в одном термическом цикле возможно полимеризовать клей и затем под давлением впрыскивать в волокна смолу, и в результате осуществить полимеризацию смолы.

В то же время такой способ характеризуется недостатком, который заключается в необходимости применения нескольких слоев и, в особенности, водонепроницаемой мембраны. Это увеличивает стоимость готового изделия.

В документе EP 1 086 801 A1 приводится способ изготовления «сэндвич»-панели с помощью впрыскивания смолы под давлением, литьевого прессования (ЛП). Для избегания заполнения сотовой структуры в данном способе требуется установка в литьевой форме пленки из вспучивающегося материала и тканевого барьера на каждой из сторон внутреннего слоя.

В способе согласно данному изобретению для формирования указанных внешних слоев применяется вставка из термостойкого материала, заменяющая указанный внутренний слой, и происходит замещение указанной вставки указанным внутренним слоем после достижении монолитности указанных внешних слоев. Затем остается только выполнить термообработку для соединения указанных внешних слоев с указанным внутренним слоем.

Согласно первому варианту реализации способ согласно данному изобретению может включать следующие этапы:

Реализацию внешних слоев или предварительно пропитанных облицовочных слоев, например, из вязаных или тканых нитей, которые могут содержать полимерный материал и армирующий материал;

Совмещение в литьевой форме внешнего слоя, вставки из термостойкого материала и второго внешнего слоя;

Формование облицовочных слоев посредством отверждения при температуре и давлении, которые могут позволить осуществлять достижение монолитности и гомогенизации полимерного материала, не достигая при этом температуры плавления армирующего материала;

Удаление указанной вставки и внесение указанного внутреннего слоя «сэндвич»-структуры, например, из пенопласта или сотового материала, между 2-мя предварительно сформованными облицовочными слоями;

Отверждение сборного изделия при температуре, поддерживающей адгезию между указанными внешними слоями и указанным внутренним слоем «сэндвич»-структуры.

Согласно другому варианту реализации изобретения указанные облицовочные слои могут быть изготовлены из ткани армирующего материала, а указанный полимерный материал может быть получен литьем под давлением.

Указанный способ в результате может включать следующие этапы:

Совмещение в литьевой форме ткани армирующего наполнителя, вставки из термостойкого материала и затем второй ткани армирующего наполнителя;

Впрыскивание смолы;

Удаление указанной вставки и внесение указанного внутреннего слоя «сэндвич»-структуры, например из пенопласта или сотового материала, между 2-мя предварительно сформованными облицовочными слоями;

Отверждение всего изделия при температуре, поддерживающей адгезию между указанными внешними слоями и указанным внутренним слоем «сэндвич»-структуры.

Указанная вставка может являться жесткой или нет. В частности, она может представлять собой силикон.

В некоторых вариантах реализации изобретения она может увеличиваться с ростом температуры. Это может позволить увеличивать степень сжатия в процессе достижения монолитности.

Указанная вставка может придавать готовому изделию определенную форму, такую как, например, скошенная форма.

В некоторых вариантах реализации изобретения между внутренней частью «сэндвич»-структуры и указанными внешними слоями может быть вставлен клеевой слой. Такой клеевой слой может представлять собой жидкий клей, клейкую пленку или вязаную преформу, содержащую термопластичные волокна.

Указанные внешние слои могут быть аналогичными или разными.

Для получения надлежащего преимущества от применения «сэндвич»-структуры толщина указанного внутреннего слоя может в целом составлять по меньшей мере около 2 мм и не более чем около 50 мм, предпочтительно по меньшей мере около 3 мм и не более чем около 40 мм, и более предпочтительно по меньшей мере около 5 мм и не более чем около 25 мм, а толщина указанного облицовочного слоя может составлять по меньшей мере около 0,2 мм и не более чем около 5 мм, предпочтительно по меньшей мере около 0,4 мм и не более чем около 2 мм, и более предпочтительно по меньшей мере около 0,5 мм и не более чем около 1 мм.

Целью данного изобретения может являться создание альтернативного способа изготовления «сэндвич»-структуры, в частности, создание альтернативного способа изготовления, в котором выбор материала внутренней части указанной «сэндвич»-структуры не был бы связан с выбором материала внешних слоев.

