Композитный материал-2 и способ его изготовления

Изобретение относится к композитному материалу и способу его изготовления. Способ включает создание армированных термопластовых слоев, пропитанных расплавом полимера, связующее вещество, содержащее рубленые волокна, при этом армирующие слои композита представляют собой ткань или волокно, в прослойку между армирующими слоями ткани или волокна добавляют связующее для пропитки, включающее рубленое волокно большего диаметра, при этом связывание армирующих слоев производят путем внедрения в армирующие слои ткани или волокна отрезков рубленого волокна и затягивания их в пустоты армирующего слоя преимущественно в вертикальном направлении, при этом длина отрезков рубленого волокна составляет 0,05-1,0 от толщины слоя ткани или волокна, а соединение слоев производят обжатием. Изобретение обеспечивает создание композитного материала, обладающего повышенной прочностью. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к композитным материалам типа стеклопластик, углепластик и т.п.

Известны композитные материалы, состоящие из слоев армирующей ткани или волокон, пропитанные связующим, как правило, твердеющими синтетическими смолами, см. например, пат. №2308378. Недостатком их является склонность к деламинации (расслоению), так как прочность соединения двух параллельных слоев армирующей ткани определяется только прочностью связующего. И при растягивающей нагрузке, перпендикулярной плоскости слоев, или при сдвигающей нагрузке, параллельной плоскости слоев, разрушение происходит именно по стыку двух соседних слоев армирующей ткани.

Задача и технический результат изобретения - уменьшение склонности к деламинации, то есть повышение прочности материала на разрыв и сдвиг в упомянутых направлениях.

Для этого данный материал содержит в прослойке между слоями армирующей ткани или армирующего волокна рубленое волокно.

СПОСОБ 1. Для этого в связующее для пропитки слоев добавляется рубленое волокно, длина отрезков которого составляет 0,05-1,0 от толщины слоя ткани или слоя волокна (оптимально около 0.2-0,3).

Суть изобретения в том, что отрезки рубленого волокна, хаотично ориентируясь в прослойке между армирующими слоями, будут, в частности, разнонаправленно внедряться (протыкать) в армирующие слои ткани, и таким образом будут связывать их, увеличивая прочность прослойки.

Материал рубленого волокна может быть таким же, какой используется в качестве основного армирующего материала, а может быть другим (например, обладающим большей шероховатостью и большей адгезией).

Диаметр рубленого волокна может быть таким же, какой используется в качестве исходного материала для армирующих слоев, а может быть другим (например более толстым, для лучшей «протыкаемости»).

Ожидается, что добавка рубленого волокна в связующее для пропитки слоев приведет к тому, что отрезки волокна будут затягиваться в пустоты армирующего слоя, и таким образом ориентироваться преимущественно в перпендикулярном к слою направлении.

СПОСОБ 2. Однако, возможно нанесение на уже пропитанный связующим веществом армирующий слой отдельного более тонкого слоя, содержащего рубленое волокно.

При изготовлении композитного материала по этому способу можно использовать для прослойки другое связующее, например, более вязкое и более прочное (при условии их хорошей взаимной адгезии в отвержденном состоянии). Более вязкое - для того, чтобы отрезки рубленого волокна не вытягивались вдоль слоя за счет капиллярных сил, а торчали как можно более перпендикулярно слою армирующего материала. А более прочным связующее может быть по экономическим соображениям, например основной материал может пропитываться полиэфирными смолами, а прослойка - из более дорогой и более прочной смолы. Ее расход на прослойку составит примерно 10-15% от общей массы связующего.

СПОСОБ 3. Наиболее перпендикулярного расположения рубленого волокна по отношению к слою армирующего материала можно добиться, применив электростатическое поле. То есть, на пропитанный слой армирующего материала подается один потенциал электростатического поля, на расположенный рядом рассеиватель рубленого волокна подается другой потенциал электростатического поля, и производится напыление рубленого волокна на пропитанный армирующий материал (аналогично принципу действия флокатора).

Сущность этого способа в том, что волокна в электростатическом поле стремятся ориентироваться перпендикулярно заряженной поверхности, большинство рубленых волокон осядет на слой армирующего материала перпендикулярно к нему и прилипнет к связующему. А такая ориентация обусловит повышенную прочность прослойки на перпендикулярный разрыв и на сдвиг.

