RO117976B1

RO117976B1 - Procedeu de fabricare a unui panou sandwich şi panoul astfel obţinut

Info

Publication number: RO117976B1
Application number: ROA200100792A
Authority: RO
Inventors: Vasile Moga
Original assignee: Vasile Moga
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2002-11-29

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de fabricare a unui panou sandwich şi panou sandwich astfel obţinut, destinat fabricării containerelor, camerelor izolate termic şi electromagnetic, construcţiilor civile şi industriale, mobilei, vehiculelor, remorcilor, rulotelor, construcţiilor navale şi aeronautice, ramelor de metrou, vagoanelor C.F., antenelor şi reflectoarelor electromagnetice etc. Procedeul conform invenţiei constă din obţinerea prin presare în matriţă la rece (temperatură normală) a unui panou sandwich, utilizând o răşină modificată tixotropic, care are aderenţă la materialul structurii miezului şi udă pereţii celulelor. Panoul obţinut poate fi ignifugat sau neignifugat, format dintr-un miez (13) din celule deschise, ca de exemplu, în formă de fagure sau materiale poroase, neporoase, granulare sau profile U, I, T, ω etc. şi un strat de placare (11) din materiale compozite polimerice armate şi/sau materiale metalice sau nemetalice. Stratul (11) de placare se lipeşte de miez cu un strat de răşină modificată tixotropic (12) şi are la exterior un strat de protecţie şi finisare din gel-coat (10), stratul (11) de placare acoperă complet miezul atât pe feţele de lucru, cât şi pe cele laterale sau numai pe unele feţe. Panoul sandwich are stratul de placare simplu, dintr-un material sau din mai multe materiale, hibrid, iar miezul simplu, unic, dintr-un singur material, simplu, mixt, din combinarea a două sau mai multe materiale, dublu structurat din două structuri separate printr-un strat interior sau multiplu structurat, format din mai multe structuri şi straturi interioare.

Description

RO 117976 B

Prezenta invenție se referă la un procedeu de fabricare prin presare în matriță, a unui panou sandwich, și la un panou sandwich astfel obținut, având fețele exterioare plane sau neplane, din materiale compozite polimerice armate, materiale metalice sau nemetalice și conținând un miez unistructurat din celule deschise, de exemplu în formă de fagure sau din 5 materiale poroase, neporoase, granulate, particule, profiluri U, I, T, Ω etc., sau un miez dublu ori multiplu structurat.

Este cunoscut un procedeu de fabricare a panourilor sandwich prin autoclavizare, procedeu specific fabricării compozitelor polimerice laminate, descris în Revue Materiaux et Techniques nr. 8, 9, 10, 12/1975, care constă în acoperirea miezului din celule deschise, tip 10 fagure, cu două fețe de lucru din materiale compozite polimerice realizate anterior și care se lipesc de celulele miezului cu un film adeziv solid, special realizat pentru acest tip de lipire. Acest ansamblu este introdus într-o matriță prevăzută cu membrană clasică, care, prin vidarea cavității matriței presează fețele peste miez. în timp ce vidul se menține, matrița este introdusă în autoclavă, unde rășina este supusă unui ciclu termic de polimerizare și unei pre15 siuni suplimentare. în anumite condiții de temperatură și presiune, filmul adeziv se înmoaie inițial și apoi se întărește ireversibil, lipind fețele de lucru de structura cu celule deschise. Filmul adeziv se obține din rășini termorigide modificate, care permit aplicarea a două cicluri termice. Primul ciclu termic se aplică în timpul realizării filmului adeziv și duce la o reticulare (întărire) parțială a acestuia. în timpul realizării panoului, filmul adeziv este supus celui de 20 al doilea ciclu termic, care duce la reticularea definitivă a acestuia. Ca să fie posibilă reluarea reticulării, durata de stocare a filmului nu poate fi mai mare decât aproximativ 6 săptămâni.