Полимерный материал может содержать термопластичные материалы, такие как, например, поликарбонат (ПК), полиэфиримид (ПЭИ), полипропилен (ПП), поли(этилентерефталат) (ПЭТФ), полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) или термореактивные материалы, такие как, например, эпоксид, цианатный сложный эфир, фенольная смола, сложный полиэфир.

Армирующий материал может содержать синтетические материалы, такие как пара-арамид, полипропилен, природные материалы, такие как лен, неорганические материалы, такие как стекло, кварц, углерод, базальт, металл.

Способ согласно данному изобретению показал особое преимущество, заключающееся в том, что в результате может быть получена возможность не связывать выбор типа внутреннего слоя указанной «сэндвич»-структуры с выбором способа трансформирования. Способ согласно данному изобретению может создавать возможность выполнения надлежащей пропитки указанных внешних слоев.

Возможны многие различные аспекты и варианты реализации изобретения. Некоторые из таких аспектов и вариантов реализации изобретения описаны в данном документе. После прочтения этого описания специалистам в данной области техники будет понятно, что такие аспекты и варианты реализации изобретения являются только иллюстративными и не ограничивают объем данного изобретения. Варианты реализации изобретения могут соответствовать любому одному или нескольким вариантам реализации изобретения, перечисленным ниже.

Вариант 1 реализации изобретения. Способ изготовления изделия из композиционного материала в виде «сэндвич»-структуры, содержащего два внешних слоя и внутренний слой, при этом указанные внешние слои содержат матрицу из фиброармированного полимерного материала, причем указанный полимерный материал характеризуется температурой плавления ниже температуры плавления материала, из которого состоят волокна; при этом указанный способ отличается тем, что в нем используется вставка, состоящая из материала, характеризующегося температурой плавления, более высокой, чем температура плавления указанного полимерного материала, создающего монолитность указанных внешних слоев; причем указанную вставку впоследствии заменяют указанным внутренним слоем «сэндвич»-структуры, при этом сборное изделие подвергают последующей обработке с достижением монолитности для соединения указанных внешних слоев с указанным внутренним слоем.

Вариант 2 реализации изобретения. Способ согласно варианту 1 реализации изобретения, отличающийся тем, что включает следующие этапы: создание преформ, образованных из фиброармированного полимерного материала, предназначенного для формирования указанных внешних слоев «сэндвич»-структуры, совмещение в литьевой форме первой преформы, указанной вставки и второй преформы, достижение монолитности указанных преформ для получения указанных внешних слоев посредством нагрева и повышения давления с достижением температуры плавления указанного полимерного материала, не достигая при этом температуры плавления указанного армирующего материала или материала указанной вставки, удаление указанной вставки, отделение указанных внешних слоев и внесение указанного внутреннего слоя «сэндвич»-структуры, термообработку для склеивания указанных внешних слоев с указанным внутренним слоем, охлаждение полученного в результате изделия.

Вариант 3 реализации изобретения. Способ согласно варианту 2 реализации изобретения, отличающийся тем, что указанные преформы получают с применением предварительно пропитанных полимерной смолой тканей.

Вариант 4 реализации изобретения. Способ согласно варианту 2 реализации изобретения, отличающийся тем, что указанные преформы получают посредством вязания текстильной нити, содержащей армирующий материал и полимерный материал.

Вариант 5 реализации изобретения. Способ согласно варианту 2 реализации изобретения, отличающийся тем, что в местах, предназначенных для формирования области без внутреннего слоя, между указанными преформами добавляют разделительный слой.

Вариант 6 реализации изобретения. Способ согласно варианту 1 реализации изобретения, отличающийся тем, что включает следующие этапы: совмещение в литьевой форме ткани или вязаного полотна из армирующего материала, указанной вставки и второй ткани или вязаного полотна из армирующего материала; впрыскивание смолы полимерного материала при воздействии давления и температуры; удаление указанной вставки и внесение указанного внутреннего слоя «сэндвич»-структуры; отверждение с достижением монолитности для склеивания указанных внешних слоев с указанным внутренним слоем «сэндвич»-структуры, охлаждение полученного в результате изделия.

