Способ получения металлополимерных материалов Советский патент 1988 года по МПК B29D9/00 B32B7/02 C08L67/02 

00

Изобретение относится к технологии формования металлополимерных изделий, в которых полимер используется в виде покрытий или облицовок, адге:эионно j соединенных с пористыми металлическими армирующими элементами.

Цель изобретения - повышение прочности адгезионного соединения поли- арилата с металлом и снижение энерго-10 емкости процесса.

Используют полиарилат ДВ-105: продукт взаимодействия бисфенола А и смеси тере- и изофталевой кислот; поликарбонат на основе бисфенола А марки 15 Дифлон.

Полиэфиримиды: лак F-35, который получен с использованием полиэфира на основе терефталевой кислоты; и лак ПЭ-955 - 30-33%-ный раствор поли-20 эфиримидной смолы, получаемой взаимодействием полиэфира на основе, диме- пштерефталата, этиленгликоля и гли- лерина с тримеллитовым ангидридом и диаминодифенилметаном.

Растворители; тетрагидрофуран и метиленхлорид.

Объектом исследований являются металлические ролики (например, из стали 5), на наружную поверхность кото-30 рых литьем под давлением (термопласт- автомат Д-3121; режим литья под давлением; температура литья , температура формы 120°С, давление литья 100 МПа) наносят облицовки из поли- 35 арилата. На наружную поверхность ро- пиков по диаметру напрессовывают кольца (толщина 2 мм, ширина 10 мм, наружный диаметр 36 мм), изготовленные из спеченного железного порошка дО И смеси железного и свинцового (массовое соотношение 12:1) порошков, Пористость колец составляет 15-22%. Кольца из спеченных металлических по25

пластавтомата Д-3121 и литьем под давлением (при указанных параметрах процесса) наносят облицовку из поли арилата.

Суммарные энергозатраты (без уче энергозатрат на напыление порошка п лиарилата)

Э 6960 кДж

П р и м е р 2 (сравнительный). Экспериментальные образцы получают по технологии, указанной а примере с той лишь разницей, что исключают операцию напыленяя порошка полиарил та на пористую поверхность металлического ролика. Энергозатраты на по лучение образца, как и в примере 1, равны 69ьО кДж.

Примеры 3-12. Пористую поверхность металлического пер термообработкой пропитывают раствор смеси поликарбоната и попиэфирамида Пр опитку производят под вакуумом 10 мм рт.ст., продолжительность пропитки 20 мин (мощность вакуумног насоса 0,3 кВт). Растворитель из по ристой пропитанной металлической ма рицы испаряют ступенчато: вначале нагреванием при температуре 50°С в течение 30 мин, а затем при 100°С в течение 60 мин.

После сушки ролики помещают в те мошкаф СНОЛ-3, 5 , где термообрабатыва при 260-280 С в течение 10 мин. Зат ролики извлекают из термошкафа, охлаждают до 50-250 С и литьем под да лением,, как и в примере 1, наносят на их поверхность облицовку из расг плава полиарилата.

Энергозат1)аты на получение образ цы включают энергозатраты на пропит ку, сушку и термообработку кД

Примеры 13-15, 18. Экспери ментальные образцы получают аналоги

рошков используют в качестве пористой 45 ° примерам 3-12 до стадии охлаждения, после охлаждения до 50-80 С на пропитанную металлическу;о поверхност наносят адгезионный состав из раство ра смеси поликарбоната и полиарилат Затем образцы устанавливают в литье вую форму и наносят облицовку из ра плава полиарилата. Энергозатраты при реализации данной технологии примерно такие же, как и в примерах 3-1

металлической матрицы. Облицовка из полиарилата имеет толщину 2 мм, ширину 10 мм.

Пример 1. Согласно известному способу экспериментальные образцы лучают следующим образом. Металлические ролики нагревают в термошкафу СНОЛ-3,5 при температуре в течение 10 мин. Затем их извлекают из термошкафа, напыляют тонкий слой по- ее рошкообразного полиарйлата (толщина напыленного слоя 200-300 мкм, дисперсность частиц порошка до 100 мкм), устанавливают в литьевую форму термо

0

5

0

0 5 О

5

пластавтомата Д-3121 и литьем под давлением (при указанных параметрах процесса) наносят облицовку из поли- арилата.

