CZ29392A3 - Způsob výroby desek termoplastických kompozitu ztužených dlouhými skleněnými vlákny - Google Patents

Abstract

Způsob výroby sestává z konfekce polotovaru, lisování a chlazení. V lisovací formě se sestaví polotovar z nejméně jedné vrstvy termoplastické polymerní matrice ve formě fólie a/nebo granulátu a nejméně jedné vrstvy výztuže z dlouhých skleněných vláken, s výhodou ve formě netkané rohože, lisovací forma s tímto polotovarem se vsune do teplého lisu, s výhodou víceetážového, kde se lisováním provede prosycení vláken polymerní taveninou při teplotě lisu alespoň 100 ° C, tlaku nejména 0,1 MPa po dobu delší než 2 min, načež se forma přesune do prostorově bezprostředně navazujícího studeného lisu o geometrii odpovídající teplému lisu, provede se vychlazení pod teplotu tání polymerní matrice a vyjmutí výlisku z formy. Způsob je výhodný zejména v případě, že proces konfekce, lisování a chlazení se provádí souběžně v soustavě víceetážových lisů

Description

Vynď1ez se tyká způsobu výroby desek íeraopiastických koapositů ztužených dlouhým: skleněnými vlákny.

V současné době sa vyrábí různé druhy kompozitních materiálů s výztuží z dlouhých vláken, nejčastěji skleněných; v menší míře se používají vlákna uhlíková, syntetická vlákna na bázi polyesteru, polyamidu, viskózy nebo jejich směsi.

Podle materiálu tvořícího polymerní matrici lze rozlišit dva základní typy těchto kompozitu; kompozity na bázi reaktoplastů ( termosetů) a na bázi termoplastů. Vzhledem k tomu, že u kompozitu prvního typu nelze počítat s recyklací odpadu,dává se přednost kompozitním materiálům s termoplastickou matricí.

Výroba a aplikace termoplastických kompozitu s dlouhými skleněnými vlákny, označovaných jako GMT materiály, se začíná více uplatňovat až v současnosti. Její nezanedbatelnou výhodou je rovněž skutečnost, že se jedná o bezrozpouštědlové technologie.

Dosud známé způsoby výroby GMT materiálů lze v podstatě rozdělit do tří základních skupin.

První skupina technologií je charakteristická tím, že na rohož s převážným obsahem dlouhých skleněných vláken se za pohybu :ur:aá. plocnou hubicí v> t 1 jčo v a> - · f.c stroje .na tei-sooiastu o vysokém indexu toku taveniny (dále

Ha takto vzniklý plošný útvar se oboustranně kontinuálně při laminuje v podstatě separační řOlie z materiálu o nízkém ITT, nejčastěji stejného typu jako je polymerní tavenina. Lam i nace se provádí nejlépe v pásovém lisu, jehož první část je vyhřívaná, druhá chlazená. Takto připravený kontinuální útvar se formátuje na požadované rozměry

Popsaný postup je poměrně složitý. přeúevšía však klade značné nároky jak na presfory. v nichž má být realizován, tak na vlastni. výrobní zařízen:. Použiti separační folie, která znovu ,::·;··,..·. :1.-. o e pel ným opracováním. navíc zv/sune energetickou naroc-mtr ir. i zpúso-o;-'. .-v,er- nev· :e. ale nasekané sklen ; v; a:

nu mm. «itere

1,4η* z i v a > · ·/ y ~ rc/ing;

u .ί a l a v θπ i n t

V SU poiyiaeru. Na tuto sestavu se uaisti kr/c: íoiie a celek šarně proiopregnuje za vzniku termoplast ického koapozitu.

Tyto způsoby lze sice považovat za poněkud jednodušší oproti první skupině, ale prostorová i investiční náročnost je u nich rovněž značná, stejně jako nároky na spotřebu energie.

ireti skupina postupů má vzhledem k dosud popsaným zřetelně odlišný charakter, neboť v podstatě kopíruje papírenskou technolog: i. Směs práškového polymeru, skleněných vláken nasekaných na délku 10 až 30 mm a voda se smísí a navrství na sítovou podložku, ξ níž je po odpaření vody sejmut polotovar, který po slisování dává požadovaný termoplastický kompozit. Posledním krokem je opět formátování na menší rozměry.

U těchto postupů se jedná z hlediska zařízení v podstatě o dvě linky - jednu pro výrobu polotovaru a druhou pro jeho zpracování na termoplastický kompozit. 2 toho vyplývá opět prostorová náročnost výroby. Určitým přínosem oproti předchozím způsobům z hlediska energetického je skutečnost, ze se nepracuje s krycí nebo separační fólií, která by procházela dvojím tepelným zpracováním. Objevují se zde však jiné nevýhody, především omezení délky vláken do cca 30 mm, protože při větších aélkacn dochází nepravidelnostem v dávkováni, způsobujícím výskyt anizotropie. Existují zde také omezení tloušťková.

