PL242517B1 - Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel - Google Patents
Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel Download PDFInfo
- Publication number
- PL242517B1 PL242517B1 PL432773A PL43277320A PL242517B1 PL 242517 B1 PL242517 B1 PL 242517B1 PL 432773 A PL432773 A PL 432773A PL 43277320 A PL43277320 A PL 43277320A PL 242517 B1 PL242517 B1 PL 242517B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- layers
- self
- healing
- epoxy
- magnesium
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- RWDBMHZWXLUGIB-UHFFFAOYSA-N [C].[Mg] Chemical compound [C].[Mg] RWDBMHZWXLUGIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims description 27
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 22
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 19
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 19
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 77
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 16
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 8
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 3
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 229920002396 Polyurea Polymers 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011157 advanced composite material Substances 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 aluminum-carbon-aluminum Chemical compound 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 229940088623 biologically active substance Drugs 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel, w którym wytwarza się warstwy anodowe na arkuszach blachy magnezowej, charakteryzuje się tym, że wytworzone warstwy (2) anodowe o grubości od 5 µm do 20 µm, korzystnie 8 µm na obu powierzchniach arkuszy (3) blachy magnezowej o grubości od 0,25 mm do 0,5 mm, korzystnie 0,3 mm, powleka się mieszaniną samonaprawiającą się i pozostawia się do połączenia adhezyjnego w czasie 24 godzin w temperaturze 23°C, po tym czasie otrzymuje się warstwy (1) samonaprawiające się o grubości od 5 µm do 0,25 mm, korzystnie 35 µm i na jedną z powierzchni warstw (1) samonaprawiających się nakłada się cztery jednakowe, sklejone ze sobą warstwy (5) kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda, po czym na warstwy (5) kompozytu epoksydowo-węglowego nakłada się arkusz (3) blachy magnezowej z warstwami (2) anodowymi i warstwami (1) samonaprawiającymi się, a następnie poddaje się nałożone na siebie warstwy procesowi polimeryzacji.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel.
Dotychczas znane są laminaty na bazie aluminium z warstwami epoksydowymi z włóknami szklanymi, aramidowymi i węglowymi. Obecnie stosowane są w lotnictwie laminaty pod nazwą Glare® na bazie stopu aluminium z warstwą polimerową z włóknami szklanymi. Aktualnie poszukiwane są nowe rozwiązania technologiczne i materiałowe związane z dążeniem do obniżenia kosztów eksploatacji szczególnie w przemyśle lotniczym, gdzie paliwo generuje duże koszty. Ponadto dąży się, aby nowe materiały były lżejsze od poprzednich, przy zachowaniu tych samych, bądź korzystniejszych właściwości wytrzymałościowych i korozyjnych. Połączenie warstw magnezu i kompozytu epoksydowo-węglowego posiada korzystne właściwości wytrzymałościowe, szczególnie dzięki wysokiej sztywności włókien węglowych, a magnezu dzięki lekkości jako stopu metalu nieżelaznego. Problem w tym przypadku może stanowić występujące zjawisko korozji galwanicznej.
Znane są z polskich opisów patentowych nr PL 162006 (B1) i PL 183754 (B1) metody wytwarzania laminatów i laminaty, jednakże dotyczą one laminatów polimer-metal-polimer i tytan-ceramika. Ponadto patenty polskie nr PL232952 (B1) i PL232870 (B1) opisują laminat metalowo-polimerowy na bazie stopu tytanu. Polskie zgłoszenie patentowe nr PL407557 (A1) opisuje sposób wytwarzania i laminat aluminium-węgiel-aluminium.
Znany jest również z europejskiego zgłoszenia patentowego nr EP0312151 (A1) laminat metalowo-włóknisty złożony z naprzemiennie ułożonych i połączonych adhezyjnie cienkich blach metalowych oraz warstw kompozytu wzmacnianego włóknami szklanymi w osnowie polimerowej. Z amerykańskiego zgłoszenia patentowego nr US4500589 (A) znany jest laminat metalowo-włóknisty złożony z blach aluminiowych oraz warstw włókien aramidowych połączonych ze sobą za pomocy środka adhezyjnego. Natomiast ze zgłoszenia europejskiego nr EP2143559 (A1) znany jest materiał na bazie stopu magnezu i metoda wytwarzania.