Acest procedeu are unele dezavantaje. Este costisitor, pentru că folosește utilaje (autoclave) și matrițe (metalice cu membrană clasică) complexe și scumpe. Procesul tehnologic este lung și necesită ciclu termic. Se obțin numai panouri deschise (panoul are numai 25 fețe de lucru nu și fețe laterale), deci miezul, mai puțin rezistent poate fi supus acțiunii mediilor de lucru; de aceea, aceste panouri nu pot fi folosite ca atare în medii umede și are proprietăți mecanice reduse. Fețele de lucru au o calitate de suprafață mediocră. Lipirea straturilor de placare de miez are loc pe o suprafață mică (suprafața frontală a pereților celulelor și foarte puțin - pe o adâncime mică - pe pereții laterali ai celulei). De aceea, lipitura 30 este slabă, existând pericolul desprinderii (exfolierii) fețelor de lucru. Pentru a ameliora într-o anumită măsură calitatea lipiturii, sunt necesari adezivi speciali, cu putere mare de lipire, care sunt însă foarte scumpi. întărirea la cald a adezivului duce la apariția unor tensiunni termice în panou. Aceste tensiuni sunt mai mari atunci când coeficientul de dilatare al materialului miezului diferă de cel al materialului de placare (cazul marii majorități a panourilor 35 sandwich); când diferențele dintre cei doi coeficienți de dilatare sunt foarte mari, tensiunile termice interlaminare duc chiar la dezlipirea straturilor de placare de miez. Fețele de lucru ale panoului nu pot fi alcătuite din două materiale, sau cele două fețe de lucru nu pot fi alcătuite din materiale diferite decât dacă se aplică două sau mai multe cicluri termice sau dacă materialele se lipesc cu același adeziv. în prima situație aplicarea celui de-al doilea ciclu 40 termic poate duce la degradarea lipiturii realizată în primul ciclu. în cea de-a doua situație, lipiturile diferă ca proprietăți pentru că ciclu! termic de lipire depinde și de materialele care se lipesc, nu numai de tipul adezivului. Pentru închiderea profilului panoului sau pentru realizarea unor fețe laterale, care să permită îmbinarea cu alte panouri sau alte piese, sunt necesare operații suplimentare care constau în fabricarea unor semifabricate profilate, care apoi 45 se lipesc și/sau se nituiesc de fețele de lucru ale panoului. Dacă aceste semifabricate de închidere se introduc în matriță o dată cu miezul, atunci, pentru o lipire acceptabilă, trebuie ca ele să aibă o suprafață mare de contact cu fețele de lucru, ceea ce duce la creșterea greutății panourilor și, de asemenea, de cele mai multe ori, aceste lipituri necesită adezivi speciali, diferiți de cei folosiți la lipirea fețelor de lucru de miez. Panourile trebuie să fie 50 vopsite.

RO 117976 B

Acest procedeu a fost îmbunătățit, în sensul atenuării parțiale a câtorva dintre dezavantajele prezentate, prin brevetele: US 4053667-A; 4471609; 4557440-A; 4735841-A; 4746389-A; FR 2771330. Unele din brevete propun utilizarea preimpregnatelor pentru realizarea fețelor de lucru. Astfel, este posibilă realizarea fețelor de lucru simultan cu panoul, dacă ciclul termic necesar întăririi preimpregnatelor este același cu al filmului adeziv. Acest 55 aspect este greu de realizat, deoarece fețele de lucru au grosimi mult mai mari decât filmul adeziv și, în consecință, necesită menținerea la temperatura de întărire un timp mai mare. Alte procedee propun diverse variante de realizare a fețelor de lucru înaintea fabricării panoului.

Se cunoaște, de asemenea, din brevetul EP-0628406-A, un panou sandwich din 60 materiale compozite, fabricat după tehnica autoclavizării, la care suprafața de lipire este mărită prin utilizarea unui strat expandabil, introdus în celulele miezului fagure. Prin polimerizarea în autoclavă a stratului expandabil, spuma formată umple parțial celulele fagurelui în apropierea fețelor. Se mărește astfel suprafața de lipire și cresc proprietățile mecanice ale lipiturii, dar celelalte dezavantaje legate de filmul adeziv se mențin. Apare aici un ciclu termic 65 suplimentar, cel care determină expandarea stratului intumescent și dezavantajul că spuma pătrunde și între straturile fețelor de lucru.

Alte procedee au la bază tehnica RTM (Resin Transfer Molding), de asemenea specifică fabricării compozitelor laminate, care constă în introducerea într-o matriță a unei preforme din fibre uscate, vidarea cavității matriței, injectarea cu presiune joasă a unei rășini de 70 viscozitate mică, care impregnează preforma, și apoi polimerizarea la cald în autoclavă a rășinii injectate. în cazul panourilor sandwich, rășina se injectează numai în cele două fețe de lucru; aceasta nu trebuie să umple celulele miezului. Această tehnică duce la îmbunătățirea calității de suprafață a fețelor de lucru șl micșorează timpul de punere în operă a panoului crud. Celelalte dezavantaje prezentate în cazul procedeului de autoclavizare rămân și 75 apare dezavantajul necesității a două cicluri de termoformare, care ridică costurile tehnologice. Materialele folosite sunt scumpe și, în plus, apar complicații tehnologice legate de evitarea umplerii cu rășină a celulelor miezului. Un alt dezavantaj constă în faptul că cel de-al doilea ciclu termic poate degrada structurile polimerîzate în primul ciclu termic și, de asemenea, numeroasele materiale cu coeficienți diferiți de dilatare supuși la încălziri repetate duc 80 la apariția unor tensiuni termice, care, suprapuse cu cele cauzate de sarcinile exterioare la care este supus panoul, pot depăși limitele de rezistență ale acestuia.

Pentru evitarea umplerii cu rășină a celulelor miezului, s-au propus diferite soluții. în documentul EP-0722825-A se prezintă o soluție care constă în interpunerea unui film adeziv și a unui strat de fibre preimpregnate cu rășină, între miez și fețele de lucru propriu-zise, 85 realizate din fibre uscate. Soluția, descrisă în documentul FR-2740383A, constă în interpunerea unui film adeziv și a unei membrane de etanșare între fețele de lucru și miezul cu celule deschise. O altă soluție pentru evitarea umplerii cu rășină a celulelor fagurelui la injecția, în fețele de lucru, a rășinii prin tehnica RTM, este propusă în brevetul EP-0722826-A. în acest caz, se introduc două straturi intumescente (câte unul pe fiecare parte a miezului cu 90 celule deschise). Miezul este supus unui ciclu termic în autoclavă, în scopul expansiunii și polimerizării straturilor intumescente, care are ca efect închiderea celulelor miezului. Această tehnică permite lipirea directă a fețelor de placare pe miezul celular cu rășină de injecție. în același brevet EP-0722826-A, se propune o altă soluție care constă în combinarea metodei descrise mai sus cu metoda prezentată în EP-0722825. O altă soluție pentru evitarea umple- 95 rii cu rășină a celulelor miezului este prezentată în brevetul FR 2798618 și constă în separarea miezului de fețele de lucru cu bariere formate dintr-un strat intumescent și un strat din țesătură uscată. în toate aceste brevete se mențin dezavantajele generale ale tehnicii RTM prezentate mai sus.

