PL243178B1 - Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania - Google Patents

Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania Download PDF

Info

Publication number
PL243178B1
PL243178B1 PL441558A PL44155822A PL243178B1 PL 243178 B1 PL243178 B1 PL 243178B1 PL 441558 A PL441558 A PL 441558A PL 44155822 A PL44155822 A PL 44155822A PL 243178 B1 PL243178 B1 PL 243178B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
thickness
layer
glass fibers
weight
diethylenetriamine
Prior art date
Application number
PL441558A
Other languages
English (en)
Other versions
PL441558A1 (pl
Inventor
Monika Ostapiuk
Jarosław Bieniaś
Patryk Jakubczak
Magda Droździel-Jurkiewicz
Piotr Podolak
Original Assignee
Lubelska Polt
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lubelska Polt filed Critical Lubelska Polt
Priority to PL441558A priority Critical patent/PL243178B1/pl
Publication of PL441558A1 publication Critical patent/PL441558A1/pl
Publication of PL243178B1 publication Critical patent/PL243178B1/pl

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/092—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising epoxy resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/14—Layered products comprising a layer of metal next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/02—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres in the form of fibres or filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B18/00—Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/12—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer characterised by the relative arrangement of fibres or filaments of different layers, e.g. the fibres or filaments being parallel or perpendicular to each other
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/043—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with glass fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/10—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material characterised by the additives used in the polymer mixture
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/241—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres
    • C08J5/244—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres using glass fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/29—Compounds containing one or more carbon-to-nitrogen double bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/02—Coating on the layer surface on fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
    • B32B2260/023—Two or more layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046—Synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/101—Glass fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/762—Self-repairing, self-healing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y10T428/24994—Fiber embedded in or on the surface of a polymeric matrix

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Laminat magnez-szkło, charakteryzuje się tym, że w części środkowej laminatu znajdują się dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się (4a) o grubości od 1,5 mm do 2,3 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową, które ułożone są naprzemiennie z dwiema jednakowymi warstwami samonaprawiającymi się (4b) o grubości od 1,5 mm do 2,3 mm każda, składającymi się z włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo i połączonych żywicą epoksydową. Do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw samonaprawiających się (4a) i (4b) przylega adhezyjnie warstwa żywicy polimerowej (3) o grubości od 10 µm do 30 µm, która nałożona jest na warstwę ceramiczną (2) o grubości od 8 µm do 15 µm znajdującą się na arkuszu blachy (1) ze stopu magnezu o grubości od 0,3 mm do 0,5 mm, który na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną (2) o grubości od 8 µm do 15 µm z nałożoną warstwą żywicy polimerowej (3) o grubości od 10 µm do 30 µm. Sposób wytwarzania laminatu magnez-szkło, polega na tym, że na dwa arkusze blachy (1) ze stopu magnezu o grubości od 0,3 mm do 0,5 mm posiadające na obu powierzchniach warstwę ceramiczną (2) o grubości od 8 µm do 15 µm nakłada się obustronnie warstwę żywicy polimerowej (3) o grubości od 10 µm do 30 µm, po czym pozostawia się na czas 3 h w temperaturze 23°C.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest laminat magnez-szkło i sposób wytwarzania laminatu magnezszkło.
Znany i stosowany jest z amerykańskiego zgłoszenia patentowego nr US20130209764 A1 laminat kompozytowy z warstwą samonaprawiającą się, gdzie struktura kompozytowa zawiera wiele warstw materiału kompozytowego i co najmniej jedną warstwę materiału samonaprawiającego się.
Ponadto znany jest z amerykańskiego zgłoszenia patentowego nr US20090191402 A1 laminat, który zawiera pierwszą warstwę składającą się z żywicy elastomerowej i połączoną z nią warstwę samonaprawiającą się na bazie kapsułek. Laminat wykazuje samonaprawę, kiedy zastosuje się działanie siły o niskiej energii działające na warstwy samonaprawiające się.