Суммарные энергозатраты (без учета энергозатрат на напыление порошка по- лиарилата)

Э 6960 кДж

П р и м е р 2 (сравнительный). Экспериментальные образцы получают по технологии, указанной а примере 1, с той лишь разницей, что исключают операцию напыленяя порошка полиарила- та на пористую поверхность металлического ролика. Энергозатраты на получение образца, как и в примере 1, равны 69ьО кДж.

Примеры 3-12. Пористую поверхность металлического перед термообработкой пропитывают раствором смеси поликарбоната и попиэфирамида. Пр опитку производят под вакуумом 10 мм рт.ст., продолжительность пропитки 20 мин (мощность вакуумного насоса 0,3 кВт). Растворитель из пористой пропитанной металлической матрицы испаряют ступенчато: вначале нагреванием при температуре 50°С в течение 30 мин, а затем при 100°С в течение 60 мин.

После сушки ролики помещают в термошкаф СНОЛ-3, 5 , где термообрабатывают при 260-280 С в течение 10 мин. Затем ролики извлекают из термошкафа, охлаждают до 50-250 С и литьем под давлением,, как и в примере 1, наносят на их поверхность облицовку из расг плава полиарилата.

Энергозат1)аты на получение образцы включают энергозатраты на пропитку, сушку и термообработку кДж.

Примеры 13-15, 18. Экспериментальные образцы получают аналогич ° примерам 3-12 до стадии охлаждения, после охлаждения до 50-80 С на пропитанную металлическу;о поверхность наносят адгезионный состав из раствора смеси поликарбоната и полиарилата. Затем образцы устанавливают в литье- вую форму и наносят облицовку из расплава полиарилата. Энергозатраты при реализации данной технологии примерно такие же, как и в примерах 3-12.

Данные конкретных режимов ocynjecT- вления известного (примеры 1-5) и предлагаемого (примеры 6-18) способов . приведены в табл.1.

514

Испытания роликов с облицовками из полиарилата проводят следукицим образом. На машине ZD- выпрессовыва- ют металлический ролик (с пористой матрицей) из облицовки полиарилата. По удельному усилию выпрессовки судят об адгезионной прочности соединения облицовки с пористой металлической матрицей. Вторую часть роликов с облицовками испытывают на машинах трения СМЦ-2 в режиме трения качения в паре с роликами из стали 40х такого же типоразмера. Скорость вращения роликов составляет 400 об/мин. Наг- рузку на ролики повышают ступенчато на 10 кН/м через каждый час работы. О прочности соединения облицовки с пористой металлической матрицей судят по величине разрушающей контактной нагрузки.

Результаты испытаний приведены в

,табл.2.

Таблица2

Продолжение табл. 2

Изобретение относится к технологии формования металлополимерных изделий, в которых полимер используется в виде покрытий или облицовок, адгезионно соединенных с пористыми металлическими армирующими элементами. Изобретение позволяет повысить адгезионную прочность соединения полиарилата с металлом (удельное усилие выпрессовки облицовок составляет 5,6- 11,6 МПа; разрушающая контактная нагрузка для облицовок составляет 20- 40 кН/м) и снизить энергоемкость процесса. Этот результат достигается способом получения металлополимерных материалов, включающим нанесение на пористую поверхность металла адгезионного слоя, содержащего 5-15% поликарбоната, 0,025-0,45% полиэфиримида и растворитель (остальное количество до 100%), термообработку при 260- 280 С, охлаждение поверхности до 50- 250 с и нанесение на нее расплава по- лиарилата. Способ предусматривает дополнительное нанесение на охлажденную до 50-80 С поверхность 20-80 г/м адгезионного состава, включающего 3-10% поликарбоната, 0,3-1,0% полиарилата и растворитель (остальное количество до 100%). 1 з.п. ф-лы, 2 табл. S (Л

Железо

Железо + свинец

Железо

9 Железо + + свинец 10 Железо

Формула изобретения

Поликарбонат 5-15 Полиэфиримид 0,025-0,45 Растворитель Остальное проводят термообработку при 260-280 С с последующим охлаждением поверхности до 50-250 С и нанесением на нее расплава полиарилата.

Поликарбонат 3-10 Полиарцпат 0,3-1,0 Растворитель Остальное