Aktualny stan wiedzy na temat charakterystyki, procesów wytwarzania i zastosowania laminatów zawierających magnez i włókna węglowe został opisany w artykule „Zachowanie przy zginaniu laminatów hybrydowych kompozyt wzmacniany włóknami węglowymi/magnez o różnych grubościach warstw o różnych grubościach warstw” przez M. C. Kuo i J. C. Huang w Key Engineering Materials vol. 274-276, 2004, str. 1153-11, jak również „Wytwarzanie wysokowydajnych kompozytów laminowanych magnezowo-węglowych / polieteroeteroketon” przez X. Wu, Y. Pan, G. Wu, Z. Huang, R. Tian, S. Sun w Advanced Composites Letters, Vol. 26, Iss. 5, 2017 str. 168-172. Sposób przygotowania warstwy na magnezie i badania wytrzymałości zostały przedstawione w artykule „Wpływ przygotowania powierzchni na wytrzymałość międzywarstwową w trybie otwartym i trybie przesuwnym laminatów kompozyt wzmacniany włóknami węglowymi / magnez” przez Y. Pan, G.Wu, Z. Huang, M. Li, S Ji, Z. Zhang w Surface & Coatings Technology 319, 2017, na str. 309-317.
Niestety takie połączenie niesie za sobą ryzyko powstania korozji galwanicznej pomiędzy warstwą magnezu i kompozytu epoksydowo-węglowego, stąd poszukiwane są warstwy zabezpieczające i izolujące od siebie te warstwy. W ostatnich latach zaczęto rozwijać warstwy samonaprawiające się w odniesieniu do zabezpieczeń antykorozyjnych. Materiały samonaprawiające się należą do grupy materiałów inteligentnych, które zmieniają swoje właściwości w kontrolowany sposób w odpowiedzi na działanie bodźca zewnętrznego.
Mikrocząstki zalicza się do lekkiej frakcji glinokrzemianów jak podaje w artykule Lachowski, A. „Hybrydowe mikrocząstki krzemionka-substancja biologicznie czynna otrzymywane metodą zol-żel i suszenia” w Inżynieria Chemiczna i Procesowa 2004 Tom 25, zeszyt 3/2 str. 1255-1260. W artykule Suri S., Ruan G., Winter J. I Schmidt C.E. “Rozdział 1.2.19 - Mikrocząstki i Nanocząstki” w Biomaterials Science - 3 edycja w An Introduction to Materials in Medicine 2013, strony 360-388 przedstawili zakres określający wielkość i charakterystykę mikrocząstek, które są stosowane w naukach inżynierskich i biomedycynie. Ponadto w artykule tym podano, że dzięki kształtowi zbliżonemu do kuli oraz znikomej porowatości otwartej, ziarna mikrocząstek posiadają niewielką powierzchnię właściwą. Natomiast w artykule Dragosavac M.M., Vladisavljević G.T., Holdich R.G., Stillwell M.T., „Wytwarzanie porowatych mikrocząstek krzemianowych w procesie emulgacji membranowej” w Langmuir 2012, 28,1, str. 134-143 przedstawiony został sposób wytwarzania w kontrolowany sposób kształtu, rozmiaru i wielkości mikrocząstek. W artykule “Wytwarzanie wysoce jednorodnych i usieciowanych mikrocząstek polimocznikowych poprzez kopolimeryzację oraz ich właściwości i charakterystyka struktury” J. Xu, H. Han, L. Zhang, X. Zhu, X. Jianga i X. Z. Kong w RSC Advances 4, 61: 32134, 2014 przedstawili proces wytwarzania mikrocząstek, czyli polimeryzacji prepolimeru diizocyjanianu izoforonu - IPDI i kopolimeru dietylenotriaminy - DETA.
W artykule „Mikrosfery na bazie krzemionki o wzajemnie połączonej makroporowatości przez rozdział faz” Mario Vale, Mónica V. Loureiro, M. Joao Ferreira i Ana C. Marques w Journal of Sol-Gel Science and Technology, 2020 opisano nowatorską metodę tworzenia mikrosfer lub mikrocząstek na bazie krzemionki z dietylenotriaminą. Te nowe materiały mają zastosowanie w wielu dziedzinach, jako materiały pomocnicze lub mikrokomórki do fotokatalizy, materiały biomedyczne lub antykorozyjne zabezpieczenie.
Celem wynalazku jest sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel z warstwą samonaprawiającą się.
