Способ получения слоистого материала

Авторы патента:

B32B27/06 - со слоями, один из которых выполнен из синтетических смол, являющихся основной или единственной составной частью его, а другой, расположенный рядом с ним, выполнен целиком из специфицированного материала

B29D19 - Изготовление пуговиц или их заготовок

B27K5/06 - снижение твердости или упрочнение древесины

Изобретение относится к технике создания высокопрочных износоустойчивых композиционных материалов на основе углеродных волокон, которые могут быть использованы в качестве конструкционных материалов при работе в агрессивных средах и при высоких динамических нагрузках. Сущность изобретения: текстильную ленту пропитывают связующим в количестве 20 - 25% от массы ленты с выдержкой пропитанной ленты в прессформе в течение 5 - 10 мин. Под действием температуры и давления образуется однородный композиционный материал с заданными физико-механическими свойствами.

Наиболее близким из известных является способ получения слоистого материала, включающий пропитку углеродной текстильной ленты фенолформальдегидным связующим, укладку слоев пропитанной ленты в обогреваемую пресс-форму с последующим прессованием при 170-180^оС.

Недостаток известного способа низкие физико-механические свойства готового материала.

Техническим результатом изобретения является получение слоистого материала с высокими физико-механическими свойствами.

Это достигается тем, что в способе получения слоистого материала, включающем пропитку углеродной текстильной ленты фенолформальдегидным связующим, укладку слоев пропитанной ленты в обогреваемую пресс-форму с последующим прессованием при 170-180^оС, согласно изобретению, текстильную ленту пропитывают связующим в количестве 20-25% от массы ленты с выдержкой пропитанной ленты в пресс-форме в течение 5-10 мин.

Способ реализуется следующим образом.

Формируют армирующий слой, в качестве которого используют текстильную ленту, полученную ткачеством или трикотажным переплетением. При этом ширина, толщина и плотность ленты может легко меняться в широких пределах в зависимости от области назначения и применения готового композиционного материала и требуемой формы детали. Готовую ленту пропитывают фенолформальдегидной смолой так, чтобы масса наполнителя составляла 20-25% от массы армирующего слоя. Это соотношение является наиболее оптимальным, поскольку задачей наполнителя является надежно соединить армирующие слои. Пропитанную ленту укладывают в обогреваемую пресс-форму и выдерживают в течение 5-10 мин при 170-180^оС. Под действием температуры и давления образуется однородный композиционный материал с заданными физико-механическими свойствами. При этом конфигурация пресс-формы может быть самой разнообразной: круглой, треугольной, прямоугольной, полой и т. д.

П р и м е р 1. Углеродную текстильную ленту УРАЛ ГОСТ 28005-88 в виде ленты шириной 40 мм пропитывают фенолформальдегидным связующим в количестве 18% от массы ленты, укладывают в пресс-форму и нагревают до 150^оС, выдерживают в течение 3 мин.

По истечении указанного времени сформированный композиционный материал вынимают, а после остывания определяют следующие физико-механические свойства: прочность на разрыв 90 кг/мм²; модуль упругости 10000 кг/мм²; плотность 1,6 г/см³.

П р и м е р 2. Углеродную ленту пропитывают связующим в количестве 20% от массы ленты, выдерживают в пресс-форме при 170^оС в течение 5 мин.

Физико-механические свойства готового материала следующие: прочность на разрыв 130 кг/мм²; модуль упругости 10000 кг/мм²; плотность 1,5 г/см³.

П р и м е р 3. Углеродную ленту пропитывают связующим в количестве 22% от массы ленты, выдерживают в пресс-форме при 175^оС в течение 7 мин.

П р и м е р 4. Углеродную ленту пропитывают связующим в количестве 25% от массы ленты, выдерживают в пресс-форме при 180^оС в течение 10 мин.

П р и м е р 5. Углеродную ленту пропитывают связующим в количестве 28% от массы ленты, выдерживают в пресс-форме при 190^о в течение 15 мин.

Физико-механические свойства готового материала следующие: прочность на разрыв 115 кг/мм²; модуль упругости 9000 кг/мм²; плотность 1,6 г/см³.

Из приведенных примеров видно, что наиболее близкие и высокие физико-механические свойства готового материала получаются при следующих оптимальных параметрах: пропитка углеродной ленты связующим в количестве 20-25% от массы ленты, выдержка в пресс-форме при 170-180^оС в течение 5-10 мин.

Как видно из примера 1, снижение температуры прессования до 150^оС и выдержки до 3 мин существенно снижает физико-механические характеристики готового материала, а из примера 5 следует, что физико-механические характеристики существенно не улучшаются, при этом значительно увеличиваются энергозатраты. Увеличение количества связующего свыше 25% повышает хрупкость и снижает проч-ность готового материала.

Предлагаемый способ экономичен и технологичен. Материал обладает высокой прочностью и износостойкостью, может работать в широком температурном интервале и устойчив к действию агрессивных сред. Способ позволяет изготавливать детали определенной формы, что исключает затраты на дальнейшую технологическую обработку.

Формула изобретения

Способ получения слоистого материала, включающий пропитку углеродной текстильной ленты фенолформальдегидным связующим, укладку слоев пропитанной ленты в обогреваемую пресс-форму с последующим прессованием при 170 - 180^oС, отличающийся тем, что текстильную ленту пропитывают связующим в количестве 20 25% от массы ленты с выдержкой пропитанной ленты в пресс-форме в течение 5 10 мин.