Способ герметизации цилиндрических и сферических оболочек из композиционных материалов

 

Изобретение может быть использовано при изготовлении труб, емкостей, баллонов и других изделий из композиционных материалов, работающих в химически агрессивных и абразивоактивных средах. Способ предусматривает соединение защитного покрытия из резины с конструкционным слоем из стеклопластика. На защитное покрытие из резины, намотанное на металлическую оправку с нанесенным антиадгезионным слоем, наматывают слои низкоплотного материала. Поверх него формируют конструкционный слой с последующей полимеризацией оболочек, обеспечивающий прочную до 12 кгс/см адгезионную связь защитное покрытие - стеклопластик. Способ позволяет создать прочность и надежную адгезионную связь между слоями.

Изобретение относится к материалам для различного использования, точнее для герметизации или уплотнения соединений, и может быть использовано при изготовлении труб, емкостей, баллонов и других изделий из композиционных материалов, работающих в химически агрессивных и абразивоактивных средах.

Известен способ герметизации цилиндрических и сферических оболочек из композиционных материалов, предусматривающий соединение защитного покрытия из резин и термопластов с конструкционным слоем (например, стеклопластик) с помощью клеевых композиций, /см. кн. "Нетканные стеклопластики" В.А.Калинчев. М.С.Макаров, М.: "Химия", 1986 г., с. 214/.

Это решение взято в качестве прототипа.

Адгезия защитного покрытия с конструкционным слоем определяется силами химического и физического взаимодействия, и в данном техническом решении в процессе эксплуатации изделий в результате термического старения и механических воздействий происходит ее ослабление, приводящее к образованию вздутий и отслоению покрытия.

Заявленное техническое решение позволяет создать прочную и надежную адгезионную связь между связующим и конструкционным слоями.

Это достигается тем, что в способе герметизации цилиндрических и сферических оболочек из композиционных материалов, предусматривающем соединение защитного покрытия с конструкционным слоем, между защитным покрытием и неотвержденным конструкционным слоем вводится низкоплотный материал, например, стекломат.

Введение низкоплотного материала, например стекломата, позволяет повысить адгезионные свойства между связующим покрытием и конструкционным слоем. Объясняется это тем, что при горячей полимеризации изделий происходит размягчение защитного покрытия и внедрение его в низкоплотный материал при одновременной его пропитке связующим. Таким образом, после полимеризации конструкционного слоя и полимеризации защитного покрытия образуется за счет механических сил прочная и надежная адгезионная связь.

Предлагаемый способ позволяет использовать футеровочные покрытия для защиты поверхности изделий из композиционных материалов и слабо поддающихся традиционным методам склейки, например, химически абразивостойкой резины на основе каучуков СКЭП, фторкаучуков, полиуретана и т.д. Например, прочность адгезионной связи защитного покрытия с конструкционным слоем трубы при расслоении эпоксидного пластика и резины 51-1615 (ТУ 1051236-88) через подслой клея 51-К-45 (ТУ 38-105-1955-90) составляет всего 3-4 кгс/см.

Способ герметизации осуществляется следующим образом.

Изготавливали стеклопластиковую трубу с герметизирующим, химически абразивостойким внутренним слоем 51-1615 (ТУ 1051236-88). На металлическую оправку, покрытую фторопластовой пленкой, наматывали 2-3 слоя резины 51-1615 с усилием натяга около 20 кгс. Затем на резину наматывали 2 слоя непропитанного низкоплотного материала, например стекломата МПС-35 (ТУ 6-11-403-84). С помощью стеклоровинга ЕС10-1260Н (160) (ТУ 6-48-00205009-116-97), пропитанного эпоксидным связующим горячего отверждения, формировали конструкционный слой. Оправку вместе с изделием помещали в полимеризационную печь. Режим полимеризации: Т^o - 160 + 5^oC, время - 2-3 часа. Затем после охлаждения оправки до температуры 20-30^oC изделие снимали с нее с помощью съемника.

Прочность адгезионной связи при расслоении эпоксидного пластика и резины 51-1615 через промежуточный слой стекломата МПС-35 составила 10-12 кгс/см.

Таким образом адгезионная связь по сравнению с традиционными методами увеличивается более чем в 3 раза.

Формула изобретения

Способ герметизации сферических и цилиндрических оболочек из композиционных материалов, предусматривающий соединение защитного покрытия из резины с конструкционным слоем из стеклопластика, отличающийся тем, что на защитное покрытие из резины, намотанное на металлическую оправку с нанесенным антиадгезионным слоем, наматывают слой низкоплотного материала, поверх которого формируют конструкционный слой с последующей полимеризацией оболочек, обеспечивающий прочную до 12 гкс/см адгезионную связь защитное покрытие - стеклопластик.