CZ2004406A3 - Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu s polymerní matricí - Google Patents
Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu s polymerní matricí Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2004406A3 CZ2004406A3 CZ2004406A CZ2004406A CZ2004406A3 CZ 2004406 A3 CZ2004406 A3 CZ 2004406A3 CZ 2004406 A CZ2004406 A CZ 2004406A CZ 2004406 A CZ2004406 A CZ 2004406A CZ 2004406 A3 CZ2004406 A3 CZ 2004406A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- reinforcement
- layer
- sheet
- layers
- composite material
- Prior art date
Links
Landscapes
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby vrstvených kompozitních materiálů s polymerní matricí, vykazujících vysokou variabilitu jak z hlediska polymerní matrice a výztuží, tak z hlediska konstrukčního. Uvedený způsob výroby poskytuje kompozitní materiály, jejichž vlastnosti lze cíleně nastavit a modifikovat s ohledem na nejrůznější aplikace.
Dosavadní stav techniky
Struktury tvořené výztužným materiálem, nejčastěji plošným vláknitým materiálem, a polymerem obklopujícím a prosycujícím tento výztužný materiál, tedy vrstvené kompozitní materiály s vláknitou výztuží a polymerní matricí, jsou v současné době dobře známé a hojně využívané v bezpočtu aplikací. Kompozitní materiál tohoto typu může vykazovat takovou úroveň fyzikálně mechanických vlastností, že je i vhodným konstrukčním materiálem, který výrazně předčí původní parametry samotných plastů.
Vynikající vlastnosti a s nimi spojená rostoucí obliba vrstvených polymerních kompozitů vedly k vytvoření a stabilizaci technologií jejich výroby.
Vedle tradičních technologií výroby existují i technologie tzv. suchého laminování, jejichž hlavním rysem je absence práce s kapalnou pryskyřicí. Tyto technologie je v podstatě možno rozdělit do dvou skupin. Jednu z nich tvoří výroba kompozitů z tzv. prepregů, což jsou vrstvy výztuže, které jsou impregnovány systémem pryskyřice a tvrdidla, jehož viskozita je za pokojové teploty natolik vysoká, že téměř nelepí a neteče. Tyto vrstvy jsou při výrobě kompozitu naskládány na sebe a za zvýšené teploty a tlaku (případně podtlaku) jsou ve formě vytvrzeny, čímž je stabilizován konečný tvar výrobku.
Jinou používanou technologií je tzv. technologie SPRINT firmy SP. Speciální vrstvený materiál obsahuje několik vrstev výztuže a vrstvu pryskyřice s tvrdidlem. Materiál je vložen do formy, v níž je za zvýšené teploty a při podtlaku vytvarován a fixován požadovaný výrobek.
Impregnace vláknitých výztuží a příprava prepregů nebo vícevrstvých polotovarů je náročným procesem, který do značné míry podmiňuje kvalitu konečného výrobku. Rada finálních výrobců nejrůznějších aplikací vrstvených kompozitů se proto nezabývá impregnací a přípravou polotovaru, který získává od specializovaných firem a pouze jej zpracovává na finální výrobek.
- 2Tento dvoufázový postup je za stávající situace při existujících technologiích velmi často jediným možným či s ohledem na kvalitu vhodným postupem, na druhé straně má však i své nevýhody. Výrobci impregnovaných polotovarů nabízejí ve srovnání s obrovským spektrem možných kombinací výztuží a polymerů pouze ty nejběžnější nebo nejvíce požadované. Tím jsou značně omezeny možnosti materiálového řešení výrobků na bázi vrstvených kompozitů a ztížena tvorba nových optimalizovaných řešení.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky a nevýhody dosavadních způsobů výroby vrstvených kompozitů do značné míry odstraňuje způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu s nejméně jednou polymerní matricí a nejméně jednou výztuží podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že uložením vrstev výztuže a vrstev polymeru ve formě fólie či desky se vytvoří polotovar, v němž alespoň jedna vrstva výztuže sousedí s nejméně jednou polymerní vrstvou ve formě fólie nebo desky, tento polotovar se uloží do formy a podrobí tepelnému a tlakovému zpracování za teploty síťování u reaktoplastů nebo nad teplotou tání u termoplastů, přičemž se prostředí výztuže prosytí materiálem polymerní matrice, načež se celek tvarově stabilizuje síťovací reakcí a ochlazením u reaktoplastů nebo prostým ochlazením u termoplastů a vyjme se z formy.
Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu podle vynálezu je s výhodou realizovatelný také tak, že alespoň jedna vrstva výztuže se umístí diferencovaně pouze v části plochy budoucího vrstveného kompozitního materiálu. Výhodně je také možno začlenit do kompozitního materiálu vedle klasické vláknité výztuže i výztuž tvořenou strukturním prvkem, zejména voštinou, pěnou nebo i prutem či jiným pevným tělesem.
Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu podle vynálezu může mít polymerní matrici vytvořenou z fólie či desky z termoplastu, zejména z polyolefínu Či polyesteru o tloušťce do 3 mm, nebo z fólie Či desky z reaktoplastů obsahujícího tvrdidlo, zejména epoxidové fólie či desky o tloušťce do 3 mm.
Výhodou způsobu výroby vrstveného kompozitního materiálu s nejméně jednou polymerní matricí a nejméně jednou výztuží podle vynálezu ve srovnání s dosavadními technologiemi výroby vrstvených kompozitu je především jeho obrovská variabilita, umožňující použití nesrovnatelně širšího spektra kombinací výztuží s polymerní matricí. Je možno použít i více druhů polymerů a samozřejmě různé typy výztuží v jednom výrobku, pouze se zřetelem na soulad zpracovatelských teplot použitých polymerů, jejich vzájemných adhezních vlastností a jejich tepelnou odolnost.
- 3 Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu podle vynálezu umožňuje operativní volbu jednotlivých složek kompozitu, které jsou po sestavení do celku zpracovány ve formě bez zvýšených technologických nároků oproti dosavadnímu zpracování prepregů nebo vícevrstvých polotovarů. Způsob výroby vrstveného kompozitu podle vynálezu díky své pružnosti značně usnadňuje optimalizaci, vývoj nových výrobků a výrobu malých sérií.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Vrstvený kompozitní materiál byl připraven z následujících vrstev:
1. vrstva: Skleněná tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m,
2. vrstva: «Epoxidová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m2y
3. vrstva: tjkleněná tkanina o plošné hmotnosti 280 g/m2
4. vrstva: Epoxidová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m2,
5. vrstva: Skleněná tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m2.
Tyto vrstvy byly uloženy do otevřené formy, která byla uzavřena pomocí plachty a evakuovaná.Vzniklá sestava byla zpracována při teplotě 12^C a tlaku 85 kPa po dobu 1,5 hodiny.
Vzniklý výrobek - laminátový kryt motorového prostoru - měl následující vlastnosti:
- obsah skla 50 hmotnostních %,
- plošná hmotnost 1,2 kg/ m2,
- teplotní odolnost do lOOrC.
Příklad 2
Vrstvený kompozitní materiál byl připraven z následujících vrstev:
1. vrstva: Skleněná tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m2/
2. vrstva: (Epoxidová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m2
3. vrstvasáíkleněná tkanina o plošné hmotnosti 280 g/m2; na nahrazena aramidovou voštinou o tloušťce 4 mm z důvodu zvýšení pevnosti/
4. vrstva :<Epoxidová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m/
30% plochy byla tato tkanina
5. vrstva:s$kleněná tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m2.
Tyto vrstvy byly uloženy do otevřené formy, která byla uzavřena pomocí plachty a evakuována. Vzniklá sestava byla zpracována při teplotě 9C^C a tlaku 87 kPa po dobu 4,5 hodiny.
Vzniklý výrobek - laminátový kryt motorového prostoru - měl následující vlastnosti:
- obsah skla 50 hmotnostních % (mimo část výrobku obsahující voštinu),
- průměrná plošná hmotnost výrobku 1,16 kg/ m2,
- teplotní odolnost do 70rC.
Příklad 3
Vrstvený kompozitní materiál byl připraven z následujících vrstev:
1. vrstva ^Skleněná tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m2 vrstva:dtpoxidová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m2 vrstva :<£Áramidová voština o tloušťce 4 mm z důvodu zvýšení pevnosti /
2.
3.
4.
5.
vrstvaigÉpoxidová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m2/ vrstva:^&kleněná tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m2.
Tyto vrstvy byly uloženy do otevřené formy, která byla uzavřena pomocí plachty a evakuována. Vzniklá sestava byla zpracována při teplotě 100^C a tlaku 80 kPa po dobu 3 hodin.