Znane są z amerykańskiego opisu patentowego nr US9127915 B1 lekkie materiały kompozytowe, które są odporne na działania energii balistycznej oraz są odporne na działanie ognia. Zawierają one w swojej strukturze półkrystaliczny termoplast i nanocząsteczki, które potrafią stworzyć samonaprawiającą się warstwę.
W europejskim zgłoszeniu patentowym nr EP2763849 A1 został opisany laminat metalowo-włóknisty składający się z naprzemiennie ułożonych warstw metalu, np. stopów stali, stopów aluminium, stopów magnezu, bądź stopów tytanu, oraz warstw kompozytu polimerowego wzmacnianego włóknami szklanymi, węglowymi, aramidowymi, albo ich kombinacją. Laminaty poddaje się procesowi utwardzania pod działaniem temperatury i ciśnienia w celu uzyskania stałej struktury.
Z artykułu “Self-healing composites: A state-of-the-art review” autorstwa N. J. Kanu, E. Gupta, U. K. Vates I G. K. Singh w czasopiśmie Composite Part A: Applied Science and Manufacturing Volume 121, June 2019, Pages 474-486 znany jest proces zniszczenia i samonaprawy w kompozytach poddanych różnym testom mechanicznym. Jako warstwy samonaprawiające się zastosowane były nanorurki węglowe.
W artykule “Interlaminar shear strength study of Mg and carbon fiber-based hybrid laminates with self-healing microcapsules” M. Ostapiuk, M. V. Loureiro, J. Bieniaś i A. C. Marques w Composite Structures Volume 255, 1 January 2021, 113042 przedstawiono badania na trzypunktowe zginanie laminatów metalowo-włóknistych na bazie warstw magnezowych i warstw z kompozytem polimerowym zawierającym włókna węglowe oraz zawierających mikrokapsułki jako warstwę samonaprawiającą się.
Celem wynalazku jest wytworzenie laminatu magnez-szkło odpornego na uderzenia i zginanie wykorzystywanego na skrzydła samolotu.
Istotą laminatu magnez-szkło posiadającego od zewnętrznej strony arkusz blachy ze stopu magnezu, który na obu powierzchniach posiada warstwę ceramiczną z nałożoną warstwą żywicy polimerowej, według wynalazku, jest to, że w części środkowej laminatu znajdują się dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się o grubości od 1,5 mm do 2,3 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową, które ułożone są naprzemiennie z dwiema jednakowymi warstwami samonaprawiającymi się o grubości od 1,5 mm do 2,3 mm każda, składającymi się z włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo i połączonych żywicą epoksydową. Do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw samonaprawiających się przylega adhezyjnie warstwa żywicy polimerowej o grubości od 10 μm do 30 μm, która nałożona jest na warstwę ceramiczną o grubości od 8 μm do 15 μm znajdującą się na arkuszu blachy ze stopu magnezu o grubości od 0,3 mm do 0,5 mm. Arkusz blachy ze stopu magnezu na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną o grubości od 8 μm do 15 μm z nałożoną warstwą żywicy polimerowej o grubości od 10 μm do 30 μm.
