Способ получения армированного пластика Советский патент 1991 года по МПК B23B27/12 B32B31/28 

Изобретение относится к технологии получения композиционных материалов и изделий на основе порошкообразного полимерного связующего и дискретного волокнистого наполнителя.

Цель изобретения - повышение физико- механических свойств и равнотолщинности пластиков.

Способ осуществляется следующим образом.

.Пример. Армированный пластик получают на основе различных полимерных связующих и рубленных волокон. В качестве порошкообразного связующего использовали дисперсные: полипропилен среднего давления (ПП, марка 01010, ГОСТ .26996-86), полиамид (ПА, марка ПА6- 120/321, ОСТ 6-06-09-76) и эпоксидная смола (УП-2155, ТУ 6-05-241-26-77). В качестве рубленного волокнистого наполнителя использовали гидратцеллюлозные нмзкомо- дульные углеродные волокна (УВ марки

Урал Н-22, ТУ 6-06-31-599-87) и полиамидные текстильные волокна (ПГ ОСТ 6-06- С13-84). Длина рубленных волокон составляла 3-5 мм. Дисперсность используемых порошков не превышала 315 мкм.

Армированные пластики получали следующим образом.

На движущуюся стальную ленту, обработанную антиадгезивом, заправленную в лентопротяжный механизм, при ее прохождении через первую камеру напыления наносился электроосаждением тонкий слой дисперсного полимерного связующего. При этом на заряженный электрод камеры напыления от источника Разряд-1 подавался потенциал величиной уэ 25 кВ отрицательной полярности. Обработку в поле коронного разряда осуществляли при движении стальной подложки со слоем связующего .под многосекционным коронирующим игольчатым электродом прямоугольной формы. Расстояние между концами иголок и поверсл

о ы

VJ 00

хностыо 1-го слоя на заземленной стальной ленте составило 40 мм. На игольчатый ко- ронирующий электрод подавали потенциал отрицательной полярности величиной (р 4- 50 кВ от аппарата АФ-3 и источника высокого напряжения Разряд-1. Длительность обработки в поле коронного разряда регулировали, изменяя скорость перемещения подложки и длину коронирующего электрода.

Величину эффективной поверхностной плотности заряда (ЭППЗ) отрегулировали, меняя потенциал коронирующего электрода и длительность обработки. ЭППЗ оценивали компенсационным методом. После обработки а поле коронного разряда подложки со слоем связующего, перемещая ее через камеру осаждения волокон, производили электроосаждение рубленных волокон по схеме сверху вниз в электрическом поле, которое создавалось между заряжающим сетчатым электродом и заземленной стальной лентой. От высоковольтного аппарата Разряд-1 на сетчатый электрод подавался потенциал положительной полярности величиной (р 25 кВ. Расстояние между сетчатым электродом и стальной подложкой варьировалось в пределах от 40 до 250 мм. Подачу рубленного волокна производили из бункера со специальным дозатором. Скорость перемещения подложки изменялась в пределах от 0,5 до 10 мм/с. Затем осуществляли нанесение верхнего слоя дисперсного полимерного связующего путем осаждения в электростатическом поле, перемещая подложку с закрепленным слоем волокна через вторую камеру напыления.

Нанесение связующего в слой волокнистого наполнителя осуществляли с помощью металлического вибросита, на которое от аппарата Разряд-Г подавался потенциал положительной полярности величиной р 20-25 кВ. Время осаждения порошка связующего выбиралось, исходя из необходимости получения заданной концентрации волокнистого наполнителя с учетом вклада массы ранее осажденного нижнего слоя полимерного связующего. Расстояние от вибросита до поверхности стальной подложки составляло 160 мм. Полученный после напыления полуфабрикат (препрег) армированного пластика пропускался через обогреваемый валок, где происходило уплотнение и первый этап термообработки материала. Температура, скорость и давление вальцевания определялись типом связующего. 3atew полученный образец обрабатывался на гидравлическом прессе при давлении 50-100 кгм/см и температуре для композитов с УП-связующим 180°С, ПЛ-сеязующим 230°С и ПА-связую- щим 230°С в течение 3-7 мин. Для сравнения получали армированный пластик по

известному способу. При этом использовали упомянутую установку.