Вариант 7 реализации изобретения. Способ согласно варианту 1 реализации изобретения, отличающийся тем, что указанная вставка выполнена из силикона.

Вариант 8 реализации изобретения. Способ согласно варианту 1 реализации изобретения, отличающийся тем, что указанный армирующий материал выбран из стеклянных, углеродных и арамидных волокон.

Вариант 9 реализации изобретения. Способ согласно варианту 1 реализации изобретения, отличающийся тем, что указанный полимерный материал является термопластичным, в частности выбранным из поликарбоната (ПК), полиэфиримида (ПЭИ), полипропилена (ПП), поли(этилентерефталата) (ПЭТФ), полиэфирэфиркетона (ПЭЭК).

Вариант 10 реализации изобретения. Способ согласно варианту 1 реализации изобретения, отличающийся тем, что указанный полимерный материал является термореактивным, в частности выбранным из эпоксида, цианатного сложного эфира, фенольной смолы и сложного полиэфира.

Вариант 11 реализации изобретения. Способ согласно варианту 1 реализации изобретения, отличающийся тем, что указанный внутренний слой «сэндвич»-структуры состоит из ячеистого материала с сотовой структурой.

Вариант 12 реализации изобретения. Способ согласно варианту 1 реализации изобретения, отличающийся тем, что толщина указанного внутреннего слоя составляет по меньшей мере около 2 мм и не более чем около 50 мм.

Вариант 13 реализации изобретения. Способ согласно варианту 1 реализации изобретения, отличающийся тем, что толщина каждого из указанных внешних слоев составляет по меньшей мере около 0,2 мм и не более чем около 5 мм.

Данное изобретение неограничивающим образом иллюстрируют нижеследующие примеры.

ПРИМЕРЫ

ПРИМЕР 1

Несколько «препрегов» из пропитанной цианатным сложным эфиром ткани из углеродного волокна складывают в стальной литьевой форме для образования первого облицовочного слоя «сэндвич»-структуры.

На ткани устанавливают жесткую вставку (например, из бруска Teflon® в несколько миллиметров).

Второй облицовочный слой «сэндвич»-структуры получают посредством складывания нескольких «препреговых» тканей на жесткой вставке.

Покрытый тефлоном разделительный слой (из стекловолокна с ПТФЭ-покрытием) размещают в месте соединения между двумя облицовочными слоями. Место соединения представляет собой участок, на котором облицовочные слои соединяются, покрывая область внутреннего слоя.

Литьевую форму закрывают подвижной полуформой.

Монолитность облицовочных слоев достигают с помощью термообработки в вакууме при температурах около 180-220 °C в течение нескольких часов.

Сборное изделие охлаждают в естественных условиях и вставку удаляют.

На каждую из поверхностей, предназначенных для соприкосновения с внутренним слоем, наносят высокотермостойкий клей.

На место вставки вносят внутренний слой из материала типа пенопласта на основе полиимида (приблизительная плотность составляет 50 кг/м3).

Затем для достижения монолитности всей «сэндвич»-структуры выполняют ее окончательную обработку в вакууме при температурах около 90-120 °С, что обеспечивает высокую степень адгезии между облицовочными слоями и внутренним слоем.

ПРИМЕР 2

Первый облицовочный слой формируют из нескольких непропитанных армирующих тканей из углеродных волокон, устанавливаемых друг на друга в стальной литейной форме.

На ткани устанавливают мягкую вставку (силиконовую пластину толщиной несколько миллиметров).

Второй облицовочный слой формируют из ткани того же типа, устанавливаемой на вставке.

Литьевую форму закрывают стальной полуформой.

Цианатную сложноэфирную смолу впрыскивают с помощью известного способа ЛП-типа при температуре между 80 °C и 120 °C и давлении от 10 бар до 15 бар.

Термообработку продолжают в течение 4 часов.

Литьевую форму охлаждают в естественных условиях, затем вставку удаляют, и облицовочные слои разделяют посредством удаления разделительного слоя.

Очень тонкий слой цианатной сложноэфирной смолы добавляют в облицовочные слои (на поверхности, предназначенные для соприкосновения с сотовой структурой).