Vzniklý výrobek - laminátový trup sportovní lodě - měl následující vlastnosti:
- obsah výztuže v laminátu 52 hmotnostních %,
- průměrná plošná hmotnost výrobku 8,4 kg/m2,
- teplotní odolnost do 8u°C.
Příklad 4
Vrstvený kompozitní materiál byl připraven z následujících vrstev:
1. vrstva Uhlíková tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m2/
2. vrstvaáBpoxidová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m/
3. vrstva: vVoština o tloušťce 12 mm z důvodu zvýšení pevnosti; ve dvou místech byla aramidová voština nahrazena kompozitovým taženým profilem o rozměrech 12x35x50 mm z důvodu kotvení dílu (
4. vrstva:dBpoxidová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m
5. vrstvamikleněná tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m2.
Tyto vrstvy byly vloženy mezi dvě kovové desky - formovací plochy, celek byl uzavřen pomocí plachty a evakuován.Vzniklá sestava byla zpracována při teplotě 12CrC a tlaku 80 kPa po dobu 1 hodiny.
Vzniklý výrobek - plošný laminátový pevnostní díl použitelný jako podlaha, panel stěny apod. měl následující vlastnosti:
- průměrná plošná hmotnost výrobku 1,65 kg/m2,
- teplotní odolnost do 90rC.
Příklad 5
Vrstvený kompozitní materiál byl připraven z následujících vrstev:
vrstva:s$kleněná tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m'
2.
3.
vrstva:^9olypropylenová fólie o plošné hmotnosti 300 g/mj vrstva: Skleněná tkanina o plošné hmotnosti 280 g/m2; v krajích vložen tažený kompozitový prut o průřezu 3x10 mm z důvodu zpevnění lemu y
4. vrstva: polypropylenová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m
5. vrstva$$kleněná tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m2.
Tyto vrstvy byly vloženy mezi dvě kovové desky - formovací plochy, celek byl uzavřen pomocí plachty a evakuován. Vzniklá sestava byla zpracována při teplotě 16cj°C a tlaku 80 kPa po dobu 20 minut.
Vzniklý výrobek - plošná výplň rámové konstrukce - měl následující vlastnosti:
- obsah skla v laminátu 50 hmotnostních % (nezapočítána hmotnost taženého profilu),
- průměrná plošná hmotnost výrobku 1,2 kg/m2,
- teplotní odolnost do 600C.
Příklad 6
Vrstvený kompozitní materiál byl připraven z následujících vrstev:
1. vrstva: Epoxidová fólie o plošné hmotnosti 80 g/m2- top coat
2. vrstva:(^hlíková tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m2/.
3. vrstva:d®poxidová fólie o plošné hmotnosti 200 g/m2.
- 6 4. vrstva:^olyurethanová pěna tloušťky 6 mm; v místech s vyšší expozicí mechanickému namáhání aramidová voština tloušťce 6 mm
5. vrstva:<2$poxidová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m2
6. vrstva:$$kleněná tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m2 [
7. vrstva:^ažený uhlíkový profil 20x3 mm uložený na vrstvu 7 10 mm od okraje výrobku
8. vrstva: Epoxidová fólie o plošné hmotnosti 200 g/m2; uložena pouze po obvodu výrobku do vzdálenosti 100 mm od okraje
9. vrstva Skleněná tkanina o plošné hmotnosti 200 g/ m2; uložena pouze po obvodu výrobku do vzdálenosti 100 mm od okraje.
Tyto vrstvy byly uloženy do otevřené formy, která byla uzavřena pomocí plachty a evakuována. Vzniklá sestava byla zpracována při teplotě a tlaku 80 kPa po dobu 3 hodin. Vzniklý výrobek - laminátová část karoserie.
Claims (4)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu, tvořeného jednou nebo více vrstvami výztuže a jednou nebo více polymerními matricemi, vyznačující se tím, že uložením vrstev výztuže a vrstev polymeru ve formě fólie či desky se vytvoří polotovar, v němž alespoň jedna vrstva výztuže sousedí s alespoň jednou polymerní vrstvou ve formě fólie či desky, tento polotovar se uloží do formy a podrobí tepelnému a tlakovému zpracování za teploty síťování u reaktoplastů nebo nad teplotou tání u termoplastů, přičemž se prostředí výztuže prosytí materiálem polymerní matrice, načež se celek tvarově stabilizuje síťovací reakcí a ochlazením u reaktoplastů nebo prostým ochlazením u termoplastů a vyjme se z formy.