Istotą sposobu wytwarzania laminatu magnez-szkło, według wynalazku, jest to, że na dwa arkusze blachy ze stopu magnezu o grubości od 0,3 mm do 0,5 mm posiadające na obu powierzchniach warstwę ceramiczną o grubości od 8 μm do 15 μm nakłada się obustronnie warstwę żywicy polimerowej o grubości od 10 μm do 30 μm, po czym pozostawia się na czas 3 h w temperaturze 23°C. Następnie na jeden z arkuszy blachy ze stopu magnezu o grubości od 0,3 mm do 0,5 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną o grubości od 8 μm do 15 μm i warstwę żywicy polimerowej o grubości od 10 μm do 30 μm nakłada się naprzemiennie dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu o grubości od 0,25 mm do 1 mm każda i dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo o grubości od 0,25 mm do 1 mm każda, przy czym każdą warstwę włókien szklanych laminuje się ręcznie żywicą epoksydową. Otrzymuje się ułożone naprzemiennie dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się o grubości od 1,5 mm do 2,3 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową i dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się o grubości od 1,5 mm do 2,3 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo i połączonych żywicą epoksydową. Następnie nakłada się drugi z arkuszy blachy ze stopu magnezu o grubości od 0,3 mm do 0,5 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną o grubości od 8 μm do 15 μm i warstwę żywicy polimerowej o grubości od 10 μm do 30 μm. Następnie wykonuje się pakiet próżniowy i odsysa się powietrze do podciśnienia -0,08 MPa, po czym poddaje się całość procesowi utwardzania w czasie 3 h w temperaturze 23°C.
Korzystnie jest, gdy nakłada się naprzemiennie dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo w kierunku ułożenia 0°/0°/0°/0° albo 0°/90°/90°/0° albo +45°/-45°/-45°/+45°.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że otrzymuje się laminat magnez- szkło o wysokich właściwościach odpornościowych i absorpcyjnych na uderzenia o niskiej prędkości oraz na zginanie trzypunktowe. Zastosowana warstwa zawierająca włókna szklane wypełnione środkiem samonaprawiającym się hamuje rozwój pęknięć w laminacie i uzyskuje się po 24 h efekt samonaprawy laminatu. Właściwości laminatu wytworzonego sposobem według wynalazku umożliwiają wykorzystanie go w przemyśle lotniczym.
Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia przekrój poprzeczny laminatu.
Przykład 1
Sposób wytwarzania laminatu magnez-szkło polegał na tym, że dwa arkusze blachy 1 ze stopu magnezu AZ31-H24 o wymiarach 300 x 400 mm i grubości 0,5 mm wyczyszczono papierem ściernym o gradacji 500 i odtłuszczono w acetonie oba arkusze blachy 1 o grubości 0,5 mm. Następnie aktywowano powierzchnię arkuszy blachy 1 w 10% roztworze kwasu fluorowodorowym i płukano w wodzie w czasie 5 minut. Potem anodowano arkusze blachy 1 w przemysłowym roztworze alkalicznym 5% wag. krzemianu sodu o pH 13.1. Czas procesu wynosił 10 minut, gęstość prądu 5 A/dm2, a napięcie do 400 V. Po procesie anodowania płukano w wodzie arkusze blachy 1 przez okres 5 minut i pozostawiono do wysuszenia w temperaturze 23°C. Każdą warstwę ceramiczną 2 o grubości 10 μm wytworzoną na arkuszach blachy 1 powleczono warstwą środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznej żywicy polimerowej o udziale masowym alkohol diacetonowy 35%, chromian strontu (VI) 1%, alkohol metylowy 1%, keton metylowo-etylowy - Butanon 25%, tetrahydrofuran 20%, 1-metoksypropan-2-ol 5%, żywica fenolowo-formaldehydowa 1%, eter glicydowy polimeru fenolowo-formaldehydowego 1%, żywica epoksydowa 5%, woda 5%, eter 3-(trimetoksysililo)propyloglicydylowy 1%, tworząc warstwę żywicy polimerowej 3 o grubości 20 μm. Następnie pozostawiono na czas 3 h w temperaturze 23°C. Po wysuszeniu na jeden z arkuszy blachy 1 posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 i warstwę żywicy polimerowej 3 nałożono naprzemiennie dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu o grubości 1 mm każda i dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo o grubości 1 mm każda w kierunku ułożenia 0°/0°/0°/0°, przy czym każdą warstwę włókien szklanych laminowano ręcznie żywicą epoksydową. Otrzymano ułożone naprzemiennie dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 4a o grubości 2,3 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową i dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 4b o grubości 2,3 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo i połączonych żywicą epoksydową. Następnie nałożono drugi z arkuszy blachy 1 posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 i warstwę żywicy polimerowej 3. Całość ułożono na formie aluminiowej i za pomocą pakietu próżniowego odessano powietrze do podciśnienia -0,08 MPa, po czym poddano całość procesowi utwardzania w temperaturze 23°C. Wewnątrz komory autoklawu nagrzewano i chłodzono pakiet próżniowy z prędkością 1°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie 3 h.