RO 117976 B

Problema tehnică constă în realizarea unui procedeu mai economic, care utilizează presarea în matrițe și întărirea lianților la rece pentru realizarea unor panouri sandwich având miez simplu, dublu structurat sau multiplu structurat, cu fețele finisate cu gef-coat și proprietăți speciale de rezistență la umiditate, la transfer termic și fonic.

Procedeul conform invenției rezolvă problema tehnică și înlătură dezavantajele celorlalte procedee cunoscute prin aceea că, după pregătirea matriței prin demontarea în componente și aplicarea peliculei de soluție decofrantă pe zonele active, în prima etapă, se aplică un strat de finisare pe zonele active ale matriței, în a doua etapă, se aplică un strat cu duritate ridicată peste stratul de finisare, după care, în a treia etapă, se așază deasupra niște straturi de armătură impregnate cu rășină, ce formează fața de lucru inferioară a panoului; urmează a patra etapă, în care, peste straturile de armătură, se aplică un adeziv special, care să permită lipirea pe acestea a unei prime structuri a miezului, de tip celule deschise, I, U, T, Ω în etapa a cincea, se așază în matriță o structură sau un strat ce intră în componența miezului peste care se așează un strat interior subțire, după ce, pe ambele fețe ale acestuia, s-a depus un strat adeziv special, această etapă putând fi repetată de atâtea ori câte structuri sau straturi trebuie să conțină miezul și alternând cu o operație de umplere a structurilor cu un material pulverulent sau fibros, anterior lipirii stratului interior subțire, în scopul realizării unei termoizolații; etapa a șaptea constă în așezarea, pe pereții laterali al matriței, a unor profiluri cu fețele acoperite cu un strat adeziv special; în etapa a opta, pe aceste profiluri se așază niște straturi de armătură impregnate cu rășină, care vor forma fețele laterale ale panoului, pe care se aplică un strat adeziv special pe fața dinspre miezul panoului; urmează o nouă etapă, care este opțională, în care se bordurează decuparea (decupările) realizată pe suprafața panoului, când aceasta este necesară, prin așezarea pe pereții perimetrali ai decupării, a unor straturi de armătură impregnate cu rășină, pe care se aplică un strat adeziv special, decupajul fiind practicat în toate structurile panoului, anterior introducerii lor în matriță, iar în etapa a zecea, se așează în matriță straturile feței de lucru superioare, după ce anterior a fost depus un strat adeziv special pe fața dinspre miez; urmează etapele finale ale procedeului de asamblare a pereților laterali ai matriței, aplicarea forțelor F.; și F₂ de presare laterală care induc o presiune laterală de 1,1 -1,4 at și închiderea matriței cu capacul, prin aplicarea unei forțe F₃ uniform distribuită de 1,1-2,5 at, urmată de întărirea rășinilor la temperatura camerei, decofrarea panoului și maturarea acetuia, obținându-se un panou sandwich plan sau neplan, cu sau fără decupări, cu fețele din materiale compozite.

Stratul de finisare aplicat în prima etapă se aplică pe părțile active ale matriței; acesta este un strat de tip gel-coat obținut prin introducerea în rășina de uz general a unei cantități de 20-28% (procente masice) silice coloidală și a unui pigment de colorare în proporție de 8-20%; în a doua etapă, stratul de duritate ridicată este obținut prin amestecarea rășinii de uz general cu o pulbere de silice, carbură de siliciu, carbură de bor sau altă pulbere metalică sau ceramică, dură, în proporție de 1-80%, iar în etapele patru, cinci, șase, șapte, opt, nouă și zece se utilizează, pentru lipirea straturilor interioare, subțiri, a structurilor, a bordurilor decupărilor și a pereților laterali, precum și a fețelor de lucru, un adeziv special.

Adezivul special este o rășină modificată tixotropic, care se obține prin introducerea într-o rășină poliesterică, epoxidică, fenolică sau siliconică, de uz general, a unei pulberi micronice de amidon, în proporție de 5-70% (în funcție de viscozitatea inițială a rășinii) care are afinitate de aderență cu materialul structurii miezului, ducând la apariția, la interfața de separație dintre pereții celulei și stratul de rășină, a unei tensiuni superficiale care produce udarea pereților celulelor structurii cu rășina modificată tixotropic.

într-o variantă, în rășina de uz general se introduce, în proporție de 3-60%, o pulbere micronică celulozică, cu afinitate față de materialul structurii miezului, sau un compus vinilsilan, în proporție de 1-30%, sau un compus clorurat cu crom, al metacri lăți lor sau acidului metacrilic sau stearic, în proporție de 1-35%.