Istotą sposobu wytwarzania laminatu magnez-węgiel, w którym wytwarza się warstwy anodowe na arkuszach blachy magnezowej i wykorzystuje się mikrocząstki, z których każda składa się z powłoki z porowatych mikrosfer krzemionki w ilości 6,43% wagowo i wypełnienia z wodnego roztworu dietylenotriaminy w ilości 93,57% wagowo, według wynalazku, jest to, że wytworzone warstwy anodowe o grubości od 5 μm do 20 μm, korzystnie 8 μm na obu powierzchniach arkuszy blachy magnezowej o grubości od 0,25 mm do 0,5 mm, korzystnie 0,3 mm, powleka się mieszaniną samonaprawiającą się składającą z mikrocząstek o wielkości od 5 μm do 100 μm, korzystnie 30 μm wymieszanych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej od 0,5 mg do 5 mg, korzystnie 3 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej i pozostawia się do połączenia adhezyjnego w czasie 24 godzin w temperaturze 23°C. Po tym czasie otrzymuje się warstwy samonaprawiające się o grubości od 5 μm do 0,25 mm, korzystnie 35 μm każda, składające się z mikrocząstek o wielkości od 5 μm do 100 μm, korzystnie 30 μm połączonych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej od 0,5 mg do 5 mg, korzystnie 3 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej. Na jedną z powierzchni warstw samonaprawiających się nakłada się cztery jednakowe, sklejone ze sobą warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda. Na niepołączoną z warstwą samonaprawiającą się powierzchnię sklejonych ze sobą warstw kompozytu epoksydowo-węglowego, nakłada się arkusz blachy magnezowej z warstwami anodowymi i warstwami samonaprawiającymi się. Następnie poddaje się nałożone na siebie warstwy procesowi polimeryzacji.
Korzystnie jest, gdy nakłada się na siebie cztery jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda o kierunku ułożenia 0°/0°/0°/0°.
Korzystnie jest, gdy nakłada się na siebie cztery jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda o kierunku ułożenia +45/-45°/-45°/+45°.
Korzystnie jest, że nakłada się na siebie cztery jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda o kierunku ułożenia 0°/0°/90°/90°.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że otrzymuje się laminat magnez-węgiel o wysokich właściwościach antykorozyjnych oraz wysokich właściwościach wytrzymałościowych, oraz tym, że do anodowanej blachy magnezowej z warstwą samonaprawiającą się dobrze przylega warstwa kompozytu epoksydowo-węglowego. Laminat zawiera warstwę samonaprawiającą się, która odbudowuje mikropęknięcia oraz zapobiega występowaniu zmian korozyjnych, a także stanowi warstwę izolującą anodowany magnez od warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego.
Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na schematycznym rysunku, który przedstawia przekrój poprzeczny laminatu magnez-węgiel z warstwami samonaprawiającymi się.
We wszystkich przykładach wykonania wykorzystano mikrocząstki. Każda mikrocząstka składała się z powłoki z porowatych mikrosfer krzemionki w ilości 6,43% wagowo i wypełnienia z wodnego roztworu dietylenotriaminy w ilości 93,57% wagowo.
Przykład 1
Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel polegał na tym, że wyczyszczono papierem ściernym o gradacji 500 i odtłuszczono w acetonie oba arkusze 3 blachy magnezowej o grubości 0,3 mm. Następnie aktywowano powierzchnię arkuszy 3 blachy magnezowej w 10% roztworze kwasu fluorowodorowym i płukano w wodzie w czasie 5 minut. Potem anodowano arkusze 3 blachy magnezowej w przemysłowym roztworze alkalicznym składającym się z krzemianu sodu w ilości wagowej 5% i wody w ilości wagowej 95% roztworu o pH 10. Czas procesu wynosił 10 minut, gęstość prądu 5 A/dm2, a napięcie do 400 V. Po procesie anodowania płukano w wodzie arkusze 3 blachy magnezowej przez 5 minut i pozostawiono do wysuszenia w temperaturze 23°C. Wytworzono warstwy 2 anodowe o grubości 5 μm na obu powierzchniach arkuszy 3 blachy magnezowej, które następnie powleczono mieszaniną samonaprawiającą się składającą się z mikrocząstek 4 o wielkości 5 μm wymieszanych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej 0,5 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej. Po powleczeniu mieszaniną samonaprawiającą się pozostawiono wyrób do połączenia adhezyjnego w czasie 24 godzin w temperaturze 23°C. Po tym czasie otrzymano warstwy 1 samonaprawiające się o grubości 5 μm każda, składające się z mikrocząstek 4 o wielkości 5 μm połączonych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej 0,5 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej. Na jedną z powierzchni warstw 1 samonaprawiających się nałożono cztery jednakowe, sklejone ze sobą warstwy 5 kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda. Włókna węglowe w czterech warstwach 5 kompozytu epoksydowo-węglowego ułożono w kierunku 0°/0°/0°/0°. Następnie na niepołączoną z warstwą 1 samonaprawiającą się powierzchnię sklejonych ze sobą warstw 5 kompozytu epoksydowo-węglowego nałożono arkusz 3 blachy magnezowej z warstwami 2 anodowymi i warstwami 1 samonaprawiającymi się. Nałożone na siebie warstwy ułożono na formie aluminiowej, następnie za pomocą pakietu próżniowego odessano wewnętrzne powietrze z pakietu próżniowego do podciśnienia 0,08 MPa. Pakiet próżniowy utwardzono w komorze autoklawu w temperaturze 135°C, pod ciśnieniem 0,4 MPa. Wewnątrz komory autoklawu nagrzewano i chłodzono pakiet próżniowy z prędkością 2°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie 4,5 godziny. Całość schłodzono do temperatury 23°C.