На чертеже показано сечение данного материала поперек слоев. Между двумя слоями ткани из углеволокна 1 и 2 расположена прослойка 3, содержащая рубленое углеволокно 4 большего диаметра. После укладки первого слоя, нанесения прослойки и укладки второго слоя (а если надо - нужного количества слоев) проводится обжатие уложенных слоев вакуумированием (или хотя бы валиком). При этом некоторая часть отрезков рубленого волокна 4 втыкается перпендикулярно или под углом в оба слоя 1 и 2, обеспечивая повышенную прочность их сцепления.

1. Способ изготовления композитного материала, включающий армированные термопластовые слои, выполненные из ткани или полотна из волокон, пропитанных расплавом полимера, связующее вещество, содержащее рубленые волокна, отличающийся тем, что армирующие слои композита представляют собой ткань или волокно, в прослойку между армирующими слоями ткани или волокна добавляют связующее для пропитки, включающее рубленое волокно большего диаметра, при этом связывание армирующих слоев производят путем внедрения в армирующие слои ткани или волокна отрезков рубленого волокна и затягивания их в пустоты армирующего слоя преимущественно в вертикальном направлении, при этом длина отрезков рубленого волокна составляет 0,05-1,0 от толщины слоя ткани или волокна, а соединение слоев производят обжатием.

2. Композитный материал, выполненный способом по п.1, отличающийся тем, что содержит в прослойке между слоями армирующей ткани или волокна рубленое волокно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к биоразлагаемому листовому материалу со свойством газонепроницаемости. Биологически разлагаемый листовой материал в своем составе содержит наноглину и поливиниловый спирт (PVOH).

Изобретение относится к монете наличного денежного обращения и способу её изготовления. Монета содержит внешнее кольцо (2), две вставки (4, 6), уложенные одна на другую и расположенные внутри внешнего кольца (2), по меньшей мере один промежуточный слой, расположенный между двумя вставками.

Изобретение относится к области изготовления шумопонижающих композиционных материалов и конструкций для машиностроения, транспорта и строительства и касается способа получения слоистых звукопоглощающих композиционных материалов.

Сухие клеи // 2563217
Изобретение относится к сухим клеевым соединениям, микроструктурным и наноструктурным поверхностям, а также эластичным поверхностям для сухой адгезии. Сухое клеевое соединение содержит: a) микроструктурную и наноструктурную поверхность, и b) эластичную поверхность, имеющую твердость по Шору А около 60 или менее.

Изобретение относится к оберточной установке для профиля, которая прикрепляет пленку, покрытую адгезивом, к верхней или боковой поверхностям профиля. Установка содержит множество транспортирующих барабанов (110), которые поддерживают профиль с его нижней стороны и перемещает его, прессующие ролики (140, 150), которые прижимают пленку, наложенную на профиль, к верхней или боковой поверхности профиля, и две рамы (120).

Сухие клеи // 2543188
Сухой клей, включающий микроструктурную и наноструктурную поверхность и эластичную поверхность, имеющую твердость по Шору А около 60 или менее. При этом микроструктурная и наноструктурная поверхность и эластичная поверхность способны образовывать сухое клеевое сцепление при контакте друг с другом посредством обратимого механического зацепления эластичной поверхности в микропорах и нанопорах.

Сухие клеи // 2540300
Изобретение относится к сухим клеям, в частности к ламинирующей пленке. Ламинирующая пленка для ламинирования микроструктурной и наноструктурной поверхности содержит эластичную поверхность с твердостью по Шору А около 60 или менее.

Изобретение относится к области автомобилестроения, машиностроения, строительства и т.д., где требуется эффективное снижение вибраций инженерных конструкций и шума двигателя, и касается вибродемпфирующего блока.

Изобретение относится к упаковке и касается клейкого зажима для закрывания пакета. Клейкий зажим содержит сплошную ленту, покрытую с одной стороны клеящим материалом, зажимную полосу в форме тонкой пластины из гибкого неупругого материала, имеющую закругленные края и закрепленную на клейкой стороне указанной ленты.

Изобретение относится к изоляционным звукопоглощающим материалам для использования в автомобильной, авиационной промышленности, судостроении, вагоностроении, машиностроении, строительстве и касается звукопоглощающего слоистого материала.