RO 117976 B

Procedeul folosește o rășină, un gel-coat și o rășină modificată tîxotropic, cu proprietăți ignifuge, iar structurile și straturile miezului neignifuge, utilizate la realizarea panourilor sandwich, devin ignifuge prin acoperirea cu un strat de rășină ignifugă.

într-o variantă, etapa a treia a procedeului se aplică concomitent și pereților laterali ai matriței, pentru a realiza fețele laterale ale panoului dintr-un material compozit continuu, 155 care să permită îmbrăcarea miezului pe toate fețele.

într-o altă variantă, pentru a obține un panou sandwich cu fețe de lucru hibride (dintro combinație de mai multe materiale) se poate introduce înaintea, între sau după straturile de armătură impregnate cu rășină, o tablă metalică sau nemetalică.

într-o a treia variantă, straturile de armătură impregnate cu rășină se înlocuiesc, în 160 etapa a treia, cu table metalice sau nemetalice, pentru obținerea panourilor sandwich cu fețe de lucru metalice sau nemetalice, care substituie și stratul de duritate ridicată din etapa a doua.

într-o a patra variantă, în etapa a zecea, fața de lucru superioară poate fi realizată din table metalice, nemetalice sau hibride. 165

Panoul sandwich obținut prin procedeul dat, ignifug sau neignifug, având fețele plane sau neplane, pline sau decupate, având miezul cu o singură structură, multiplu structurat sau cu structură mixtă, cu fețele de lucru din materiale metalice, nemetalice, compozite sau hibride, conținând un strat de gel-coat și/sau un strat de duritate ridicată, având părțile laterale deschise sau închise, cu fețe plane sau profilate, și fețele de lucru, fețele laterale, 170 bordurile golurilor, precum și ale straturilor interioare subțiri lipite de structurile și straturile miezului cu un strat adeziv special, format dintr-o rășină modificată tîxotropic, care are afinitate de aderență cu straturile și structurile panoului pe o înălțime de 2-10 mm, mărind suprafața de lipire de 30-120 ori și realizând o creștere a caracteristicilor mecanice ale lipiturii.

Fără folosirea rășinilor modificate tîxotropic procedeul descris mai sus nu s-ar fi putut 175 utiliza pentru fabricarea panourilor sandwich.

Aplicarea procedeului conduce la următoarele avantaje principale:

- elimină utilajele complexe (autoclave, instalații de injecție RTM) folosind o matriță simplă, care poate fi realizată din materiale ieftine și ușor de prelucrat (lemn, mase plastice armate sau nearmate, ipsos, ciment și, mai rar, materiale metalice); 180

- elimină supunerea panoului la cicluri termice și, în consecință, nu introduce tensiuni termice în panou;

- folosește adezivi uzuali și ieftini, de tipul rășinilor modificate tîxotropic;

- poate realiza panouri cu miez simplu unic (dintr-un material) sau miez simplu mixt (combinații de două sau mai multe materiale), cu miez dublu sau multiplu structurat; 185

- permite folosirea gel-coaturilor, ceea ce asigură obținerea unor fețe de lucru cu suprafețe mate sau lucioase, în diverse culori (elimină operația de vopsire), și cu o rugozitate de suprafață foarte bună (practic egală cu rugozitatea suprafețelor active ale matriței); stratul de gel-coat constituie și o barieră față de atacul chimic, mecanic și de umiditatea mediului înconjurător; 190

- procedeul este mult mai ieftin decât oricare din procedeele existente;

- panoul rezultat prin aplicarea procedeului poate avea atât fețe de lucru, cât și fețe laterale; astfel, miezul, mai puțin rezistent, este protejat de acțiunea mediului ambiant;

- are o rugozitate de suprafață foarte bună;

- se poate asambla cu alte panouri sau cu alte piese; 195

- nu mai necesită a fi vopsit;

- poate avea la exterior un strat de duritate ridicată;

- are rezistență deosebită la atacul chimic, mecanic și la umiditatea mediului încon jurător.

RO 117976 Β

200 Se prezintă în continuare 13 exemple nelimitative, de realizare a procedeului de fabricare a unui panou sandwich, și panoul astfel obținut, cu referire la fig. 1 ...20, care reprezintă:

- fig. 1, vedere de sus a matriței cu capacul îndepărtat;

- fig.2, secțiune A - A prin matrița din fig. 1;

- fig.3, vedere în spațiu a unui panou sandwich crud, cu fețele din materiale com205 pozite polimerice armate;

- fig.4, exemplu de formă desfășurată, a straturilor de armare ale fețelor continue;

- fig.5, vedere în spațiu a unui panou sandwich, cu fețele din materiale compozite polimerice armate și miezul tip fagure;

- fig.6, secțiune B - B prin panoul sandwich din fig.5;

210 - fig.7, detaliu privind lipirea cu rășină modificată tixotropic a fețelor de lucru de pereții celulelor miezului fagure;

- fig.8, vedere de sus a unui panou sandwich cu decupări și fețe laterale profilate, care are miezul tip fagure, iar fețele din materiale compozite polimerice armate;