Согласно известному способу на движущуюся стальную ленту с нанесенным на нее слоем полимерного связующего осуществляли нанесение слоя рубленных воло,он путем подачи их из бункера со специальным дозатором в отсутствие электрического поля и затем нанесением слоя порошкообразного связующего путем насыпания его на

слой волокнистого наполнителя при прохождении ленты с волокнами через камеры напылений. Нанесение слоя порошка связующего также осуществляется без включения электростатического поля. Последующие операции уплотнекия и прессования осуществляли по тем же режимам, что и в примере осуществления предлагаемого способа. Полученный армированный материал отделения от стальной подложки, из

него вырезали прямоугольные участки необходимых размеров (80x130 мм ) и путем горячего прессования между плоскими -обогреваемыми плитами производили окончательное Формование образцов. Прессоеаиие производили по тем же режимам, что в примере получения армированных пластиков. Прочность при растяжении определяли всоотеетстзиис ГОСТ 11262-80. Испытания на растяжение проводили на разрывной машина РМУ-0,05-1 при скорости перемещения нижнего зажима 0,17 мм/с. Измерение удельного объемного электрического сопротивления рч полученных образцов прдиз- водили в соответствии с ГОСТ 20214-74. В

качестве измерительного прибора определения рч использовали вольтмер-электро- метр В7-30. Полученные результаты представлены в таблице.

Анализ данных показывает, что по сравнению с известным предлагаемый способ получения армированного пластика позволяет повысить равнотолщинность в 2-3 раза и физико-механические свойства получаемого материала на 15-35%. Поеышение качества армированных полимерных

пластиков достигается при электроосаждении слоя частиц связующего толщиной 0,1- 0,3 MVI, с последующей обработкой в поле коронного разряда до поверхностной плотности уэряда слоя частиц (1-6) Кл/см2 и осаждением рубленых волокон в электрическом поле напряженностью 2-5 кВ/см при полярности потенциала в камере осаждения волокна, противоположной полярности потенциала в камере осаждения в

электрическом поле частиц полимерного связующего.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа повышается качество - равнотолщинность, прочность, электропроводность (для УВ) получаемых армированных пластиков.

Формула изобоетения

Способ получения армированного пластика, включающий нанесение порошкообразного полимерного связующего и рубленного волокнистого наполнителя на поверхность движущейся подложки, уплотнение и термообработку, отличающий- с я тем, что, с целью повышения физико-механических свойств и равнотолщинчости

пластико, сначала нанесет в электростати-- иеском поле слой сгязующего толщиной 0,1-0,3 мм, обрабатывают слой в поле коронного разряда до поверхностной плотности заряда (1-б) Кл/м2 при полярности потенциала коронирующего электрода, совпадающей с полярностью заряда осажденных частиц связующего, затем на слой связующего наносят рубленное волокно в электрическом поле напряженностью 2- 5 кВ/CN при полярности заряжающего электрода в камере осаждения волокна противоположной полярности заряда коронирующего электрода, а на слой рубленного волокна НРНССЯТ слой связующего путем осаждения в электрическом поле той же на- псывлен.чости.

Изобретение относится к технологии армированных пластиков на основе рубленного волокна и порошкообразного термопласта. Изобретение позволяет повысить физико-технические свойства и равнотол- щинносгь пластиков путем нанесения на подложку слоя связующего толщиной 0,1-0,3 мм, обработки слоя коронным разрядом до плотности заряда поверхности (1-6)-10 Кл/м , нанесения слоя рубленного волокна в элек- трическом поле напряженностью 2- 5 кВ/см и нанесения слоя связующего в электрическом поле той же направленности. 1 табл,

Примечание При определении значения прочности каждого чатеои га объем гыборки состаклчл 25-30 образцов, относительная пс решность не поееишатз 5%

относительная пс решность не прееишатз 5%

Знак означает npncvTCTBvie данного компонента в составе пгэс ика