Изобретение относится к строительной отрасли, в частности к многослойному ламинированному материалу для изготовления теплоизоляционных панелей. Описан многослойный ламинированный материал (10), содержащий первый слой (11), изготовленный из смеси полимеров, содержащей полиэтилентерефталат и материал, выбираемый из: полиэтилена низкой плотности, полиэтилена средней плотности, полиэтилена высокой плотности или полипропилена, второй слой (12), изготовленный из указанной смеси полимеров, и третий слой (13), расположенный между указанным первым и вторым слоями (11, 12); причем указанный третий слой (13) изготовлен из указанной смеси полимеров с добавлением стекловолокон, и смесь полимеров содержит от 6 до 14 мас.% одного из: полиэтилена низкой плотности, полиэтилена средней плотности, полиэтилена высокой плотности или полипропилена, а остальное – полиэтилентерефталат.

Изобретение относится к армированным волокном композитным материалам, имеющим улучшенные баллистические и оптические характеристики, и касается композитных изделий, содержащих волокна с изменяющейся в продольном направлении конфигурацией.

Изобретение относится к получению и применению препрегов, к композитным материалам на основе препрегов и их применению, а также к отверждаемой эпоксидной смоле. Препрег содержит армированную волокном отверждаемую смолу, при этом препрег содержит электропроводящие частицы в диапазоне от 0,5 до 10 мас.% в перерасчете на смолу.

Изобретение относится к слоистым волокнистым материалам личной гигиены и касается многослойных эластичных слоистых материалов с повышенной прочностью и эластичностью и способов их получения.

Изобретение относится к композитным структурам, применяемым для покрытия или получения обшивки самолета. Твердая гибкая композитная структура включает текстильную конструкцию по меньшей мере из одного текстильного слоя, состоящего из текстильных волокон, и имеющего распределение пор в нем.

Изобретение относится к композиционным материалам с волоконным слоем и касается композиционного материала для автоматической укладки слоев. Листовой композиционный материал содержит конструктивный слой и отверждаемую термореактивную смолу, а также содержит армированную волокнами бумажную подложку на одной из его внешних сторон.

Изобретение относится к способу получения армированного волокнами термоотверждаемого полимера, включающему: (a) пропитывание армирующего волокнистого слоя жидкой термоотверждаемой полимерной композицией с получением препрега, (b) последующее отверждение термоотверждаемого полимера и (c) введение дополнительного полимерного компонента отдельно в препрег до, во время или после пропитывания армирующего волокнистого слоя термоотверждаемой полимерной композицией так, что дополнительный полимерный компонент объединяется с термоотверждаемым полимером в процессе отверждения; где во время пропитывания термоотверждаемая полимерная композиция не содержится в вышеупомянутом дополнительном полимерном компоненте и где дополнительный полимерный компонент является пористым и вводится как отдельный слой, тонкий слой или оболочка, имеющие толщину от 0,5 до 50 мкм и пористость, составляющую от 30 до 98%.
Изобретение относится к футеровочному материалу или препрегу для применения в трубопроводах или трубопроводу. Футеровочный материал или препрег содержит деформируемое кругловязаное изделие, отверждаемое предпочтительно ультрафиолетовым светом и пропитанное синтетической смолой.

Изобретение может быть использовано в аэрокосмической промышленности, в производстве спортивных товаров и товаров для отдыха. Препрег, обладающий формуемостью, содержит материал основы из прошитого углеродного волокна.

Изобретение относится к ударопрочным композитам и касается межслойного усиления ударной прочности термопластичных материалов. Композитная структура содержит, по меньшей мере, один структурный слой армированной волокнами термопластичной смолы и, по меньшей мере, один повышающий ударную прочность слой, расположенный рядом с поверхностью структурного слоя.

Изобретение относится к композитному материалу и способу его изготовления. Способ включает создание армированных термопластовых слоев, пропитанных расплавом полимера, связующее вещество, содержащее рубленые волокна, при этом армирующие слои композита представляют собой ткань или волокно, в прослойку между армирующими слоями ткани или волокна добавляют связующее для пропитки, включающее рубленое волокно большего диаметра, при этом связывание армирующих слоев производят путем внедрения в армирующие слои ткани или волокна отрезков рубленого волокна и затягивания их в пустоты армирующего слоя преимущественно в вертикальном направлении, при этом длина отрезков рубленого волокна составляет 0,05-1,0 от толщины слоя ткани или волокна, а соединение слоев производят обжатием. Изобретение обеспечивает создание композитного материала, обладающего повышенной прочностью. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

Наверх