Laminat poddano badaniom na ścinanie międzywarstwowe w próbie 3-punktowego zginania i siła maksymalna wynosiła 675 N. Po 24 h od wykonanej próby na zginanie, zauważono, że pomiędzy warstwą anodową na magnezie, a warstwą kompozytu epoksydowo-węglowego znajdujące się w warstwie samonaprawiającej się mikrocząstki uwolniły zawartość substancji samonaprawiającej się. Otrzymany laminat magnez-węgiel charakteryzował się wysokimi właściwościami antykorozyjnymi oraz wysokimi właściwościami wytrzymałościowymi. Ponadto warstwa samonaprawiająca się wewnątrz laminatu posiada właściwości nieprzewodzące i tym samym jest warstwą zabezpieczającą przed zjawiskiem korozji.
Przykład 2
Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel polegał na tym, że wyczyszczono papierem ściernym o gradacji 500 i odtłuszczono w acetonie oba arkusze 3 blachy magnezowej o grubości 0,5 mm. Następnie aktywowano powierzchnię arkuszy 3 blachy magnezowej w 10% roztworze kwasu fluorowodorowym i płukano w wodzie w czasie 5 minut. Potem anodowano arkusze 3 blachy magnezowej w przemysłowym roztworze alkalicznym składającym się z krzemianu sodu w ilości wagowej 5% i wody w ilości wagowej 95% roztworu o pH 10. Czas procesu wynosił 10 minut, gęstość prądu 5 A/dm2, a napięcie do 400 V. Po procesie anodowania płukano w wodzie arkusze 3 blachy magnezowej przez 5 minut i pozostawiono do wysuszenia w temperaturze 23°C. Wytworzono warstwy 2 anodowe o grubości 20 μm na obu powierzchniach arkuszy 3 blachy magnezowej, które następnie powleczono mieszaniną samonaprawiającą się składającą się z mikrocząstek 4 o wielkości 100 μm wymieszanych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej 5 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej. Po powleczeniu mieszaniną samonaprawiającą się pozostawiono wyrób do połączenia adhezyjnego w czasie 24 godzin w temperaturze 23°C. Po tym czasie otrzymano warstwy 1 samonaprawiające się o grubości 0,25 mm każda, składające się z mikrocząstek 4 o wielkości 100 μm połączonych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej 5 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej. Na jedną z powierzchni warstw 1 samonaprawiających się nałożono cztery jednakowe, sklejone ze sobą warstwy 5 kompozytu epoksyd owo-węglowego o grubości 0,131 mm każda. Włókna węglowe w czterech warstwach 5 kompozytu epoksydowo-węglowego ułożono w kierunku +45°/-45°/-45°/+45°. Następnie na niepołączoną z warstwą 1 samonaprawiającą się powierzchnię sklejonych ze sobą warstw 5 kompozytu epoksydowo-węglowego nałożono arkusz 3 blachy magnezowej z warstwami 2 anodowymi i warstwami 1 samonaprawiającymi się. Nałożone na siebie warstwy ułożono na formie aluminiowej, następnie za pomocą pakietu próżniowego odessano wewnętrzne powietrze z pakietu próżniowego do podciśnienia 0,08 MPa. Pakiet próżniowy utwardzono w komorze autoklawu w temperaturze 135°C, pod ciśnieniem 0,4 MPa. Wewnątrz komory autoklawu nagrzewano i chłodzono pakiet próżniowy z prędkością 2°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie 4,5 godziny. Całość schłodzono do temperatury 23°C.