Между двумя облицовочными слоями вместо вставки вносят сотовый внутренний слой с образованием «сэндвич»-структуры.

Для соединения облицовочных слоев с внутренним слоем выполняют термообробатку (180-200 °C) всей «сэндвич»-структуры в вакууме в течение 4 часов.

ПРИМЕР 3

Вязаное полотно получают с применением комбинированной нити, содержащей стекловолокна и термопластичные волокна.

Такое вязаное полотно устанавливают в стальной литьевой форме для формирования первого облицовочного слоя.

Вставку из материала, расширяющегося под действием температуры, устанавливают на вязаном полотне.

Второе вязаное полотно аналогичного типа устанавливают на вставке для формирования второго облицовочного слоя.

Покрытый тефлоном разделительный слой (из стекловолокна с ПТФЭ-покрытием) размещают в месте соединения между двумя облицовочными слоями. Место соединения представляет собой участок, на котором облицовочные слои соединяются, покрывая область внутреннего слоя.

Покрытый тефлоном разделительный слой размещают в месте соединения между двумя облицовочными слоями.

Литьевую форму закрывают стальной полуформой.

Достижение монолитности облицовочных слоев осуществляют с помощью термообработки при температуре 200-250 °C и давлении от 3 бар до 10 бар в течение нескольких десятков минут.

Литьевую форму охлаждают в естественных условиях, затем вставку удаляют, и облицовочные слои разделяют посредством удаления разделительного слоя.

Вязаную преформу из термопластичной нити устанавливают на каждой стороне внутреннего слоя для формирования соединительного слоя между внутренним слоем и облицовочными слоями «сэндвич»-структуры.

Между двумя облицовочными слоями вместо вставки вносят сотовый внутренний слой и вязаные преформы с образованием «сэндвич»-структуры.

Для соединения облицовочных слоев с внутренним слоем выполняют термообробатку (200-250 °C) всей «сэндвич»-структуры в вакууме в течение нескольких часов.

ПРИМЕР 4

Вязаное полотно получают с применением комбинированной нити, содержащей стекловолокна и термопластичные волокна.

Такое вязаное полотно устанавливают в стальной литьевой форме для формирования первого облицовочного слоя.

Жесткую вставку из материала, расширяющегося под действием температуры, устанавливают на вязаном полотне.

Второе вязаное полотно аналогичного типа устанавливают на вставке для формирования второго облицовочного слоя.

Покрытый тефлоном разделительный слой размещают в месте соединения между двумя облицовочными слоями.

Литьевую форму закрывают стальной полуформой.

Достижение монолитности облицовочных слоев осуществляют с помощью термообработки при температуре 200-250 °C и давлении от 3 бар до 10 бар в течение нескольких десятков минут.

Литьевую форму охлаждают в естественных условиях, затем вставку удаляют, и облицовочные слои разделяют посредством удаления разделительного слоя.

Между двумя облицовочными слоями вместо вставки в качестве внутреннего слоя впрыскивают расширяющийся пенопласт на основе эпоксида.

Для связывания облицовочных слоев с внутренним слоем выполняют термообробатку (65-120 °C) всей «сэндвич»-структуры в вакууме в течение нескольких часов.

ПРИМЕР 5

Вязаное полотно получают с применением комбинированной нити, содержащей стекловолокна и термопластичные волокна.

Первое вязаное полотно складывают над силиконовым уплотнением, и сборное изделие устанавливают в первой стальной литьевой форме для получения монолитного внешнего облицовочного слоя. Литьевую форму закрывают и создают вакуум. Литьевую форму подвергают воздействию давления (от 3 бар до 10 бар) и быстро нагревают с помощью индукционного нагрева до температур от 200 °С до 250 °С. Температуру выдерживают в течение нескольких минут. После охлаждения уплотнение удаляют и в результате получают первый облицовочный слой.

Второй облицовочный слой (внутренний облицовочный слой), как и первый, выполняют аналогичным образом во второй литьевой форме.

В инструментальной оснастке, применяемой для получения монолитного внешнего облицовочного слоя, последовательно устанавливают следующие элементы: уже монолитный наружный облицовочный слой, пленку на основе эпоксида или жидкого клея, сотовую структуру, уже монолитный внутренний облицовочный слой конечного композиционного изделия.