- fig.9, secțiune prin panoul sandwich din fig.8;

215 - fig.10, secțiune printr-un panou sandwich cu miezul tip fagure și fețele din materiale metalice;

- fig.11, secțiune printr-un panou sandwich cu fețele de lucru hibride (din mai multe materiale) și miezul tip fagure;

- fig. 12, secțiune printr-un panou sandwich cu miezul tip fagure, cu o față de lucru 220 metalică și cu cealaltă din materiale compozite polimerice armate;

- fig. 13, secțiune printr-un panou cu miezul dintr-un material poros;

- fig.14, panou sandwich, cu fețele din materiale compozite polimerice armate și miezul unistructurat mixt;

- fig. 15, panou sandwich, cu miezul din celule deschise umplute cu pulberi;

225 - fig.16, panou sandwich, cu miezul dublu structurat, format din două structuri diferite;

- fig. 17, panou sandwich, cu miezul dublu structurat, format din două structuri de același fel, în una dintre ele fiind introdusă o pulbere;

- fig.18, panou sandwich, cu miezul multiplu structurat, format din 3 structuri diferite;

- fig.19, panou sandwich, cu miezul multiplu structurat, format din 4 structuri identice; 230 - fig.20, panou sandwich, cu geometrie complexă.

Procedeul de fabricare a unui panou sandwich, conform unui exemplu de realizare a invenției, cuprinde următoarele operații: se demontează pereții laterali 3 ai matriței din fig.1 și 2, și se aplică pelicula decofrantă, se aplică un strat de gel-coat 10 pe părțile active ale matriței, se impregnează cu o rășină armătura 9, care are forma din fig.4, și se obțin stra235 turile din materiale compozite 11, care se așază pe placa de bază 2, a matriței, se aplică un strat de rășină modificată tixotropic 12, se așază o structură cu celule deschise tip fagure 13, iar straturile 11 se petrec peste structura fagure, ca în fig.3, obținându-se un panou crud

6. Se montează apoi pereții laterali și se aplică forțele F, și F₂, se închide matrița cu capacul 5 și se aplică forța F₃ pe capac. Rășina modificată tixotropic udă pereții 14 ai celulelor 240 structurii, ca în detaliul din fig.7. După întărirea rășinii se decofrează panoul prin demontarea capacului și a pereților laterali ai matriței, iar panoul obținut este așezat pe un suport pentru maturare. Se obține astfel panoul sandwich din fig.5 și 6, cu fețele de lucru 7 și fețele laterale 8 dintr-un material compozit 11, continuu și cu miezul unistructurat simplu.

într-un alt exemplu de realizare, procedeul de fabricare parcurge aceleași operații ca 245 la exemplul anterior, numai că între straturile de material compozit 11 se intercalează table metalice 20, după ce au fost acoperite cu un strat de rășină 12a. Se obține astfel un panou sandwich din fig.11, cu fețe de lucru hibride (cu straturi diferite).

RO 117976 B într-un alt exemplu de realizare, procedeul de fabricare parcurge aceleași operații ca la primul exemplu, numai că, în acest caz, în locul structurii tip fagure, se introduce un strat dintr-un material poros 21, ca, de exemplu, poliuretan. Se obține astfel un panou sandwich 250 din fig. 13.

în al patrulea exemplu de realizare, procedeul de fabricare parcurge aceleași operații ca la primul exemplu, numai că, în locul structurii tip fagure 13, se introduc niște profiluri de tip U, I, T, Ω, 22, un material poros 21 și două structuri tip fagure 13. Se obține astfel un panou sandwich din fig. 14, cu miezul unistructurat mixt.

255 în al cincilea exemplu de realizare, procedeul de fabricare parcurge aceleași operații ca la primul exemplu, numai că în celulele structurii tip fagure se introduce un material pulverulent sau fibros 23. Se obține astfel panoul sandwich din fig. 15, cu proprietăți izola toare termice sau fonice.

în al șaselea exemplu de realizare, procedeul de fabricare parcurge aceleași operații 260 ca la primul exemplu, numai că armătura se croiește astfel, încât să acopere numai fața de lucru inferioară și fețele laterale, iar după plierea straturilor compozite 11, se introduce în matriță tabla metalică sau nemetalică 20 și se continuă celelalte operații. Se obține astfel panoul sandwich din fig. 12, care are o față de lucru dintr-un material metalic sau nemetalic.

în al optulea exemplu de realizare, procedeul de fabricare are următoarele operații: 265 se aplică pelicula decofrantă, se așază, pe placa de bază 2 a matriței, fața de lucru inferioară, metalică sau nemetalică, se aplică stratul de rășină modificată tixotropic 12, se așază structura cu celule deschise tip fagure 13, se așază fețele laterale după ce s-a aplicat stratul de rășină modificată tixotropic pe partea dinspre miez a fiecărei fețe laterale și se aplică, pe fețele laterale ale matriței, forțele de presare F, și F₂, cu valori cuprinse între 1,1 și 1,4 at, 270 se așază fața de lucru superioară, după ce s-a aplicat stratul de rășină modificată tixotropic pe partea dinspre miez, se închide matrița cu capacul 5 și se aplică forța F₃, uniform distribuită, de 1,1-2,5 at, celelalte operații rămânând aceleași ca la primul exemplu. Se obține astfel panoul sandwich din fig.10 cu toate fețele dintr-un material metalic sau nemetalic.