Laminat poddano badaniom na ścinanie międzywarstwowe w próbie 3-punktowego zginania i siła maksymalna wynosiła 675 N. Po 24 h od wykonanej próby na zginanie, zauważono, że pomiędzy warstwą anodową na magnezie, a warstwą kompozytu epoksydowo-węglowego znajdujące się w warstwie samonaprawiającej się mikrocząstki uwolniły zawartość substancji samonaprawiającej się. Otrzymany laminat magnez-węgiel charakteryzował się wysokimi właściwościami antykorozyjnymi oraz wysokimi właściwościami wytrzymałościowymi. Ponadto warstwa samonaprawiająca się wewnątrz laminatu posiada właściwości nieprzewodzące i tym samym jest warstwą zabezpieczającą przed zjawiskiem korozji.
Przykład 3
Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel polegał na tym, że wyczyszczono papierem ściernym o gradacji 500 i odtłuszczono w acetonie oba arkusze 3 blachy magnezowej o grubości 0,25 mm. Następnie aktywowano powierzchnię arkuszy 3 blachy magnezowej w 10% roztworze kwasu fluorowodorowym i płukano w wodzie w czasie 5 minut. Potem anodowano arkusze 3 blachy magnezowej w przemysłowym roztworze alkalicznym składającym się z krzemianu sodu w ilości wagowej 5% i wody w ilości wagowej 95% roztworu o pH 10. Czas procesu wynosił 10 minut, gęstość prądu 5 A/dm2, a napięcie do 400 V. Po procesie anodowania płukano w wodzie arkusze 3 blachy magnezowej przez 5 minut i pozostawiono do wysuszenia w temperaturze 23°C. Wytworzono warstwy 2 anodowe o grubości 8μm na obu powierzchniach arkuszy 3 blachy magnezowej, które następnie powleczono mieszaniną samonaprawiającą składającą się z mikrocząstek 4 o wielkości 30 μm wymieszanych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej 3 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej. Po powleczeniu mieszaniną samonaprawiającą się pozostawiono wyrób do połączenia adhezyjnego w czasie 24 godzin w temperaturze 23°C. Po tym czasie otrzymano warstwy 1 samonaprawiające się o grubości 35 μm każda składające się z mikrocząstek 4 o wielkości 30 μm połączonych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej 3 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej. Na jedną z powierzchni warstw 1 samonaprawiających się nałożono cztery jednakowe, sklejone ze sobą warstwy 5 kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda. Włókna węglowe w czterech warstwach 5 kompozytu epoksydowo-węglowego ułożono w kierunku 0°/0°/90°/90°. Następnie na niepołączoną z warstwą 1 samonaprawiającą się powierzchnię sklejonych ze sobą warstw 5 kompozytu epoksydowo-węglowego nałożono arkusz 3 blachy magnezowej z warstwami 2 anodowymi i warstwami 1 samonaprawiającymi się. Nałożone na siebie warstwy ułożono na formie aluminiowej, następnie za pomocą pakietu próżniowego odessano wewnętrzne powietrze z pakietu próżniowego do podciśnienia 0,08 MPa. Pakiet próżniowy utwardzono w komorze autoklawu w temperaturze 135°C, pod ciśnieniem 0,4 MPa. Wewnątrz komory autoklawu nagrzewano i chłodzono pakiet próżniowy z prędkością 2°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie 4,5 godziny. Całość schłodzono do temperatury 23°C.
Laminat poddano badaniom na ścinanie międzywarstwowe w próbie 3-punktowego zginania i siła maksymalna wynosiła 675 N. Po 24 h od wykonanej próby na zginanie, zauważono, że pomiędzy warstwą anodową na magnezie, a warstwą kompozytu epoksydowo-węglowego znajdujące się w warstwie samonaprawiającej się mikrocząstki uwolniły zawartość substancji samonaprawiającej się. Otrzym any laminat magnez-węgiel charakteryzował się wysokimi właściwościami antykorozyjnymi oraz wysokimi właściwościami wytrzymałościowymi. Ponadto warstwa samonaprawiająca się wewnątrz laminatu posiada właściwości nieprzewodzące i tym samym jest warstwą zabezpieczającą przed zjawiskiem korozji.