- 2. Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu podle nároku 1,vyznačující se t í m, že alespoň jedna vrstva výztuže se umístí diferencovaně pouze v části plochy budoucího vrstveného kompozitního materiálu.Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu podle nároku 1,vyznačující se t i m, že vedle klasické vláknité výztuže se do kompozitního materiálu začlení i výztuž tvořená strukturním prvkem, zejména voštinou, pěnou nebo i prutem či jiným pevným tělesem.
- 4. Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t i m, že polymerní matrice se vytvoří z fólie či desky z termoplastu, zejména z polyolefínu či polyesteru o tloušťce do 3 mm.
- 5. Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu podle nároku 1,vyznačující se t í m, že polymerní matrice se vytvoří z fólie či desky z reaktoplastů obsahujícího tvrdidlo, zejména epoxidové fólie či desky o tloušťce do 3 mm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2004406A CZ295903B6 (cs) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu s polymerní matricí |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2004406A CZ295903B6 (cs) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu s polymerní matricí |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2004406A3 true CZ2004406A3 (cs) | 2005-11-16 |
| CZ295903B6 CZ295903B6 (cs) | 2005-11-16 |
Family
ID=35265619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2004406A CZ295903B6 (cs) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu s polymerní matricí |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ295903B6 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130130038A1 (en) * | 2009-09-22 | 2013-05-23 | Jacob Woudsma | Epoxy foil(s) |
-
2004
- 2004-03-23 CZ CZ2004406A patent/CZ295903B6/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130130038A1 (en) * | 2009-09-22 | 2013-05-23 | Jacob Woudsma | Epoxy foil(s) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ295903B6 (cs) | 2005-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8628842B2 (en) | Fiber-reinforced molded product and method for manufacturing the same | |
| EP1897680B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Sandwich-Bauteils mit einem Wabenkern | |
| EP3049236B1 (de) | Mehrschichtiges strukturbauteil, verfahren zu dessen herstellung und verwendung | |
| US5529826A (en) | Fabric-faced thermoplastic composite panel | |
| US8518312B2 (en) | Lightweight, multi-layered structural composites using recycled landfill-bound scrap | |
| US4590027A (en) | Method of producing a thermoplastics material | |
| DE602005001132T2 (de) | Geformter Schichtstoff und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| EP2222453B1 (en) | A method of manufacturing a composite part from resin-preimpregnated fibres | |
| KR101160716B1 (ko) | 기판 및 그 각 면상의 하나 이상의 커버층으로 이루어진다층 제품, 다층 제품의 제조 방법, 페인팅된 다층 제품 및다층 제품의 페인팅 방법 | |
| CN102765230B (zh) | 复合纤维布、其应用和应用方法 | |
| NZ511534A (en) | Moulding materials | |
| EP0313171B1 (en) | Sandwich material and the use thereof | |
| US5604020A (en) | Thermoplastic thermoformable composite material and method of forming such material | |
| US4889763A (en) | Sandwich material and the use thereof | |
| KR101961103B1 (ko) | 탄소섬유 원단과 금속 그물 구조물을 밀착가공한 탄소섬유 원단 프리프레그 및 그 제조방법 | |
| GB2379633A (en) | Surface material suitable for producing a cosmetic quality surface on a composite laminate structure | |
| EP2410576A2 (de) | Verbundbauteil mit einer solaraktiven Schicht und Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils | |
| KR20170105667A (ko) | 복합재료 적층판 및 이의 제조방법 | |
| CN114929788A (zh) | 纤维增强热塑性复合材料及其制备方法 | |
| JPH09510669A (ja) | 縁の区域で異なった弾力性をもつ積層部材 | |
| NL2015889B1 (en) | A stitch-reinforced sandwich panel. | |
| KR20180079729A (ko) | 준등방성 특성을 가지는 섬유 강화 플라스틱 성형품 및 이의 제조방법 | |
| EP1048446B1 (en) | Thermoformable Honeycomb and Method for its Manufacture | |
| CZ2004406A3 (cs) | Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu s polymerní matricí | |
| WO2016020252A1 (de) | Sandwich-bauteile aus poly(meth)acrylat-basierten schaumkörpern und reversibel vernetzbaren composites |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20120323 |