RU2029037C1

RU2029037C1 - Laminated panel

Info

Publication number: RU2029037C1
Authority: RU
Inventors: В.П. Дмитренко; М.Б. Земсков; О.М. Зиневич; Г.В. Комаров; В.М. Василевский; В.А. Алексашин
Original assignee: Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского
Priority date: 1992-07-01
Filing date: 1992-07-01
Publication date: 1995-02-20

Abstract

FIELD: laminated panels. SUBSTANCE: each sheeting in laminated panel is formed of inner, intermediate and outer layers. Each layer is reinforced. Inner layer is made of polycaproamide, outer layer of polyvinyliden fluoride, intermediate layers are made of polycaproamide and polyvinyliden fluoride taken in volume ratio from 75:25 to 25:275. Laminated panel has modulus of elasticity of 1.95-2.13 GPa, relative rigidity of 1180 N/m, oxygen index 32%. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к производству элементов строительных конструкций, а именно к изготовлению декоративно-конструкционных слоистых панелей из полимерных материалов, и может найти применение как декоративно-конструкционный элемент для обшивки салонов в авиационной, судостроительной промышленности, а также в других видах транспорта. The invention relates to the production of elements of building structures, namely the manufacture of decorative structural laminated panels of polymeric materials, and may find application as a decorative structural element for interior lining in the aircraft, shipbuilding industry, as well as in other types of transport.

Известна [1] облегченная огнестойкая трехслойная панель, которая состоит из сотового заполнителя, к которому приклеены с обеих сторон две обшивки, имеющие огнестойкую облицовку из сополимера поливинилиденфторида (ПВДФ) с гексафторпропиленом. В качестве несущих слоев обшивок использован армирующий наполнитель (стекловолокно или углеродное волокно), пропитанный фенолформальдегидной смолой. Known [1] is a lightweight fire-resistant three-layer panel, which consists of a honeycomb core to which two panels are glued on both sides, having a fire-resistant lining made of a copolymer of polyvinylidene fluoride (PVDF) with hexafluoropropylene. Reinforcing filler (fiberglass or carbon fiber) impregnated with phenol-formaldehyde resin was used as the supporting layers of the skin.

Существенным недостатком таких огнестойких трехслойных панелей является то, что покрытие из ПВДФ наносится на уже отформованные несущие обшивки (поверхность плакируется ПВДФ). Прочность сцепления покрытия с обшивкой невелика, что снижает огнестойкость изделия. Кроме того, за счет увеличения продолжительности цикла сборки снижается технологичность изготовления изделия. A significant drawback of such fire-resistant three-layer panels is that the PVDF coating is applied to the already molded load-bearing casing (the surface is clad with PVDF). The adhesion strength of the coating to the skin is small, which reduces the fire resistance of the product. In addition, by increasing the duration of the assembly cycle reduces the manufacturability of the product.

Наиболее близким к изобретению является слоистая панель, включающая сотовый заполнитель и листовые обшивки, изготовленные из термопластичного органопластика марки ПАП-Ф на основе поликапроамида, армированного волокном феилон [2]. Closest to the invention is a laminated panel comprising honeycomb core and sheet skin made of PAP-F thermoplastic organoplastics based on polycaproamide reinforced with feilon fiber [2].

Основным недостатком таких панелей является горючесть, связанная с использованием в качестве матрицы поликапроамида, имеющего низкий кислородный индекс (КИ, равный 17). The main disadvantage of such panels is the flammability associated with the use of polycaproamide as a matrix having a low oxygen index (KI equal to 17).

Предлагаемое техническое решение позволит решить задачу получения слоистой декоративно-конструкционной панели, обладающей высокой несущей способностью благодаря прочному соединению слоев, составляющих обшивки панели. Кроме того, она обладает повышенной огнестойкостью и технологична в изготовлении. The proposed technical solution will solve the problem of obtaining a layered decorative structural panel with high load-bearing capacity due to the strong connection of the layers that make up the panel skin. In addition, it has increased fire resistance and is technologically advanced to manufacture.

Для этого предлагается слоистая панель, состоящая из заполнителя и обшивок из полимерного композиционного материала; последние выполнены многослойными, каждый слой содержит армирующий волокнистый наполнитель и матрицу, причем наружный слой имеет матрицу из поливинилиденфторида, внутренний слой - из поликапромида, а матрицы промежуточных слоев содержат те же термопласты, взятые в объемном соотношении от 75:25 до 25:75. For this, a layered panel is proposed, consisting of aggregate and skin of a polymer composite material; the latter are multilayer, each layer contains a reinforcing fibrous filler and a matrix, the outer layer having a matrix of polyvinylidene fluoride, the inner layer of polycarpromide, and the matrix of the intermediate layers contain the same thermoplastics taken in a volume ratio of 75:25 to 25:75.