în al nouălea exemplu de realizare, procedeul de fabricare are următoarele operații: 275 se aplică pelicula decofrantă pe pereții laterali ai matriței, se aplică stratul de gel-coat 10 pe părțile active ale matriței, se impregnează cu rășină armătura feței inferioare, care conține o decupare corespunzătoare necesităților, obținându-se straturile compozite 11a, care se așază pe placa de bază a matriței, se aplică stratul de rășină modificată tixotropic 12 și se așază structura cu celule deschise tip fagure 13, de asemenea decupată corespunzător, 280 anterior așezării în matriță, apoi se așază pe pereții laterali straturile de material compozit 11c și 11b corespunzătoare fețelor laterale și bordurilor decupării și se aplică stratul de rășină modificată tixotropic. Se montează pereții laterali ai matriței cu straturile pe care le au și se aplică forțele F, și F₂ laterale, se așază straturile de material compozit 11d, corespunzătoare feței de lucru superioare, se închide matrița cu capacul și se aplică forța F₃ uniform 285 distribuită. Se obține astfel panoul sandwich din fig.9 ce are fețele laterale profilate, conține profilurile 19 și are o decupare bordurată.

în al zecelea exemplu de realizare, procedeul de fabricare are următoarele operații: se aplică pelicula decofrantă, se aplică stratul de gel-coat 10, pe placa de bază și pe capacul matriței, se aplică stratul de duritate ridicată 24, pe placa de bază și pe capacul matriței, se 290 impregnează cu rășină armătura feței de lucru inferioare și se așază pe placa de bază, se aplică stratul de rășină modificată tixotropic 12, se așază profilurile care formează prima structură 22 a miezului, se așază stratul interior, subțire, din materiale compozite polimerice 25a, după care s-a aplicat stratul de rășină modificată tixotropic pe partea dinspre structura 22, se aplică următorul strat de rășină modificată tixotropic pe stratul interior subțire, se 295

RO 117976 Β așază structura cu celule deschise tip fagure 13, se așază straturile din compozit polimeric ale feței de lucru superioare după ce s-a aplicat stratul de rășină modificată tixotropic pe partea dinspre structura 13, se închide matrița cu capacul 5 și se aplică forța F₃. Se obține astfel panoul sandwich din fig. 16, care are un miez 15 dublu structurat, iar fețele de lucru din compozite polimerice conțin straturile de duritate ridicată 24 și de gel-coat 10.

în al unsprezecelea exemplu de realizare, procedeul de fabricare parcurge aceleași operații ca în exemplul zece, cu deosebirea că nu se mai aplică straturile de gel-coat și de duritate ridicată, fața de lucru inferioară și stratul interior subțire 25b sunt din materiale metalice sau nemetalice, miezul dublu structurat 15 conține două structuri de tip fagure, iar în una dintre structuri s-a introdus un material pulverulent sau fibros 23. Se obține astfel panoul sandwich cu proprietăți izolatoare crescute, din fig. 17.

în al doisprezecelea exemplu de realizare, procedeul de fabricare parcurge aceleași operații ca la primul exemplu, cu deosebirea că nu se mai aplică stratul de gel-coat; în loc de structură se introduce un strat alveolar 26 și două structuri 22 și 13, după stratul alveolar și după prima structură se aplică straturile interioare subțiri 25a, iar înainte de petrecerea pliurilor se introduc plăcile metalice sau nemetalice 28. Se obține astfel panoul sandwich din fig. 18, care are un miez multiplu structurat 27, format dintr-un strat, și două structuri separate prin straturi interioare.

în al treisprezecelea exemplu de realizare, procedeul de fabricare parcurge aceleași operații ca la exemplul al unsprezecelea, cu deosebirea că se aplică straturile de gel coat 10 și de duritate ridicată 24 pe placa de bază a matriței, se introduc patru structuri cu celule deschise 13 și trei straturi interioare subțiri 25a și 25b, iar straturile feței de lucru inferioare se petrec peste fețele laterale ale miezului, se așază apoi fața de lucru superioară din materiale metalice sau nemetalice 20. Se obține astfel panoul sandwich din fig. 19, care are un miez multiplu structurat 27, format patru structuri separate prin straturi interioare.

în al patrusprezecelea exemplu de realizare, procedeul de fabricare parcurge aceleași operații ca la exemplul al zecelea, cu deosebirea că placa de bază și capacul matriței nu sunt plane, ci au o formă corespunzătoare locului de amplasare în cadrul construcției, iar în loc de două structuri se introduc trei structuri și două straturi interioare 25a și 25b, fără a se mai introduce în celulele deschise materialul pulverulent sau fibros. Se obține astfel panoul sandwich din fig.20, care este neplan și are un miez multiplu structurat.

Stratul de finisare de tip gel-coat 10 se obține prin introducerea în rășina de uz general a unei cantități de 20-28% (procente masice) silice coloidală și a unui pigment de colorare în proporție de 8-20%. Stratul de duritate ridicată 24 se obține prin amestecarea rășinii de uz general cu o pulbere de silice, carbură de siliciu, carbură de bor sau altă pulbere metalică sau ceramică dură în proporție de 1-80%.

