Способ пропитки сотового заполнителя

Изобретение относится к способам пропитки сотового заполнителя, используемого для трехслойных панелей и оболочек, применяемых в разных отраслях промышленности. Пропитке подвергают сотовый заполнитель в виде сотовых блоков, полученных из неразрезанных растянутых сотовых пакетов из стеклоткани. Первый сотовый блок, зафиксированный в рамке, опускают на решетку, размещенную на дне порожней пропиточной ванны с плотно закрывающейся крышкой, установленной в крайнее верхнее положение. Пропиточная ванна сообщается через отверстие в дне и соединительный шланг с плотно закрытой крышкой буферной ванной, заполненной раствором полимерного связующего и установленной в крайнее нижнее положение. При синхронном встречном движении обеих ванн обеспечивают заполнение ячеек первого сотового блока раствором полимерного связующего, выдерживают его в пропиточной ванне в крайнем нижнем положении в течение времени, необходимого для пропитки сотового блока. Одновременно загружают второй растянутый сотовый блок, зафиксированный в рамке, в порожнюю буферную ванну, включают синхронное встречное движение обеих ванн в обратном направлении, обеспечивая стекание излишков раствора полимерного связующего из ячеек первого сотового блока и заполнение ячеек второго сотового блока. Выдерживают второй сотовый блок в растворе полимерного связующего буферной ванны в течение времени, необходимого для его пропитки. Одновременно извлекают первый пропитанный сотовый блок из порожней пропиточной ванны и загружают в нее третий сотовый блок. Затем цикл повторяют. Изобретение обеспечивает равномерный нанос полимерного связующего по длине каналов ячеек при пропитке крупногабаритных сотовых блоков из стеклоткани, устраняет повышенное испарение растворителя при использовании в качестве него легковоспламеняемой жидкости. 1 табл.

 

Изобретение относится к способам пропитки сотового заполнителя, панели которого используются для трехслойных панелей и оболочек, применяемых в разных отраслях промышленности (строительной, мебельной, судостроительной, авиационной, ракетно-космической и других), в частности к способам пропитки сотового заполнителя из стеклоткани.

Обычно для пропитки сотового заполнителя используются полимерные связующие, содержащие ЛВЖ, например спирт, ацетон и т.п.

Известен способ пропитки сотового заполнителя, выбранный в качестве аналога [М.П.Кабалинская, И.П.Гладченко. Сотопласты, их свойства, методы получения и области применения. Пластические массы. М.: Химия, N10, 1959, с.46]. Способ включает подачу тельфером на решетку, размещенную на дне порожней пропиточной ванны, растянутого и зафиксированного в пропиточной рамке сотового блока с установкой каналов сотовых ячеек вертикально. На дно пропиточной ванны заливают немного раствора полимерного связующего, которое часто содержит в качестве растворителя ЛВЖ, включают насос и подают связующее сверху на блок через распределительное устройство, равномерно передвигающееся над блоком по направляющим.

Данный способ имеет следующие недостатки:

- неравномерный нанос связующего особенно по длине каналов ячеек, что приводит к неравнопрочности по всему объему заполнителя;

- ограниченная высота сотовых блоков;

- при использовании спиртовых растворов полимерного связующего происходит повышенное испарение растворителя (спирта) в окружающую среду и колебание концентрации раствора связующего, что приводит к неравнопрочности по всему объему сотового заполнителя;

- высокая пожаро- и взрывоопасность процесса пропитки в случае использования ЛВЖ в качестве растворителя.

Известен также способ пропитки сотового заполнителя [И.Г.Гуртовник и др. Радиопрозрачные изделия из стеклопластиков. М.: Мир, 2003, с.328] - прототип. Способ включает разрезку перед пропиткой сотового пакета перпендикулярно клеевым полосам на дольки требуемой ширины, растяжение долек и фиксацию их в пропиточной рамке, выдержку полученных сотовых панелей после погружения рамки в ванну со спиртовым раствором полимерного связующего в течение времени, необходимого для пропитки сотового заполнителя, медленный равномерный подъем из пропиточной ванны пропитанных сотовых панелей и выдержку их над пропиточной ванной в течение времени, необходимого для стекания излишков раствора связующего из растянутых ячеек панелей сотового заполнителя.

Способ имеет недостатки: небольшие по длине каналов ячеек габариты сотовых заполнителей, что снижает технологичность и производительность процесса, и повышенная пожаро- и взрывоопасность процесса пропитки при использовании ЛВЖ в качестве раствора полимерного связующего. При пропитке окунанием крупногабаритных по высоте сотовых блоков практически невозможна качественная пропитка по причине градиента показателя наноса, увеличивающегося с возрастанием длины каналов ячеек в сотовых блоках.

Задача изобретения: достижение равномерного наноса полимерного связующего по длине каналов ячеек при пропитке крупногабаритных сотовых блоков из стеклоткани; повышение производительности труда; устранение повышенного испарения растворителя полимерного связующего в случае использования ЛВЖ в качестве растворителя; резкое снижение пожаро- и взрывоопасности процесса пропитки.