Силиконовое уплотнение, применяемое для получения монолитного внешнего облицовочного слоя, помещают на место и литьевую форму закрывают. Для соединения облицовочных слоев с внутренним слоем создают максимально возможный вакуум и сборное изделие нагревают до температур 65-120 °С в течение нескольких часов (нагреванием в печи).

Похожие патенты RU2804425C2

название год авторы номер документа
ПОДГОТОВКА КОМПОЗИТНОГО МАТЕРИАЛА, СОДЕРЖАЩЕГО РАЗЛИЧНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОБЛАСТИ 2020
  • Мао, Гаетан
  • Думонт, Николас
RU2782809C1
ПРОШИТОЕ МУЛЬТИАКСИАЛЬНОЕ МНОГОСЛОЙНОЕ НЕТКАНОЕ ПОЛОТНО 2011
  • Воккатц Ронни
RU2555688C2
КЛЕЕНЫЕ КОМПОЗИТНЫЕ СЕТЧАТЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ ТЕКСТИЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 1996
  • Питер Эдвард Стивенсон
  • Джеффри В. Брунер
RU2147051C1
Способ изготовления преформы на основе водорастворимой подложки для лопаток компрессора 2018
  • Орлов Максим Андреевич
  • Поликарпова Ирина Александровна
  • Калинников Александр Николаевич
  • Нелюб Владимир Александрович
  • Бородулин Алексей Сергеевич
  • Буянов Иван Андреевич
RU2719171C1
МНОГОКОМПОНЕНТНАЯ КОМПЛЕКСНАЯ АРМИРУЮЩАЯ НИТЬ 2014
  • Кулешов Дмитрий Владимирович
RU2569839C1
АРМИРОВАННЫЙ ТЕХНОПРОФИЛЬ МНОГОСЛОЙНЫЙ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2010
  • Игнатьев Николай Якимович
RU2473756C2
Способ получения высокотемпературного композиционного материала 2022
  • Людоговский Петр Леонидович
  • Михайлов Сергей Анатольевич
  • Клейн Николай Владимирович
  • Портнов Андрей Сергеевич
  • Фамильцев Михаил Олегович
  • Кепман Алексей Валерьевич
  • Бабкин Александр Владимирович
  • Авдеев Виктор Васильевич
RU2784939C1
ТЕРМОПЛАСТИЧНАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 1994
  • Яковлев Константин Викторович[Ua]
RU2089569C1
СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДВОЙНОГО ВАКУУМНОГО ПАКЕТА 2014
  • Артемьев Андрей Вячеславович
  • Трофимова Мария Владимировна
RU2579380C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ПРОДУКТА 2020
  • Мао, Гаетан
  • Думонт, Николас
RU2795576C2

Реферат патента 2023 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА В ВИДЕ «СЭНДВИЧ»-СТРУКТУРЫ

Изобретение относится к области получения изделий из композиционных материалов. Способ изготовления изделия из композиционного материала в виде «сэндвич»-структуры включает создание преформ, совмещение в литьевой форме первой преформы, вставки и второй преформы, достижение монолитности указанных преформ для получения указанных внешних слоев посредством нагрева и повышения давления. Затем удаляют вставку, отделяют внешние слои и вносят внутренний слой «сэндвич»-структуры. Причем на каждой стороне внутреннего слоя установлена вязаная преформа. Затем осуществляют термообработку для склеивания указанных внешних слоев с указанным внутренним слоем, причем вязаная преформа внутреннего слоя формирует соединительный слой между внутренним слоем и облицовочным слоем, и охлаждение изделия. При этом преформы получают с применением предварительно пропитанных полимерной смолой тканей или посредством вязания текстильной нити, содержащей армирующий материал и полимерный материал. Техническим результатом является обеспечение высокой степени адгезии между слоями изделия. 8 з.п. ф-лы, 5 пр.