Rășina tixotropică se obține prin introducerea într-o rășină poliesterică, epoxidică, fenolică sau siliconică de uz general, a unei pulberi micronice de amidon, în proporție de 570%, în funcție de viscozitatea inițială a rășinii, care are afinitate de aderență cu materialul structurii miezului, ducând la apariția, la interfața de separație dintre pereții celulei și stratul de rășină, a unei tensiuni superficiale, care produce udarea pereților celulelor structurii.

O variantă a obținerii rășinii tixotropice se obține prin introducerea, într-o rășină de uz general, a unei pulberi micronice celulozice, în proporție de 3-60%, cu afinitate față de materialul structurii miezului, sau un compus vinil-silan în proporție de 1-30%, sau un compus clorurat cu crom al metaacrilaților sau acidului metacrilic sau stearic în proporție de 1-35%.

Prin aplicarea procedeului se obține un panou sandwich destinat fabricării containerelor, camerelor izolate termic și electromagnetic, construcțiilor civile și industriale, mobilei,

Claims

RO 117976B vehiculelor, remorcilor, rulotelor, construcțiilor navale și aeronautice, ramelor de metrou, vagoanelor C.F., antenelor și reflectoarelor electromagnetice etc. de formă plană sau cu geo- 345 metrie complexă format dintr-un miez unistructurat simplu din celule deschise, de exemplu în formă de fagure sau din materiale poroase sau neporoase, granulare, pulberi, profile U, I, T, Ω etc., sau mixt. Se mai pot obține combinații de două sau mai multe materiale, ca de exemplu profile U, I, T, Ω etc. și faguri sau materiale granulare, poroase sau alte combinații. Se poate realiza un panou cu miez dublu sau multiplu structurat având două sau mai multe 350 structuri și/sau straturi identice sau diferite, cu fețele de lucru sau laterale, din materiale compozite polimerice armate și/sau materiale metalice sau nemetalice. Panoul este închis direct în procesul de realizare, în sensul că are atât fețe de lucru, cât și fețe laterale. Fețele de lucru sau laterale sunt lipite de miezul panoului cu rășină modificată tixotropic, ceea ce crește considerabil (30-120 ori) suprafața de lipire. Panoul se poate obține cu una sau 355 ambele fețe de lucru cu un strat de duritate ridicată, format din rășină și nisip cuarțos sau pulberi de silice, carbură de siliciu, carbură de bor, alte pulberi ceramice sau metalice etc., și are la exterior un strat de protecție și finisare din gel-coat în diferite culori, deci nu mai necesită vopsire ulterioră. Fețele de lucru pot fi în culori diferite, pot fi simple (dintr-un singur tip de material) sau hibride (din mai multe materiale). Una dintre fețele de lucru poate fi din 360 unul sau mai multe materiale, iar cealaltă față, din alte materiale. Poate avea și decupări interioare de dimensiuni și forme diverse, care au la rândul lor fețele laterale plane sau profilate; panoul poate avea în celulele miezului materiale granulare care să-i îmbunătățească anumite proprietăți fizico-mecanice, poate fi ignifugat, în sensul că structurile neignifuge ale miezului se ignifughează impregnându-le, de exemplu prin stropire (sau imersie) cu o rășină 365 ignifugă, rășină modificată tixotropic; rășina stratului de duritate și gel-coatul se ignifughează prin introducerea în compoziția lor a unor retardanți de flacără. Revendicări 370

1. Procedeu de fabricare a unui panou sandwich, prin presare în matriță și întărirea lianților la rece (temperatura ambiantă), în care are loc pregătirea matriței, constând în demontarea părților componente și aplicarea, pe zonele ei active, a peliculei decofrante, caracterizat prin aceea că, în prima etapă, se aplică un strat de finisare pe zonele active ale matriței, în a doua etapă, se aplică un strat cu duritate ridicată peste stratul de finisare, 375 după care, în a treia etapă, se așază deasupra niște straturi de armătură, impregnate cu rășină, ce formează fața de lucru inferioară a panoului; urmează a patra etapă, în care se aplică peste straturile de armătură un adeziv special, care să permită lipirea pe acestea a unei prime structuri a miezului de tip celule deschise, I, U, T, Ω; în etapa a cincea, se așază în matriță o structură sau un strat ce intră în componența miezului, peste care se așază un 380 strat interior subțire, după ce pe acesta din urmă s-a depus, pe ambele fețe, un strat adeziv special, această etapă putând fi repetată atâtea ori câte structuri sau straturi trebuie să conțină miezul și alternând cu o operație de umplere a structurilor cu un material pulverulent sau fibros, anterior lipirii stratului interior subțire, în scopul realizării unei termoizolații; etapa a șaptea constă în așezarea, pe pereții laterali ai matriței, a unor profiluri cu fețele acoperite 385 cu un strat adeziv special; în etapa a opta, pe aceste profiluri se așază niște straturi de armătură impregnate cu rășină, care vor forma fețele laterale ale panoului, pe care se aplică un strat adeziv special, pe fața dinspre miezul panoului; urmează o nouă etapă, care este opțională, în care se bordurează decuparea (decupările) realizată pe suprafața panoului, când aceasta este necesară, prin așezarea pe pereții perimetrali ai decupării a unor straturi 390 de armătură impregnate cu rășină pe care se aplică un strat adeziv special, decupajul fiind