Сущность изобретения поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.

Панель содержит заполнитель 1, например сотовый, и обшивки 2 из термопластичного КМ. В обеих обшивках в качестве матриц наружного слоя 2а использован поливинилиденфторид (ПВДФ), матрица внутреннего слоя 2в (обращенного к заполнителю) выполнена из поликапроамида (ПА), а промежуточные слои 26 имеют матрицу с различным содержанием ПВДФ и ПА. В такой обшивке наружный слой обеспечивает огнестойкость панели, внутренний слой отвечает за несущую способность и возможность сборки с заполнителем, например, склеивание, а промежуточные слои помимо несущей способности обеспечивают прочное сцепление верхнего и нижнего слоев. Такая форма связи повышает монолитность и однородность несущих слоев по сравнению с материалами, получаемыми плакированием несущих слоев пленкой ПВДФ, в которых поверхность контакта имеет четкую границу и низкую прочность. The panel contains a filler 1, for example, honeycomb, and casing 2 of thermoplastic KM. In both skins, polyvinylidene fluoride (PVDF) was used as matrices of the outer layer 2a, the matrix of the inner layer 2b (facing the aggregate) is made of polycaproamide (PA), and the intermediate layers 26 have a matrix with different contents of PVDF and PA. In such casing, the outer layer provides fire resistance of the panel, the inner layer is responsible for the bearing capacity and the ability to assemble with aggregate, for example, gluing, and the intermediate layers, in addition to the bearing capacity, provide strong adhesion of the upper and lower layers. This form of bonding increases the solidity and uniformity of the bearing layers compared to materials obtained by cladding the bearing layers with a PVDF film, in which the contact surface has a clear boundary and low strength.

Технология изготовления слоистых панелей с обшивками из многослойного термопластичного композиционного материала включает формование обшивок 2 и их сборку с заполнителем 1, например, путем склеивания. Формование обшивок заключается в наборе пакета заготовок, вырезаемых из тканых полуфабрикатов различного состава, помещении пакета между металлическими листами с нанесенным антиадгезионным покрытием и собственно прессование на гидравлических прессах при температуре 523 ± 5 К, давлении 1,5-2,0 МПа, выдержкой при температуре прессования в течение 10-15 мин/1 мм толщины, охлаждении готового материала под давлением до комнатной температуры. The manufacturing technology of laminated panels with sheathing from a multilayer thermoplastic composite material includes forming sheaths 2 and assembling them with aggregate 1, for example, by gluing. Sheath molding consists in the collection of a package of blanks cut from woven semi-finished products of various compositions, placing the package between metal sheets with a release coating and pressing them on hydraulic presses at a temperature of 523 ± 5 K, a pressure of 1.5-2.0 MPa, holding at a temperature pressing for 10-15 min / 1 mm of thickness, cooling the finished material under pressure to room temperature.

Затем лист пластика обрезают под заданный размер обшивки, наносят клей со стороны внутреннего слоя и собирают с заполнителем. Приклейку можно проводить как между плитами пресса, так и в термошкафу вакуумным мешком, соблюдая режим отверждения клея. Используемые тканые полуфабрикаты, из которых набирался пакет заготовок, представляли собой ткани с одно- или двуосноперепленым органическим наполнителем - волокном терлон. В утке и/или в основе ткани располагались термоплавкие матричные волокна одной или различной природы. Варьируя расположение и диаметр матричных волокон, можно в широких пределах изменять соотношение компонентов матрицы, не меняя объемного содержания наполнителя. Then the plastic sheet is cut to a predetermined size of the skin, glue is applied from the side of the inner layer and collected with aggregate. Gluing can be carried out both between the press plates and in the heating cabinet with a vacuum bag, observing the curing mode of the glue. The woven semi-finished products used, from which the package of blanks were recruited, were fabrics with a single or biaxially interlocked organic filler - terlon fiber. In the weft and / or at the base of the fabric, hot-melt matrix fibers of one or different nature were located. By varying the location and diameter of the matrix fibers, it is possible to widely vary the ratio of the components of the matrix without changing the volume content of the filler.

