CZ295903B6 - Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu s polymerní matricí - Google Patents
Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu s polymerní matricí Download PDFInfo
- Publication number
- CZ295903B6 CZ295903B6 CZ2004406A CZ2004406A CZ295903B6 CZ 295903 B6 CZ295903 B6 CZ 295903B6 CZ 2004406 A CZ2004406 A CZ 2004406A CZ 2004406 A CZ2004406 A CZ 2004406A CZ 295903 B6 CZ295903 B6 CZ 295903B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- reinforcement
- layer
- sheet
- layers
- composite material
- Prior art date
Links
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu, tvořeného jednou nebo více vrstvami výztuže a jednou nebo více polymerními matricemi, 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 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. Potom se celek tvarově stabilizuje síťovací reakcí a ochlazením u reaktoplastů nebo prostým ochlazením u termoplastů a vyjme se z formy.
Description
Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu s polymerní matricí
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby vrstvených kompozitních materiálů s polymerní matricí, vykazujících vysokou variabilitu jak z hlediska polymerní matrice 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 z 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. Řada finálních výrobků nejrůznější aplikací vrstvených kompozitů se proto nezabývá impregnací a přípravou polotovaru, který získává od specializovaných firem a pouze jej zpracovává na finální výrobek.
Tento 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
-1 CZ 295903 B6 síťování u reaktoplastů nebo nad teplotou tání u termoplastů, přičemž se prostředí výztuže prosytí materiálem polymemí 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 polymemí matrici vytvořenou z fólie či desky z termoplastu, zejména zpolyolefmu 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 polymemí matricí a nejméně jednou výztuží podle vynálezu ve srovnání s dosavadními technologiemi výroby vrstvených kompozitůje především jeho obrovská variabilita, umožňující použití nesrovnatelně širšího spektra kombinací výztuží s polymemí 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.
Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu podle vynálezu umožňuje operativní volbu jednotlivých složek kompozitu, které jsou po sestavení do celku upracovány 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/m2,
2. vrstva: epoxidová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m2,
3. vrstva: skleněná 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 120 °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 100 °C.
Příklad 2
Vrstvený kompozitní materiál byl připraven z následujících vrstev:
1. vrstva: skleněná tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m2,
-2CZ 295903 B6
2. vrstva: epoxidová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m2,
3. vrstva: skleněná tkanina o plošné hmotnosti 280 g/m2; na 30 % plochy byla tato tkanina nahrazena aramidovou voštinou o tloušťce 4 mm z důvodu zvýšení pevnosti,
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 evakuována. Vzniklá sestava byla zpracována při teplotě 90 °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 výrobu 1,16 kg/m2,
- teplotní odolnost do 70 °C.
Příklad 3
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. vrstva: aramidová voština o tloušťce 4 mm z důvodu zvýšení pevnosti,
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 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 z laminátu 52 hmotnostních %,
- průměrná plošná hmotnost výrobku 8,4 kg/m2,
- teplotní odolnost do 80 °C.
Příklad 4
Vrstvený kompozitní materiál byl připraven z následujících vrstev:
1. vrstva: uhlíková tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m2,
2. vrstva: epoxidová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m2,
3. vrstva: voština 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: epoxidová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m2,
5. vrstva: skleněná 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 120 °C a tlaku 80 kPa po dobu 1 hodiny.
Vzniklý výrobek - plošný laminátový pevnostní díl použitelný jako podlaha, panel stěny apod. měl následující vlastnosti:
-3CZ 295903 B6
- průměrná plošná hmotnost výrobku 1,65 kg/m2,
- teplotní odolnost do 90 °C.
Příklad 5
Vrstvený kompozitní materiál byl připraven z následujících vrstev:
1. vrstva: skleněná tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m2,
2. vrstva: polypropylenová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m2,
3. vrstva: skleněná tkanina o plošné hmotnosti 280 g/m2; v krajích vložen tažený kompozitový ío prut o průřezu 3x10 mm z důvodu zpevnění lemu,
4. vrstva: polypropylenová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m2,
5. vrstva: skleněná tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m2.
Tyto vrstvy byly vloženy mezi dvě kovové desky - formovací plochy, celek byl uzavřen pomocí 15 plachty a evakuován. Vzniklá sestava byla zpracována při teplotě 160 °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 60 °C.