RO 117976 B practicat în toate structurile panoului anterior introducerii lor în matriță, iar în etapa a zecea, se așază în matriță straturile feței de lucru superioare după ce anterior a fost depus un strat adeziv special pe fața dinspre miez; urmează etapele finale ale procedeului de asamblare a pereților laterali ai matriței, aplicarea forțelor F, și F₂ de presare laterală care induc o presiune laterală de 1,1 -1,4 at și închiderea matriței cu capacul, prin aplicarea unei forțe F₃ uniform distribuită, de 1,1-2,5 at, urmată de întărirea rășinilor la temperatura camerei, decofrarea panoului și maturarea acestuia, obținându-se un panou sandwich plan sau neplan, cu sau fără decupări, cu fețele din materiale compozite.

2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că stratul de finisare aplicat în prima etapă, pe părțile active ale matriței, este un strat de tip gel-coat obținut prin introducerea în rășina de uz general a unei cantități de 20-28% (procente masice) silice coloidală și a unui pigment de colorare în proporție de 8-20%, în a doua etapă, stratul de duritate ridicată fiind obținut prin amestecarea rășinii de uz general cu o pulbere de silice, carbură de siliciu, carbură de bor sau altă pulbere metalică sau ceramică dură, în proporție de 1-80%, iar etapele patru, cinci, șase, șapte, opt, nouă și zece folosesc, pentru lipirea straturilor interioare, subțiri, a structurilor, a bordurilor decupărilor și a pereților laterali, precum și a fețelor de lucru, un adeziv special.

3. Procedeu conform revendicărilor 1și 2, caracterizat prin aceea că adezivul special este o rășină modificată tixotropic, care se obține prin introducerea, într-o rășină poiiesterică, epoxidică, fenolică sau siliconică de uz general, a unei pulberi micronice de amidon, în proporție de 5-70% (în funcție de viscozitatea inițială a rășinii), care are afinitate de aderență cu materialul structurii miezului, ducând la apariția, la interfața de separație dintre pereții celulei și stratul de rășină, a unei tensiuni superficiale care produce udarea pereților celulelor structurii cu rășina modificată tixotropic.

4, Procedeu conform revendicărilor 1...3, caracterizat prin aceea că, într-o variantă, în rășina de uz general se introduce, în proporție de 3-60%, o pulbere micronică celulozică cu afinitate față de materialul structurii miezului sau un compus vinil-silan în proporție de 130%, sau un compus clorurat cu crom al metacrilaților sau acidului metacrilic sau stearic, în proporție de 1-35%.

5. Procedeu conform revendicării 1.,,4, caracterizat prin aceea că, în vederea ignifugării panoului, se folosește o rășina, un gel-coat și o rășină modificată tixotropic, cu proprietăți ignifuge, iar structurile și straturile miezului, neignifuge, utilizate la realizarea panourilor sandwich, devin ignifuge prin acoperirea cu un strat de rășină ignifugă.

6. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, într-o variantă, etapa a treia a procedeului se aplică concomitent și pereților laterali ai matriței, pentru a realiza fețele laterale ale panoului dintr-un material compozit continuu, care să permită îmbrăcarea miezului pe toate fețele.

7. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, într-o altă variantă, pentru a obține un panou sandwich cu fețe de lucru hibride (dintr-o combinație de mai multe materiale), se poate introduce înaintea, între sau după straturile de armătură impregnate cu rășină, o tablă metalică sau nemetalică.

8. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, într-o altă variantă, straturile de armătură impregnate cu rășină se înlocuiesc, în etapa a treia, cu table metalice sau nemetalice, pentru obținerea panourilor sandwich cu fețe de lucru metalice sau nemetalice, care substituie și stratul de duritate ridicată din etapa a doua.

9. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, într-o altă variantă, în etapa a zecea, fața de lucru superioară poate fi realizată din table metalice, nemetalice sau hibride.

RO 117976 Β

10. Panou sandwich, obținut prin procedeul de la revendicarea 1, având fețele plane sau neplane, ignifug sau neignifug, plin sau cu decupări, având miezul cu o singură structură, multiplu structurat sau cu structură mixtă, cu fețele de lucru din materiale metalice, nemetalice, compozite sau hibride, conținând un strat de gel-coat și/sau un strat de duritate ridicată, având părțile laterale deschise sau închise, cu fețe plane sau profilate, caracterizat prin aceea că lipirea fețelor de lucru sau a celor laterale, a bordurilor golurilor, precum și a straturilor interioare subțiri sau a structurilor și straturilor miezului, se realizează cu un strat adeziv special, format dintr-o rășină modificată tixotropic, care are afinitate de aderență cu straturile și structurile panoului, și udă pereții structurilor pe o înălțime de 2-10 mm, mărind suprafața de lipire de 30-120 ori și conferindu-i o creștere a caracteristicilor mecanice ale lipiturii.

440

445

450

Președintele comisiei de examinare: ing. Petrescu loan Cristea

Examinator: ing. Scăunașu Elisabeta