W wytworzonym laminacie magnez-szkło w części środkowej znajdują się dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 4a o grubości 2,3 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową, które ułożone są naprzemiennie z dwiema jednakowymi warstwami samonaprawiającymi się 4b o grubości 2,3 mm każda, składającymi się z włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo i połączonych żywicą epoksydową. Do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw samonaprawiających się 4a i 4b przylega adhezyjnie warstwa żywicy polimerowej 3 o grubości 20 μm. Warstwa żywicy polimerowej 3 nałożona jest na warstwę ceramiczną 2 o grubości 10 μm znajdującą się na arkuszu blachy 1 ze stopu magnezu AZ31-H24 o grubości 0,5 mm. Arkusz blachy 1 na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną 2 o grubości 10 μm z nałożoną warstwą żywicy polimerowej 3 o grubości 20 μm.
Otrzymany laminat poddano badaniom na trzypunktowe zginanie, w którym po 24 h uzyskano właściwości samonaprawiające, polegające na przywróceniu integralności struktury. Laminat poddano badaniom na uderzenia o niskiej prędkości poniżej 5 m/s w zakresie energii 5 J i 10 J. Laminat charakteryzował się tym, że warstwa z włóknami szklanymi po uderzeniu została zniszczona, natomiast po 24 h pojawił się efekt samonaprawy struktury.
Przykład 2
Sposób wytwarzania laminatu magnez-szkło polegał na tym, że dwa arkusze blachy 1 ze stopu magnezu AZ31-H24 o wymiarach 300 x 400 mm i grubości 0,3 mm wyczyszczono papierem ściernym o gradacji 500 i odtłuszczono w acetonie oba arkusze blachy 1 o grubości 0,5 mm. Następnie aktywowano powierzchnię arkuszy blachy 1 w 10% roztworze kwasu fluorowodorowym i płukano w wodzie w czasie 5 minut. Potem anodowano arkusze blachy 1 w przemysłowym roztworze alkalicznym 5% wag. krzemianu sodu o pH 13.1. Czas procesu wynosił 10 minut, gęstość prądu 5 A/dm2, a napięcie do 400 V. Po procesie anodowania płukano w wodzie arkusze blachy 1 przez okres 5 minut i pozostawiono do wysuszenia w temperaturze 23°C. Każdą warstwę ceramiczną 2 o grubości 8 μm wytworzoną na arkuszach blachy 1 powleczono warstwą środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznej żywicy polimerowej o udziale masowym alkohol diacetonowy 35%, chromian strontu (VI) 1%, alkohol metylowy 1%, keton metylowo-etylowy - Butanon 25%, tetrahydrofuran 20%, 1-metoksypropan-2-ol 5%, żywica fenolowo-formaldehydowa 1%, eter glicydowy polimeru fenolowo-formaldehydowego 1%, żywica epoksydowa 5%, woda 5%, eter 3-(trimetoksysililo)propyloglicydylowy 1%, tworząc warstwę żywicy polimerowej 3 o grubości 10 μm. Następnie pozostawiono na czas 3 h w temperaturze 23°C. Po wysuszeniu na jeden z arkuszy blachy 1 posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 i warstwę żywicy polimerowej 3 nałożono naprzemiennie dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu o grubości 0,25 mm każda i dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo o grubości 0,25 mm każda w kierunku ułożenia 0°/90°/90°/0°, przy czym każdą warstwę włókien szklanych laminowano ręcznie żywicą epoksydową. Otrzymano ułożone naprzemiennie dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 4a o grubości 1,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową i dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 4b o grubości 1,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo i połączonych żywicą epoksydową. Następnie nałożono drugi z arkuszy blachy 1 posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 i warstwę żywicy polimerowej 3. Całość ułożono na formie aluminiowej i za pomocą pakietu próżniowego odessano powietrze do podciśnienia -0,08 MPa, po czym poddano całość procesowi utwardzania w temperaturze 23°C. Wewnątrz komory autoklawu nagrzewano i chłodzono pakiet próżniowy z prędkością 1°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie 3 h.
