Способ получения кремнеземной огнестойкой нити с фторопластовой пропиткой Российский патент 2024 года по МПК C03C25/16 C03C25/305 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу получения огнестойкой кремнеземной нити с фторопластовой пропиткой, которая может быть использована, например, в радиотехнической промышленности.

Изобретение может быть использовано на заводах по производству деталей радиотехнического назначения, антенных обтекателей, а также в производстве ракетно-космической техники и других областях.

Уровень техники

Известен способ получения кремнеземной нити (CN 102849965, кл. C03C25/30, опубл. 02.01.2013, реф. и абзацы 0028-0035 - аналог), включающий приготовление водного раствора PTFE - политетрафторэтилена (он же - тефлон или фторопласт), протягивание высококремнеземной нити через ванну с раствором PTFE с последующей термообработкой в печи при температуре 280°С в течение 1 часа. Способ включает две стадии пропитки высококремнезёмного волокна раствором PTFE с промежуточной сушкой и окончательной термообработкой, при которой образуется плёнка фторопласта на поверхности волокна.

Известен способ получения нити, покрытой сверхсорбентом (BY 6529 С1, кл. МПК D06M 15/263 и D06M 15/285, опубл. 30.09.2004 - аналог).

Нить может быть использована в кабелях оптических коммуникаций, в этом случае она функционирует одновременно как усиливающий элемент и как блокирующий воду агент.

Способ обеспечивает арамидную многоволоконную нить с превосходной водопоглощающей способностью без использования органических растворителей или избыточного количества воды.

Изобретение относится к способу получения нити, снабженной сверхабсорбирующим материалом.

Материал имеет степень набухания, по меньшей мере 60.

Материал имеет гидрофильные свойства и способен абсорбировать и удерживать воду.

Водный раствор, содержащий растворимый в воде предшественник сверхабсорбирующего материала, наносят на нить.

Нить сушат и нагревают для того, чтобы структурировать или полимеризовать растворимый в воде предшественник сверхабсорбирующего материала до превращения его в сверхабсорбирующий материал.

Таким образом, никакой сверхабсорбирующий материал больше не используют, а используют растворимый в воде предшественник.

Предшественник после термообработки полимеризуется или структурируется с образованием сверхабсорбирующего материала.

В этом процессе предусмотрена стадия, когда на нить наносят аппрет.

Полученное волокно должно иметь степень набухания более чем 60. Степень набухания является мерой количества воды, абсорбированной нитью, когда она контактирует с водой в жидкой форме.

Заявленный способ отличается от аналогов тем, что получение нити с фторопластовой пропиткой проводят в одну стадию, при этом используют суспензию фторопласта. Размотку нити и протягивание её через ванну с суспензией фторопласта проводят со скоростью 25-35 см/мин, перед протягиванием через ванну нить подогревают, после ванны нить проходит через полость калибра, где от нити отсекается лишняя суспензия, а после термообработки нить проходит по открытому участку и стабилизируется при комнатной температуре.

Для реализации способа получения огнестойкой кремнеземной нити с фторопластовой пропиткой за исходный материал была взята нить кремнеземная швейная безусадочная аппретированная К11С6-250-БА ТУ 5952-165-05786904-02 и фторопластовая суспензия Ф-4 ТУ 6-05-1246-81.

Исходная кремнеземная нить может применяться при длительных воздействиях высоких температур (1000°С длительно); для обмотки проводов, кабелей, термопар, работающих при высоких температурах и во влажных средах; в качестве швейной нити при изготовлении изделий из тканых и нетканых кремнеземных материалов и др.

Недостатками исходной нити являются:

- недостаточная механическая прочность нитей на разрыв;

- недостаточное скольжение нитей при сшивке;

- при сшивании нить утончается и «пушится».

Предлагаемое изобретение устраняет указанные выше недостатки.