Claims (4)
1. Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel, w którym wytwarza się warstwy anodowe na arkuszach blachy magnezowej i wykorzystuje się mikrocząstek, z których każda składa się z powłoki z porowatych mikrosfer krzemionki w ilości 6,43% wagowo i wypełnienia z wodnego roztworu dietylenotriaminy w ilości 93,57% wagowo, znamienny tym, że wytworzone warstwy (2) anodowe o grubości od 5 μm do 20 μm, korzystnie 8 μm na obu powierzchniach arkuszy (3) blachy magnezowej o grubości od 0,25 mm do 0,5 mm, korzystnie 0,3 mm, powleka się mieszaniną samonaprawiającą się składającą z mikrocząstek (4) o wielkości od 5 μm do 100 μm, korzystnie 30 μm wymieszanych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej od 0,5 mg do 5 mg, korzystnie 3 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej i pozostawia się do połączenia adhezyjnego w czasie 24 godzin w temperaturze 23°C, po tym czasie otrzymuje się warstwy (1) samonaprawiające się o grubości od 5 μm do 0,25 mm, korzystnie 35 μm każda, składające się z mikrocząstek (4) o wielkości od 5 μm do 100 μm, korzystnie 30 μm połączonych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej od 0,5 mg do 5 mg, korzystnie 3 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej i na jedną z powierzchni warstw (1) samonapra
PL 242517 Β1 wiających się nakłada się cztery jednakowe, sklejone ze sobą warstwy (5) kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda, po czym na niepołączoną z warstwą (1) samonaprawiającą się powierzchnie sklejonych ze sobą warstw (5) kompozytu epoksydowo-węglowego, nakłada się arkusz (3) blachy magnezowej z warstwami (2) anodowymi i warstwami (1) samonaprawiającymi się, a następnie poddaje się nałożone na siebie warstwy procesowi polimeryzacji.
2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że nakłada się na siebie cztery jednakowe warstwy (5) kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda o kierunku ułożenia 070707°0.
3. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że nakłada się na siebie cztery jednakowe warstwy (5) kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda o kierunku ułożenia +457-457-457+45°.
4. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że nakłada się na siebie cztery jednakowe warstwy (5) kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda o kierunku ułożenia 070790790°.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432773A PL242517B1 (pl) | 2020-01-31 | 2020-01-31 | Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432773A PL242517B1 (pl) | 2020-01-31 | 2020-01-31 | Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL432773A1 PL432773A1 (pl) | 2020-08-10 |
| PL242517B1 true PL242517B1 (pl) | 2023-03-06 |
Family
ID=71943743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL432773A PL242517B1 (pl) | 2020-01-31 | 2020-01-31 | Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL242517B1 (pl) |
-
2020
- 2020-01-31 PL PL432773A patent/PL242517B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL432773A1 (pl) | 2020-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL243177B1 (pl) | Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| US7851062B2 (en) | Metal/fiber laminate and fabrication using a porous metal/fiber preform | |
| PL243792B1 (pl) | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| Zhang et al. | Effect of surface treatment on the corrosion properties of magnesium-based fibre metal laminate | |
| US5324587A (en) | Adhesively bonded aluminum | |
| PL240796B1 (pl) | Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| WO2021000728A1 (zh) | 一种芳纶纸蜂窝复合制件及其制备方法、应用 | |
| PL245866B1 (pl) | Laminat metal-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| PL243791B1 (pl) | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| PL248762B1 (pl) | Laminat metal-węgiel i sposób jego wytwarzania | |
| PL242517B1 (pl) | Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel | |
| PL242520B1 (pl) | Laminat magnez-węgiel | |
| CN107215037A (zh) | 一种金属空心球格栅结构夹层板的制备方法 | |
| PL242521B1 (pl) | Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel | |
| RU2595684C1 (ru) | Композиционный слоистый материал с комплексной системой антикоррозионной защиты | |
| PL242518B1 (pl) | Laminat magnez-węgiel | |
| KR102613960B1 (ko) | 방탄재, 이를 포함하는 물품 및 이의 제조방법 | |
| PL242516B1 (pl) | Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel | |
| PL243178B1 (pl) | Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| US20080292853A1 (en) | Composite Laminated Material and Article Made Thereof | |
| PL248600B1 (pl) | Laminat metal-węgiel i sposób jego wytwarzania | |
| Pikul et al. | Micro architected porous material with high strength and controllable stiffness | |
| PL240798B1 (pl) | Laminat aluminium-węgiel i sposób jego wytwarzania | |
| PL240792B1 (pl) | Laminat magnez-węgiel i sposób jego wytwarzania | |
| PL243181B1 (pl) | Laminat tytan-szkło i sposób jego wytwarzania |