W wytworzonym laminacie magnezu-szkło w części środkowej znajdują się dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 4a o grubości 1,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową, które ułożone są naprzemiennie z dwiema jednakowymi warstwami samonaprawiającymi się 4b o grubości 1,5 mm każda, składającymi się z włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo i połączonych żywicą epoksydową. Do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw samonaprawiających się 4a i 4b przylega adhezyjnie warstwa żywicy polimerowej 3 o grubości 10 μm. Warstwa żywicy polimerowej 3 nałożona jest na warstwę ceramiczną 2 o grubości 8 μm znajdującą się na arkuszu blachy 1 ze stopu magnezu AZ31-H24 o grubości 0,3 mm.
Arkusz blachy 1 na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną 2 o grubości 8 μm z nałożoną warstwą żywicy polimerowej 3 o grubości 10 μm.
Otrzymany laminat poddano badaniom na trzypunktowe zginanie, w którym po 24 h uzyskano właściwości samonaprawiające, polegające na przywróceniu integralności struktury. Laminat poddano badaniom na uderzenia o niskiej prędkości poniżej 1 m/s w zakresie energii 5 J. Laminat charakteryzował się tym, że warstwa z włóknami szklanymi po uderzeniu została zniszczona, natomiast po 24 h pojawił się efekt samonaprawy struktury.
Przykład 3
Sposób wytwarzania laminatu magnez-szkło polegał na tym, że dwa arkusze blachy 1 ze stopu magnezu AZ31-H24 o wymiarach 300 x 400 mm i grubości 0,5 mm wyczyszczono papierem ściernym o gradacji 500 i odtłuszczono w acetonie oba arkusze blachy 1 o grubości 0,5 mm. Następnie aktywowano powierzchnię arkuszy blachy 1 w 10% roztworze kwasu fluorowodorowym i płukano w wodzie w czasie 5 minut. Potem anodowano arkusze blachy 1 w przemysłowym roztworze alkalicznym 5% wag. krzemianu sodu o pH 13.1. Czas procesu wynosił 10 minut, gęstość prądu 5 A/dm2, a napięcie do 400 V. Po procesie anodowania płukano w wodzie arkusze blachy 1 przez okres 5 minut i pozostawiono do wysuszenia w temperaturze 23°C. Każdą warstwę ceramiczną 2 o grubości 12 μm wytworzoną na arkuszach blachy 1 powleczono warstwą środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznej żywicy polimerowej o udziale masowym alkohol diacetonowy 35%, chromian strontu (VI) 1%, alkohol metylowy 1%, keton metylowo-etylowy - Butanon 25%, tetrahydrofuran 20%, 1-metoksypropan-2-ol 5%, żywica fenolowo-formaldehydowa 1%, eter glicydowy polimeru fenolowo-formaldehydowego 1%, żywica epoksydowa 5%, woda 5%, eter 3-(trimetoksysililo)propyloglicydylowy 1%, tworząc warstwę żywicy polimerowej 3 o grubości 30 μm. Następnie pozostawiono na czas 3 h w temperaturze 23°C. Po wysuszeniu na jeden z arkuszy blachy 1 posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 i warstwę żywicy polimerowej 3 nałożono naprzemiennie dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu o grubości 1 mm każda i dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo o grubości 1 mm każda w kierunku ułożenia +45°/-45°/45°/+45°, przy czym każdą warstwę włókien szklanych laminowano ręcznie żywicą epoksydową. Otrzymano ułożone naprzemiennie dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 4a o grubości 2,3 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową i dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 4b o grubości 2,3 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo i połączonych żywicą epoksydową. Następnie nałożono drugi z arkuszy blachy 1 posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 i warstwę żywicy polimerowej 3. Całość ułożono na formie aluminiowej i za pomocą pakietu próżniowego odessano powietrze do podciśnienia -0,08 MPa, po czym poddano całość procesowi utwardzania w temperaturze 23°C. Wewnątrz komory autoklawu nagrzewano i chłodzono pakiet próżniowy z prędkością 1°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie 3 h.