П р и м е р 1. Пакет заготовок набирался из шести слоев тканого полуфабриката на основе волокна терлон, содержащих в качестве матрицы в наружном слое волокно поливинилиденфторид, во внутреннем слое - волокно поликапроамид, а четыре промежуточных слоя содержали волокна поливинилиденфторида и поликапроамида в соотноше- нии 90:10 об.% в каждом слое. Набранный пакет формовался в прессе между металлическими листами с антиадгезионным покрытием при температуре 523 ± 5 К, давлением 1,5-2,0 МПа в течение 10-15 мин/1 мин толщины пакета. Из отпрессованного листа органопластика вырезались обшивки размером 150х50 мм и приклеивались пленочным клеем ВК-51 к алюминиевому сотовому заполнителю при 398 ± 5 К в течение 3 ч. Example 1. The package of blanks was composed of six layers of a woven semi-finished product based on Terlon fiber, containing polyvinylidene fluoride fiber as a matrix in the outer layer, polycaproamide fiber in the inner layer, and four intermediate layers containing polyvinylidene fluoride and polycaproamide fibers respectively nii 90:10 vol.% in each layer. The collected bag was molded in a press between metal sheets with a release coating at a temperature of 523 ± 5 K, a pressure of 1.5-2.0 MPa for 10-15 min / 1 min of bag thickness. Sheaths 150 × 50 mm in size were cut out from a pressed organoplastic sheet and glued with VK-51 film adhesive to an aluminum honeycomb core at 398 ± 5 K for 3 hours.

П р и м е р 2. Пакет заготовок набирался из четырех слоев тканого полуфабриката на основе волокна терлон, содержащих в качестве матриц: в наружном слое - волокно поливинилиденфторида; во внутреннем слое - волокно поликапроамид; два промежуточных слоя - волокна поливинилиденфторида и поликапроамида в соотношении 15:85 об.% в каждом слое. Образцы слоистой панели получали способом, аналогичным описанному в примере 1. PRI me R 2. The package of blanks was composed of four layers of woven semi-finished products based on Terlon fiber, containing as matrices: in the outer layer - polyvinylidene fluoride fiber; in the inner layer - polycaproamide fiber; two intermediate layers - polyvinylidene fluoride and polycaproamide fibers in a ratio of 15:85 vol.% in each layer. Samples of the laminated panel were obtained by a method similar to that described in example 1.

П р и м е р 3. Пакет заготовок набивался из четырех слоев тканого полуфабриката на основе волокна терлон, содержащих в качестве матриц: в наружном слое - волокно поливинилиденфторида; во внутреннем слое - волокно поликапроамид; два промежуточных слоя - волокна поливинилиденфторида в соотношении 75:25 и 25:75 соответственно. Образцы слоистой панели получали аналогично примеру 1. PRI me R 3. The package of blanks was packed from four layers of woven semi-finished product based on theron fiber, containing as matrices: in the outer layer - polyvinylidene fluoride fiber; in the inner layer - polycaproamide fiber; two intermediate layers - polyvinylidene fluoride fibers in the ratio of 75:25 and 25:75, respectively. Samples of the laminated panel were obtained analogously to example 1.

П р и м е р 4. Пакет заготовок набирался из пяти слоев тканого полуфабриката на основе волокна терлон, содержащих в качестве матриц: в наружном слое - волокно поливинилиденфторид; во внутреннем слое - волокно поликапроамид; три промежуточных слоя - волокна поливинилиденфторида и поликапроамида в соотношении 75:25, 50:50 и 25:75 соответственно. Образцы слоистой панели получали аналогично примеру 1. PRI me R 4. The package of blanks was composed of five layers of a woven semi-finished product based on fiber Terlon, containing as matrices: in the outer layer - fiber polyvinylidene fluoride; in the inner layer - polycaproamide fiber; three intermediate layers - polyvinylidene fluoride and polycaproamide fibers in the ratios of 75:25, 50:50 and 25:75, respectively. Samples of the laminated panel were obtained analogously to example 1.

Полученные фрагменты слоистых панелей подвергались сравнительным испытаниям с целью определения несущей способности - трехточечному изгибу; с целью определения КИ, процентному действию открытого пламени по методике, описанной в ГОСТ 21793-76. The obtained fragments of laminated panels were subjected to comparative tests in order to determine the bearing capacity - three-point bending; in order to determine KI, the percentage effect of an open flame according to the method described in GOST 21793-76.

Результаты испытаний сведены в таблицу. The test results are summarized in table.

Claims

LAYERED PANEL, including aggregate and casing made of reinforced polymer composite material, characterized in that each casing is formed of inner, intermediate and outer layers with the placement of reinforcement in each layer, the inner layer made of polycaproamide, the outer one made of polyvinylidene fluoride, and the intermediate layers from polycaproamide and polyvinylidene fluoride taken in a volume ratio of 75: 25 - 25: 75.