Uvedené nevýhody a nedostatky dosud známých způsobů výroby popsaných kompozitů do značné míry odstraňuje způsob výroby termoplastických kompozitu ztužených dlouhým: skleněnými vlákny podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom. že v 1isovaci formě se sestaví polotovar z nejméně jedné vrstvy termoplastické po i ymerni matrice ve formě fólie a/nebo granulátu a nej mené jedne vrstvy vyztuže z ilouňvch ssleněnýcn .'lákem. -3 whodou ve formě netkané rohože. i . sovac! -'c-rma s tímto coioioverea se vsune do přesyceni vláken polymerní taveninou při leplcir lisu alespoň ‘ůC-c. tlaku nejméně 0. i h?a co dobu delší nes z min načež se o

orní;

oř-sune do prostorové besprostřsúné navanujicino stuaeneno lisu o geometrii odpovídající teplému lisu. provede se vychiacsni pod teplotu tání polyraerní matrice a vyjmutí výlisku z formy. Přitom proces konfekce, lisování a chlazení se v praxi provádí souběžně, takže v době, kdy jeden výrobek (sada výrobků) je ve stadiu konfekce, prochází j iž předešlý výrobek (sada výrobků) 1 : sováním, další chlazením a ještě předcházející vyjímáním z formy (forem) a př í pravou formy ( f ořem) pro nové po už i tí . Jednot I i ve operace jsou synchronizovány Lak, že pracovní cykly zejména u lisování a chlazení následují za sebou prakticky nepřetržitě.

Z výše uvedeného je zřejmá energetická výhodnost způsobu výroby termoplastických kompozitů podle vynálezu, založená již na samotné skutečnosti, že se použije teplý a studený lis, a dále zvýšená v případě použití lisů víceetážových. Z hlediska energetického je významným přínosem rovněž skutečnost, že způsob podle vynálezu nevyžaduje použití krycích nebo separačních fólií.

Způsob výroby termoplastických kompozitů podle vynálezu je ve srovnání s dosud používanými způsoby jednoduchý, prostorově nenáročný, ale především je výhodný z hlediska investičního, kdy náklady .0..1 výrobní zařízeni jsou řadově mósi při dosazeni standartní kvality i produktivity práce.

Způsob výroby termoplastických kompozitů podle vynálezu je schématicky znázorněn na přiložených výkresech, kde značí obr. 1 - celkové schéma výrobního procesu (půdorys) obr. 2 - lisování a chlazení ve víceet ážových 1 i šech (nárys) .

konfekce polotovaru se provádí v plnicím a dávkovacím zařízení _1 , ne no z >repravuj i napínaní formy a ukládají se (například í ořem kdí pomoci zvedacího zařízeni) do zásobníku naplněných _

-sou připraveny ke vstupu do tepleno lisu 3. Na něj bezprostředně navazuje studený lis 4. odkud jsou formy přesunuty do zásobníku -ych I aze ny - n f irem 5. ~ něj j sou f army odebírány a dopravovaný k a ocběru výlisků a čištěni vyprázdnenycn forem. ktere pak válečková dráha 7 dopravuje zpět k novému použití.

K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží dále uvedené přík1ady konkrétního provedeni způsobu výroby termoplastických kompozi tu.

Příklad 1

Do lisovací formy o rozměrech 700 χ 650 x 4 mm byla vložena rohož z dlouhých skleněných vláken upravená na rozměry formy plošná hmotnost rohože činila 800 g.m^-2. Na tuto rohož byl rovnoměrně nasypán polypropylenový granulát v množství 1,4 kg a na nej vložena opět stejná rohož jako první vrstva. Po uzavření byla forma, případně připravená v zásobníku, vsunuta do teplého lisu, kde došlo k pro impregnování rohože polymerní taveninou při teplotě 200°C po dobu 10 min. Potom byla forma přesunuta do studeného lisu, kde byla během stejné doby vychlazena na 50°C. Po vysunutí ze studeného lisu, případně přes zásobník vychlazených forem, byl z formy vyjmut výlisek o následujících vlastnostech:

pevnost	v tahu	80 MPa
pevnost	v ohybu	90 MPa
vrubová	ho uže v n a t os t	50 kJ .
te pe 1 n á	odolnost ISO-75	155

Přiklad 2

Do formy o vnitřních rozměrech těna PP fólie o rozměrech 695 x 645 skleněná rohož o rozměrech stejných hmotnosti 1600 g.m'². Na tuto rohož stejná jako první vrstva. Další post výlisek vykazoval vlastn jako v příkladě 1 byla um isx 1.6 mm. Na ni byla uložena ako je d u byla opět ina f o r m y um i stěna a p i osné

PP foiie

P byl shodný jako v pří st i obdobné j ako v pře m přiklade

Claims (1)

1. Způsob výroby desek termoplastických kompozitu ztužených dlouhými skleněným; vlákny, sestávající z konfekce polotovaru, lisování a chlazeni, vyznačený tím. že v 1 isovaci foraé se sestaví polotovar z nejméně jedné vrstvy termoplasticke polymerní matrice ve formě fólie a/nebo granulátu a nejaeně jedné vrstvy výztuze z dlouhých skleněných vláken, s výhodou ve formě netkané rohože, lisovací forma s tímto polotovarem se vsune do teplého lisu, s výhodou viceetážového, kde se lisováním provede prosycení vláken polymerní taveninou při teplotě lisu alespoň 100°C, tlaku nejméně 0,1 MPa po dobu delší než 2 min , načež se forma přesune do prostorově bezprostředně navazujícího studeného lisu o geometrii odpovídající teplému lisu, provede se vychlazení pod teplotu tání polymerní matrice a vyjmutí výlisku z formy.

   vyznačeny tím, že proces konfekce. lisování a provádí souběžně v soustavě v iceetaáovych lisu.