Формула изобретения RU 2 804 425 C2

1. Способ изготовления изделия из композиционного материала в виде «сэндвич»-структуры, в котором изделие из композиционного материала в виде «сэндвич»-структуры содержит два внешних слоя и внутренний слой, при этом указанные внешние слои содержат матрицу из фиброармированного полимерного материала, причем указанный полимерный материал характеризуется температурой плавления ниже температуры плавления материала, из которого состоят волокна;

при этом указанный способ отличается тем, что в нем используется вставка, состоящая из материала, характеризующегося температурой плавления, более высокой, чем температура плавления указанного полимерного материала, создающего монолитность указанных внешних слоев;

причем указанная вставка выполнена из силикона; и

причем указанную вставку впоследствии заменяют указанным внутренним слоем «сэндвич»-структуры, при этом сборное изделие подвергают последующей обработке с достижением монолитности для соединения указанных внешних слоев с указанным внутренним слоем, причем указанный способ отличается тем, что включает следующие этапы:

создание преформ, образованных из фиброармированного полимерного материала, предназначенного для формирования указанных внешних слоев «сэндвич»-структуры,

совмещение в литьевой форме первой преформы, указанной вставки и второй преформы,

достижение монолитности указанных преформ для получения указанных внешних слоев посредством нагрева и повышения давления с достижением температуры плавления указанного полимерного материала, не достигая при этом температуры плавления указанного армирующего материала или материала указанной вставки, причем на каждой стороне внутреннего слоя установлена вязаная преформа,

удаление указанной вставки, отделение указанных внешних слоев и внесение указанного внутреннего слоя «сэндвич»-структуры,

термообработку для склеивания указанных внешних слоев с указанным внутренним слоем, причем вязаная преформа внутреннего слоя формирует соединительный слой между внутренним слоем и облицовочным слоем,

охлаждение полученного в результате изделия, причем

указанные преформы получают с применением предварительно пропитанных полимерной смолой тканей или указанные преформы получают посредством вязания текстильной нити, содержащей армирующий материал и полимерный материал.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в местах, предназначенных для формирования области без внутреннего слоя, между указанными преформами добавляют разделительный слой.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что включает следующие этапы:

совмещение в литьевой форме ткани или вязаного полотна из армирующего материала, указанной вставки и второй ткани или вязаного полотна из армирующего материала;

впрыскивание смолы полимерного материала при воздействии давления и температуры;

удаление указанной вставки и внесение указанного внутреннего слоя «сэндвич»-структуры;

отверждение с достижением монолитности для склеивания указанных внешних слоев с указанным внутренним слоем «сэндвич»-структуры;

охлаждение полученного в результате изделия.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный армирующий материал выбран из стеклянных, углеродных и арамидных волокон.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный полимерный материал является термопластичным, в частности выбранным из поликарбоната (ПК), полиэфиримида (ПЭИ), полипропилена (ПП), поли(этилентерефталата) (ПЭТФ), полиэфирэфиркетона (ПЭЭК).

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный полимерный материал является термореактивным, в частности выбранным из эпоксида, цианатного сложного эфира, фенольной смолы и сложного полиэфира.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный внутренний слой «сэндвич»-структуры состоит из ячеистого материала с сотовой структурой.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что толщина указанного внутреннего слоя составляет по меньшей мере около 2 мм и не более чем около 50 мм.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что толщина каждого из указанных внешних слоев составляет по меньшей мере около 0,2 мм и не более чем около 5 мм.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2804425C2

Способ выявления микобактерий туберкулеза Центрально-Азиатского эпидемического кластера генотипа Beijing 2019
  • Мокроусов Игорь Владиславович
  • Шитиков Егор Александрович
  • Вязовая Анна Александровна
  • Скиба Юрий Александрович
  • Малахова Майя Владимировна
  • Беспятых Юлия Андреевна
  • Соловьева Наталья Сергеевна
  • Журавлев Вячеслав Юрьевич
RU2735415C1
ПАНЕЛЬ ТИПА СЭНДВИЧА 2011
  • Мортимер Стив
  • Легофф Эмили
  • Жермен Бертран
  • Казалиджи Клеман
  • Лафарг Сара
RU2545370C2
WO 2017103669 A1, 22.06.2017
US 2015327819 A1, 19.11.2015
US 2014138872 A1, 22.05.2014.

RU 2 804 425 C2

Авторы

Мао, Гаетан

Думонт, Николас

Даты

2023-09-29Публикация

2019-12-16Подача