Предлагаемый способ пропитки сотового заполнителя включает следующие операции: равномерное опускание на дно пропиточной ванны, заполненной пропиточным раствором полимерного связующего, растянутого сотового заполнителя, зафиксированного в пропиточной рамке, выдержку его в растворе связующего в течение времени, необходимого для пропитки сотового заполнителя, медленный и равномерный подъем из пропиточной ванны пропитанного сотового заполнителя и выдержку его над пропиточной ванной в течение времени, необходимого для стекания излишков раствора полимерного связующего из ячеек сотового заполнителя, согласно предлагаемому изобретению пропитке подвергают сотовый заполнитель в виде сотовых блоков, полученных при растяжении неразрезанных сотовых пакетов из стеклоткани; первый растянутый сотовый блок, зафиксированный в пропиточной рамке, опускают на решетку, размещенную на дне порожней пропиточной ванны с плотно закрывающейся крышкой, установленной в крайнее верхнее положение на пропиточной установке и сообщающейся через отверстие в дне и соединительный шланг с плотно закрытой крышкой буферной ванной, заполненной раствором полимерного связующего и установленной в крайнее нижнее положение на пропиточной установке, включают синхронное встречное движение обеих ванн, обеспечивая заполнение ячеек первого сотового блока раствором полимерного связующего, выдерживают первый сотовый блок в растворе полимерного связующего в крайнем нижнем положении в течение времени, необходимого для пропитки сотового блока, и одновременно загружают в порожнюю буферную ванну второй растянутый сотовый блок, зафиксированный в пропиточной рамке; включают синхронное встречное движение обеих ванн в обратном направлении, обеспечивая этим стекание излишков пропиточного раствора полимерного связующего из ячеек первого сотового блока и заполнение ячеек второго сотового блока; выдерживают второй сотовый блок в растворе полимерного связующего буферной ванны в течение времени, необходимого для его пропитки, и одновременно извлекают из порожней пропиточной ванны первый пропитанный сотовый блок и загружают в нее третий сотовый блок; доливают в буферную ванну раствор полимерного связующего в количестве, равном убыли его при пропитке первого сотового блока, и затем повторяют цикл пропитки партии сотовых блоков, включающей до 20 сотовых блоков, по указанной технологической схеме.

Равномерный нанос полимерного связующего по всей длине каналов ячеек сотового блока достигается за счет медленного равномерного подъема раствора полимерного связующего по каналам ячеек в процессе пропитки и устранения расслоения по высоте раствора полимерного связующего за счет перемешивания его при каждой очередной подаче в ванну перед пропиткой каждого блока в партии.

Габариты сотового блока ограничиваются только высотой пропиточной ванны и могут быть увеличены при необходимости до требуемой.

Устраняется активное испарение раствора полимерного связующего и достигается пожаро- и взрывобезопасность в случае использования ЛВЖ за счет нахождения и перемещения полимерного связующего в процессе пропитки в закрытых емкостях.

Пример 1. Пропитывали сотовый блок партии 1 высотой 300 мм с размером стороны ячеек 2,5 мм на основе стеклоткани марки Э3-100 в спиртовом растворе полимерного связующего, в качестве которого взят лак бакелитовый ЛБС-1 с условной вязкостью 20 с по вискозиметру В3-246.

Для этого провели растяжение сотового пакета до получения сотового блока с ячейками гексагональной формы и закрепили его в пропиточной рамке с помощью стержней, установленных в петлях растягивающих тканевых элементов, приклеенных к сотовому пакету. С помощью тельфера рамку с блоком опустили на дно пропиточной ванны со скоростью 3 мм/с. Пропитали блок в течение 7 минут, затем тельфером со скоростью 3 мм/с извлекли рамку с блоком из пропиточной ванны и в течение 7 минут дали стечь излишкам связующего.

Пример 2. Пропитывали по примеру 1 в том же растворе полимерного связующего второй сотовый блок из партии 1 с теми же габаритами.

Пример 3. Пропитывали во вновь приготовленном растворе того же полимерного связующего, что и в примере 1, третий сотовый блок из партии 1 с теми же габаритами. Для этого провели растяжение сотового пакета по примеру 1. Далее с помощью тельфера рамку с блоком со скоростью 3 мм/с опустили на решетку, помещенную на дно пропиточной ванны, установленной в крайнем верхнем положении, и плотно закрыли крышкой. Пропиточная ванна через отверстие в дне посредством шланга сообщается с буферной ванной, заполненной раствором полимерного связующего, и плотно закрытой крышкой. Буферную ванну установили в этот момент в крайнее нижнее положение.

Включили равномерное синхронное встречное движение обеих ванн со скоростью 3 мм/с.

Пропитали блок в течение 7 минут, одновременно загрузив в порожнюю буферную ванну четвертый сотовый блок из первой партии, и включили обратное встречное движение ванн с той же скоростью, обеспечивая стекание излишков полимерного связующего из ячеек третьего сотового блока и заполнение ячеек четвертого сотового блока. После остановки ванн в крайних положениях выдержали четвертый сотовый блок в растворе полимерного связующего 7 минут и одновременно извлекли из порожней ванны третий сотовый блок. После включения встречного движения ванн и выдержки четвертого сотового блока в течение 7 минут его извлекли из ванны.