Раскрытие сущности изобретения

Способ получения огнестойкой кремнеземной нити с фторопластовой пропиткой, включающий протягивание кремнеземной нити через ванну, содержащую фторопластовую суспензию, с последующей термообработкой в печи при температуре 280°С. Перед пропиткой кремнеземную нить устанавливают в оправку, с которой в дальнейшем происходит размотка нити с постоянной скоростью 25-35 см в минуту на каждом этапе производства, далее нить предварительно подогревается в печи тоннельного типа при температуре 180°С, после чего ее протягивают по направляющим роликам в ванну закрытого типа, наполненную фторопластовой суспензией, при этом на выходе нить проходит через полость калибра, где от нее отсекается лишняя суспензия фторопласта, далее после термообработки в печи происходит процесс стабилизации нити при комнатной температуре на открытом участке пропиточной установки, и с помощью электродвигателя, установленного в конце пропиточной установки, нить наматывают на втулку со скоростью 25-35 см в минуту.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение механической прочности получаемой кремнеземной нити при испытаниях на разрыв и уменьшение коэффициента трения.

Краткое описание чертежа

На Фиг. 1 показано:

Кремнеземная нить устанавливается в оправку 1 пропиточной установки.

Далее происходит размотка нити с постоянной скоростью 25-35 см в минуту на каждом этапе производства, и c помощью фторопластового направляющего ролика 2 нить переходит в печь тоннельного типа 3, где осуществляется предварительный подогрев нити при температуре 180°С.

После чего кремнеземная нить протягивается по коррозионностойким направляющим роликам 4 и опускается в ванную закрытого типа 5, наполненную фторопластовой суспензией.

На выходе из ванны закрытого типа 5 установлен калибр 6, при проходе через который от кремнеземной нити отсекается лишняя фторопластовая суспензия.

Далее кремнеземная нить поступает в печь отверждения 7, в которой при температуре 280°С она проходит термообработку, после чего на открытом участке установки длиной не менее 50 см происходит процесс стабилизации кремнеземной нити при комнатной температуре.

На заключительном этапе кремнеземная нить наматывается на втулку 8 при помощи электродвигателя 9, установленного в конце пропиточной установки.

Осуществление изобретения

Кремнеземная нить (за исходную нить была взята нить кремнеземная швейная безусадочная аппретированная К11С6-250-БА ТУ 5952-165-05786904-02 и фторопластовая суспензия Ф-4 ТУ 6-05-1246-81) устанавливается в оправку пропиточной установки, где происходит размотка нити с постоянной скоростью 25-35 см в минуту на каждом этапе производства, и c помощью направляющего ролика нить переходит в печь тоннельного типа, в которой осуществляется предварительный подогрев нити при температуре 180°С.

После чего кремнеземная нить протягивается по направляющим роликам и опускается в ванную закрытого типа, наполненную фторопластовой суспензией.

На выходе из ванны установлен калибр, при проходе через который от кремнеземной нити отсекается лишняя фторопластовая суспензия.

Далее кремнеземная нить поступает в печь отверждения, в которой при температуре 280°С она проходит термообработку, после чего на открытом участке установки длиной не менее 50 см происходит процесс стабилизации кремнеземной нити при комнатной температуре.

На заключительном этапе кремнеземная нить наматывается на втулку при помощи электродвигателя, установленного в конце пропиточной установки.

Для контроля механической прочности на разрыв из пропитанной кремнеземной нити были отобраны образцы длиной 220 мм на максимальном расстоянии 3 м один от другого.

При отборе образцов разматывание нити осуществлялось таким образом, чтобы исключить ее повреждение, образование замкнутых петель и значительное изменение в крутке.

Испытания по определению физико-механических свойств проводились в помещении, в котором поддерживаются климатические условия:

- температура воздуха от 18°С до 25°С,

- влажность от 30% до 80%.

Расстояние между зажимами разрывной машины - 100±1 мм. Скорость движения зажима 100 мм в минуту.