Příklad 6
Vrstvený kompozitní materiál byl připraven z následujících vrstev:
1. vrstva: epoxidová fólie o plošné hmotnosti 80 g/m2 - top coat,
2. vrstva: uhlíková tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m2,
3. vrstva: epoxidová fólie o plošné hmotnosti 200 g/m2,
4. vrstva: polyurethanová pěna tloušťky 6 mm; v místech s vyšší expozicí mechanickému namáhání aramidová voština o tloušťce 6 mm,
5. vrstva: epoxidová fólie o plošné hmotnosti 300 g/m2,
6. vrstva, skleněná tkanina o plošné hmotnosti 160 g/m2,
7. vrstva: tažený uhlíkový profil 20x3 mm uložený na vrstvu 710mm 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 dobu výrobku do vzdálenosti 100 mm od okraje.
Tyto vrstvy byly uloženy do otevřené formy, která byla uzavřena pomocí plachty a evakuována. 40 Vzniklá sestava byla zpracována při teplotě 100 °C a tlaku 80 kPa po dobu 3 hodin. Vzniklý výrobek - laminátová část karoserie.
Claims (5)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu, tvořeného jednou nebo více vrstvami výztuže a jednou nebo více polymemími 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 ochlazením u reaktoplastů nebo prostým ochlazením u termoplastů a vyjme se z formy.
- 2. Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jedna vrstva výztuže se umístí diferencovaně pouze v části plochy budoucího vrstveného kompozitního materiálu.
- 3. Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu podle nároku 1, vyznačující se tím, 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, vyznačující se tím, 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 tím, 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 CZ2004406A3 (cs) | 2005-11-16 |
| CZ295903B6 true 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) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1037302C2 (nl) * | 2009-09-22 | 2011-03-23 | Jacob Woudsma | Nieuwe werkwijze en/of nieuwe voortbrengsel(en) van thermo hardbare lijmen en/of folies en/of coatings en/of egalisatiemiddelen van elastische epoxyproducten tot niet elastische producten voor het beschermen en voor het onderhoud van huizen, gebouwen, auto's, schepen, jachten, bruggen, wegen, vloeren, plafonds, muren, meubelen, textiel, papier, etc. |
-
2004
- 2004-03-23 CZ CZ2004406A patent/CZ295903B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2004406A3 (cs) | 2005-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8628842B2 (en) | Fiber-reinforced molded product and method for manufacturing the same | |
| EP3147108B1 (en) | Carbon fiber composite material | |
| EP1897680A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Sandwich-Bauteils mit einem Wabenkern | |
| CN102765230B (zh) | 复合纤维布、其应用和应用方法 | |
| KR101160716B1 (ko) | 기판 및 그 각 면상의 하나 이상의 커버층으로 이루어진다층 제품, 다층 제품의 제조 방법, 페인팅된 다층 제품 및다층 제품의 페인팅 방법 | |
| CN105946327B (zh) | 一种双面斜纹立体结构玻璃纤维织物及制备复合材料的方法 | |
| KR101484371B1 (ko) | 열가소성 수지 함침 연속섬유 포함 적층체 및 그 제조 방법 | |
| KR101961103B1 (ko) | 탄소섬유 원단과 금속 그물 구조물을 밀착가공한 탄소섬유 원단 프리프레그 및 그 제조방법 | |
| CN106739245A (zh) | 电子产品外壳及其制造方法 | |
| CN116323161B (zh) | 夹芯板的制造方法和夹芯板 | |
| KR20170105667A (ko) | 복합재료 적층판 및 이의 제조방법 | |
| JP2023503032A (ja) | 繊維強化熱可塑性複合材シート及びそれを作製する方法 | |
| JP5966969B2 (ja) | プリプレグの製造方法 | |
| JPH09510669A (ja) | 縁の区域で異なった弾力性をもつ積層部材 | |
| KR20180079729A (ko) | 준등방성 특성을 가지는 섬유 강화 플라스틱 성형품 및 이의 제조방법 | |
| CZ295903B6 (cs) | Způsob výroby vrstveného kompozitního materiálu s polymerní matricí | |
| US20130330991A1 (en) | Composite material and method for preparing the same | |
| WO2016020252A1 (de) | Sandwich-bauteile aus poly(meth)acrylat-basierten schaumkörpern und reversibel vernetzbaren composites | |
| JP6847510B2 (ja) | 炭素繊維複合化粧板 | |
| KR102418441B1 (ko) | 탄소섬유 강화 플라스틱 성형 방법 | |
| KR101263976B1 (ko) | 경제성 및 기계적 물성이 뛰어난 복합시트의 제조방법, 제조장치 및 이로부터 제조된 복합시트 | |
| GB2114055A (en) | Manufacturing fibre-reinforced composites | |
| JP2022516512A (ja) | 複合材料の機械的成形 | |
| CN114434925A (zh) | 热塑性复合板材及其制备方法与由其制备的制品 | |
| CN112824739A (zh) | 纤维增强热塑性复合材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20120323 |