W wytworzonym laminacie magnez-szkło w części środkowej znajdują się dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 4a o grubości 2,3 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową, które ułożone są naprzemiennie z dwiema jednakowymi warstwami samonaprawiającymi się 4b o grubości 2,3 mm każda, składającymi się z włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo i połączonych żywicą epoksydową. Do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw samonaprawiających się 4a i 4b przylega adhezyjnie warstwa żywicy polimerowej 3 o grubości 30 μm. Warstwa żywicy polimerowej 3 nałożona jest na warstwę ceramiczną 2 o grubości 12 μm znajdującą się na arkuszu blachy 1 ze stopu magnezu AZ31-H24 o grubości 0,5 mm. Arkusz blachy 1 na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną 2 o grubości 12 μm z nałożoną warstwą żywicy polimerowej 3 o grubości 30 μm.
Otrzymany laminat poddano badaniom na trzypunktowe zginanie, w którym po 24 h uzyskano właściwości samonaprawiające, polegające na przywróceniu integralności struktury. Laminat poddano badaniom na uderzenia o niskiej prędkości poniżej 2 m/s w zakresie energii 5 J. Laminat charakteryzował się tym, że warstwa z włóknami szklanymi po uderzeniu została zniszczona, natomiast po 24 h pojawił się efekt samonaprawy struktury.

Claims (5)

1. Laminat magnez-szkło posiadający od zewnętrznej strony arkusz blachy (1) ze stopu magnezu, który na obu powierzchniach posiada warstwę ceramiczną (2) z nałożoną warstwą żywicy polimerowej (3), znamienny tym, że w części środkowej laminatu znajdują się dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się (4a) o grubości od 1,5 mm do 2,3 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową, które ułożone są naprzemiennie z dwiema jednakowymi warstwami samonaprawiającymi się (4b) o grubości od 1,5 mm do 2,3 mm każda, składającymi się z włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo i połączonych żywicą epoksydową, przy czym do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw samonaprawiających się (4a) i (4b) przylega adhezyjnie warstwa żywicy polimerowej (3) o grubości od 10 μm do 30 μm, która nałożona jest na warstwę ceramiczną (2) o grubości od 8 μm do 15 μm znajdującą się na arkuszu blachy (1) ze stopu magnezu o grubości od 0,3 mm do 0,5 mm, który na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną (2) o grubości od 8 μm do 15 μm z nałożoną warstwą żywicy polimerowej (3) o grubości od 10 μm do 30 μm.