За окончательный результат испытаний принималось среднеарифметическое значение всех результатов испытаний для данного образца, округленное до последней значащей цифры.

Результаты испытаний на разрыв представлены в таблице ниже.

Таблица

Образец Разрывная нагрузка, Н 1 130,83 2 114,34 3 113,15 4 111,21 5 133,66 6 126,25 7 104,51 8 123,78 9 137,36 10 124,34 СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ 121,94

Прочностные характеристики, полученные после пропитки кремнеземной нити с помощью фторопластовой суспензии, значительно превосходят характеристики нити К11С6-250-БА(230), разработанные АО «НПО Стеклопластик» (производится по ТУ 5952-165-05786904-02).

Нить К11С6-250-БА(230) (не пропитанная фторопластовой суспензией), производимая по ТУ 5952-165-05786904-02, имеет прочностные характеристики не менее 58,8 Н.

Изготовленную в соответствии с предлагаемым изобретением нить использовали в качестве основной при сшивке на промышленных швейных машинах полотен из стеклоткани, где два отрезка стеклоткани сшивались между собой стежком длиной 10-20 мм в единый многослойный отрезок толщиной 12 мм, таким образом имитируя собой заготовку радиопрозрачной крышки.

Далее полученная заготовка обжигалась в печи при температуре 500°С.

Затем производилась пропитка заготовки стеклоткани связующим раствором и сушка пропитанной заготовки на открытом воздухе.

Подсушенную заготовку укладывали между формообразующими плитами на гидравлическом прессе, где при удельном давлении не менее 8 кгс/м² происходило формирование композитного изделия.

Изготовленные детали проходили испытания по определению диэлектрической проницаемости при комнатной температуре и при +400°С. Детали, испытываемые при комнатной температуре, показали следующие результаты: ε = 3,2-3,5 и tgδ≤0,02, а детали, испытываемые при +400°С, ε = 3,5-3,8 и tgδ≤0,02.

Изобретение относится к способу получения огнестойкой кремнеземной нити с фторопластовой пропиткой, которая может быть использована при производстве деталей радиотехнического назначения, антенных обтекателей, а также в ракетно-космической промышленности и других областях. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение механической прочности при испытаниях на разрыв и уменьшение коэффициента трения. Кремнеземную нить устанавливают в оправку, с которой в дальнейшем происходит размотка нити с постоянной скоростью 25-35 см в минуту на каждом этапе производства. Далее нить предварительно подогревается в печи тоннельного типа при температуре 180°С, после чего она протягивается по направляющим роликам в ванну закрытого типа, наполненную фторопластовой суспензией. На выходе из ванны нить проходит через полость калибра, где от нее отсекается лишняя суспензия фторопласта, после чего нить поступает в печь отверждения, где при температуре 280°С она проходит термообработку. После выхода нити из печи она стабилизируется и наматывается на втулку. 1 ил., 1 табл.

Способ получения огнестойкой кремнеземной нити с фторопластовой пропиткой, включающий протягивание кремнеземной нити через ванну, содержащую фторопластовую суспензию, с последующей термообработкой в печи при температуре 280°С, отличающийся тем, что перед пропиткой кремнеземную нить устанавливают в оправку, с которой в дальнейшем происходит размотка нити с постоянной скоростью 25-35 см в минуту на каждом этапе производства, далее нить предварительно подогревается в печи тоннельного типа при температуре 180°С, после чего ее протягивают по направляющим роликам в ванну закрытого типа, наполненную фторопластовой суспензией, при этом на выходе нить проходит через полость калибра, где от нее отсекается лишняя суспензия фторопласта, далее после термообработки в печи происходит процесс стабилизации нити при комнатной температуре на открытом участке пропиточной установки, и с помощью электродвигателя, установленного в конце пропиточной установки, нить наматывают на втулку со скоростью 25-35 см в минуту.