Пример 4. Пропитывали два сотовых блока из партии 2 высотой 400 и 800 мм с размером стороны ячеек 4,2 мм в том же, что и в примере 1, растворе полимерного связующего после его долива в буферную ванну, опуская пропиточную и поднимая буферную ванны со скоростью 5 мм/с по технологической схеме, описанной в примере 3.

Сотовые блоки, пропитанные по примерам 1-4, термообрабатывали в термостате в пропиточных рамках по режиму: нагрев со скоростью не более 5°С/мин до 100°С и выдержка при 100±10°С в течение 30±10 мин, нагрев до 150°С и выдержка при 150±10°С в течение 90±10 мин, нагрев до 170°С и выдержка при 170±10°С в течение 120±10 мин с последующим охлаждением со скоростью охлаждения термостата. После извлечения из термостата и выемки из рамок сотовые блоки разрезали по высоте на панели толщиной 15 мм.

Определяли нанос связующего и объемную массу в верхней, средней и нижней сотовых панелях из каждого блока.

Полученные результаты приведены в таблице.

№ примера	Номер партии блоков; размер стороны ячеек, мм, верхний допустимый предел объемной массы, кг/м3	№ блока в партии	Место отбора панели в блоке	Нанос полимерного связующего, %	Объемная масса сотопласта, кг/м3
1	1 2,5 110	1	верхняя средняя нижняя	46,3 49,4 52,5	102,4 104,6 106,8
2		2	верхняя средняя нижняя	47,0 50,9 57,0	102,9 105,6 110,3
3		3	верхняя средняя нижняя	49,0 49,5 52,4	104,3 104,7 106,7
4	верхняя средняя нижняя	49,3 50,1 52,5	104,5 105,1 106,8
4	2 4,2 80	1	верхняя средняя нижняя	49,5 50,3 53,1	74,8 75,2 76,5
2	верхняя средняя нижняя	50,3 50,8 51,5	75,2 75,4 75,8

Из таблицы (примеры 1 и 2) видно, что при пропитке окунанием сотовых блоков в раствор полимерного связующего уже со второго блока в партии показатель объемной массы сотового заполнителя превышает допустимое значение, что является неисправимым браком. Это является результатом расслоения раствора полимерного связующего по глубине в стационарной ванне, несмотря на активное перемешивание его перед пропиткой каждого последующего блока в партии. Пропитка же предлагаемым способом (примеры 3 и 4) путем подъема раствора связующего в пропиточной ванне, подаваемого из второй (буферной) ванны каждый раз перед пропиткой очередного сотового блока, предотвращает расслоение связующего и испарение растворителя и не требует перемешивания перед пропиткой очередного сотового блока.

Способ пропитки сотового заполнителя, включающий равномерное опускание на дно пропиточной ванны, заполненной раствором полимерного связующего, растянутого сотового заполнителя, зафиксированного в пропиточной рамке, выдержку его в растворе полимерного связующего в течение времени, необходимого для пропитки сотового заполнителя, медленный и равномерный подъем из пропиточной ванны пропитанного сотового заполнителя и выдержку его над пропиточной ванной в течение времени, необходимого для стекания излишков раствора полимерного связующего из ячеек сотового заполнителя, отличающийся тем, что пропитке подвергают сотовый заполнитель в виде сотовых блоков, полученных из неразрезанных растянутых сотовых пакетов из стеклоткани, первый растянутый сотовый блок, зафиксированный в пропиточной рамке, опускают на решетку, размещенную на дне порожней пропиточной ванны с плотно закрывающейся крышкой, установленной в крайнее верхнее положение и сообщающейся через отверстие в дне и соединительный шланг с плотно закрытой крышкой буферной ванной, заполненной раствором полимерного связующего и установленной в крайнее нижнее положение, включают синхронное встречное движение обеих ванн, обеспечивая заполнение ячеек первого сотового блока, находящегося в пропиточной ванне, раствором полимерного связующего, выдерживают сотовый блок в пропиточной ванне в крайнем нижнем положении в течение времени, необходимого для пропитки сотового блока, и одновременно загружают второй растянутый сотовый блок, зафиксированный в пропиточной рамке, в порожнюю буферную ванну, включают синхронное встречное движение обеих ванн в обратном направлении, обеспечивая стекание излишков раствора полимерного связующего из ячеек первого сотового блока и заполнение ячеек второго сотового блока, выдерживают второй сотовый блок в растворе полимерного связующего буферной ванны в течение времени, необходимого для его пропитки, и одновременно извлекают первый пропитанный сотовый блок из порожней пропиточной ванны и загружают в нее третий сотовый блок, доливают в буферную ванну раствор полимерного связующего в количестве, равном убыли его при пропитке первого сотового блока, и затем повторяют цикл пропитки сотовых блоков по указанной технологической схеме.