2. Sposób wytwarzania laminatu magnez-szkło, znamienny tym, że na dwa arkusze blachy (1) ze stopu magnezu o grubości od 0,3 mm do 0,5 mm posiadające na obu powierzchniach warstwę ceramiczną (2) o grubości od 8 μm do 15 μm nakłada się obustronnie warstwę żywicy polimerowej (3) o grubości od 10 μm do 30 μm, po czym pozostawia się na czas 3 h w temperaturze 23°C, następnie na jeden z arkuszy blachy (1) ze stopu magnezu o grubości od 0,3 mm do 0,5 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną (2) o grubości od 8 μm do 15 μm i warstwę żywicy polimerowej (3) o grubości od 10 μm do 30 μm nakłada się naprzemiennie dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu o grubości od 0,25 mm do 1 mm każda i dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo o grubości od 0,25 mm do 1 mm każda, przy czym każdą warstwę włókien szklanych laminuje się ręcznie żywicą epoksydową i otrzymuje się ułożone naprzemiennie dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się (4a) o grubości od 1,5 mm do 2,3 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową i dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się (4b) o grubości od 1,5 mm do 2,3 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo i połączonych żywicą epoksydową, po czym nakłada się drugi z arkuszy blachy (1) ze stopu magnezu o grubości od 0,3 mm do 0,5 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną (2) o grubości od 8 μm do 15 μm i warstwę żywicy polimerowej (3) o grubości od 10 μm do 30 μm, następnie wykonuje się pakiet próżniowy i odsysa się powietrze do podciśnienia -0,08 MPa, po czym poddaje się całość procesowi utwardzania w czasie 3 h w temperaturze 23°C.
3. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że nakłada się naprzemiennie dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo w kierunku ułożenia 0°/0°/0°/0°.
4. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że nakłada się naprzemiennie dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo w kierunku ułożenia 0°/90°/90°0°.
5. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że nakłada się naprzemiennie dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych roztworem dietylenotriaminy składającym się z wody w ilości 10% wagowo i dietylenotriaminy w ilości 90% wagowo w kierunku ułożenia +45°/-45°//-45°/+45°.
PL441558A 2022-06-27 2022-06-27 Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania PL243178B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL441558A PL243178B1 (pl) 2022-06-27 2022-06-27 Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL441558A PL243178B1 (pl) 2022-06-27 2022-06-27 Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL441558A1 PL441558A1 (pl) 2023-01-02
PL243178B1 true PL243178B1 (pl) 2023-07-10

Family

ID=84786795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL441558A PL243178B1 (pl) 2022-06-27 2022-06-27 Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL243178B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL441558A1 (pl) 2023-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL243177B1 (pl) Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania
PL240796B1 (pl) Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania
Salve et al. A review: fiber metal laminates (FML’s)-manufacturing, test methods and numerical modeling
Khan et al. Effect of various surface preparation techniques on the delamination properties of vacuum infused Carbon fiber reinforced aluminum laminates (CARALL): Experimentation and numerical simulation
Patil et al. Characterization of glass laminate aluminium reinforced epoxy-a review
PL240800B1 (pl) Laminat tytan-szkło-węgiel i sposób jego wytwarzania
Hassan et al. Investigation of the mechanical behavior of novel fiber metal laminates
Hassan13 et al. Fracture toughness of a novel GLARE composite material
PL243178B1 (pl) Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania
PL243793B1 (pl) Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania
US20080292853A1 (en) Composite Laminated Material and Article Made Thereof
PL243181B1 (pl) Laminat tytan-szkło i sposób jego wytwarzania
PL243179B1 (pl) Laminat tytan-szkło i sposób jego wytwarzania
PL243180B1 (pl) Laminat tytan-szkło i sposób jego wytwarzania
PL243792B1 (pl) Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania
PL243791B1 (pl) Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania
PL243790B1 (pl) Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania
GB2041824A (en) Composite materials
PL240792B1 (pl) Laminat magnez-węgiel i sposób jego wytwarzania
JP2005161852A (ja) 金属／繊維強化プラスチック複合材料及びその製造方法
PL240797B1 (pl) Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania
PL240795B1 (pl) Laminat magnez-szkło-węgiel i sposób jego wytwarzania
PL240798B1 (pl) Laminat aluminium-węgiel i sposób jego wytwarzania
PL240793B1 (pl) Laminat tytan-węgiel i sposób jego wytwarzania
PL240794B1 (pl) Laminat tytan-szkło i sposób jego wytwarzania