RU2489264C1 - Structural material based on syntactic foam plastic, method of its production and method of production of composite based on said structural material - Google Patents
Structural material based on syntactic foam plastic, method of its production and method of production of composite based on said structural material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2489264C1 RU2489264C1 RU2011148959/04A RU2011148959A RU2489264C1 RU 2489264 C1 RU2489264 C1 RU 2489264C1 RU 2011148959/04 A RU2011148959/04 A RU 2011148959/04A RU 2011148959 A RU2011148959 A RU 2011148959A RU 2489264 C1 RU2489264 C1 RU 2489264C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- structural material
- components
- material according
- free space
- syntactic foam
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к области конструкционных материалов для авиа- и судостроения, машиностроения, промышленного и гражданского строительства. В частности, изобретение относится к конструкционным полимерным композиционным материалам, подходящим для применения в качестве среднего слоя сэндвич-структур.The present invention relates to the field of structural materials for aircraft and shipbuilding, mechanical engineering, industrial and civil engineering. In particular, the invention relates to structural polymer composite materials suitable for use as a middle layer of sandwich structures.
Уровень техникиState of the art
В последнее время все большее внимание уделяется вопросам разработки новых конструкционных материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками, подходящих для изготовления изделий и конструкций с применением современных технологий. Так, в течение нескольких последних десятилетий одним из перспективных направлений разработки в области конструкционных материалов является создание многослойных композиционных материалов, в частности т.н. «сэндвич-структур».Recently, more and more attention has been paid to the development of new structural materials with improved performance characteristics suitable for the manufacture of products and structures using modern technologies. So, over the past few decades, one of the promising areas of development in the field of structural materials is the creation of multilayer composite materials, in particular the so-called "Sandwich structures."
Многослойные композиционные материалы находят широкое применение в различных отраслях промышленности, в частности в областях, требующих применения высокотехнологичных материалов, таких как авиа- и судостроение. Такие материалы представляют собой многослойные, зачастую трехслойные, структуры, содержащие два несущих слоя и средний слой из легкого прочного материала, обеспечивающий совместную работу несущих слоев.Multilayer composite materials are widely used in various industries, in particular in areas requiring the use of high-tech materials, such as aircraft and shipbuilding. Such materials are multilayer, often three-layer, structures containing two bearing layers and a middle layer of lightweight strong material, which ensures the joint operation of the bearing layers.
Известно множество полимерных материалов, подходящих для изготовления средних слоев многослойных композитов. Примеры таких материалов включают пено- и поропласты, например вспененные поливинилхлоридные (ПВХ) и полиэтилентерефталатные (ПЭТ) полимеры. При этом из уровня техники известен ряд решений, обеспечивающих возможность применения таких материалов в качестве средних слоев многослойных композитов с применением современных технологичных вакуумных методов их формования, в частности инфузионных и инжекционных методов.A variety of polymeric materials are known suitable for the manufacture of middle layers of multilayer composites. Examples of such materials include foam and foam, for example, foamed polyvinyl chloride (PVC) and polyethylene terephthalate (PET) polymers. At the same time, a number of solutions are known from the prior art that make it possible to use such materials as middle layers of multilayer composites using modern technological vacuum methods for their molding, in particular infusion and injection methods.
Так, известен т.н. «контурный» пенопласт на основе ПВХ, выпускаемый под торговым названием Divinycell H компанией DIAB (Швеция) (см., например, WO 2007/141647), принятый в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения. Указанный ПВХ пенопласт изготавливается в виде листов, нарезанных на отдельные ячейки квадратной или прямоугольной формы, при этом для обеспечения целостности листа на одну из его сторон наклеена стеклосетка; ширина каналов между ячейками определяется шириной ножа, используемого для разрезания листового ПВХ. Наличие каналов между ячейками из ПВХ позволяет применять этот материал для изготовления конструкций и изделий методом вакуумной инфузии, а также обеспечивает возможность укладки материала на цилиндрические поверхности. Недостатком указанного материала является сравнительно невысокая прочность и теплостойкость ПВХ, а также возможность его усадки и деструкции при старении и нагреве и высокое водопоглощение (до 30% по массе). Кроме того, применение ячеек квадратной или прямоугольной формы не позволяет производить его укладку на поверхности двойной кривизны, а высокая пористость материала приводит к снижению скорости распределения смолы в каналах при применении материала в методах вакуумной инфузии. Также при применении такого пенопласта в сэндвич-материалах за счет большой разницы в модулях упругости ПВХ и отвержденной смолы нагрузка между несущими слоями материала передается преимущественно ячейками из отвержденной смолы (имеющей, как правило, низкое относительное удлинение), что приводит к преждевременному трещинообразованию и в конечном итоге потере несущей способности сэндвич-материала.So, the so-called "Contour" foam based on PVC, sold under the trade name Divinycell H by DIAB (Sweden) (see, for example, WO 2007/141647), adopted as the closest analogue of the present invention. The specified PVC foam is made in the form of sheets cut into individual cells of a square or rectangular shape, while to ensure the integrity of the sheet, a fiber mesh is glued to one of its sides; the width of the channels between the cells is determined by the width of the knife used to cut the PVC sheet. The presence of channels between the PVC cells allows the use of this material for the manufacture of structures and products by vacuum infusion, and also provides the ability to lay the material on cylindrical surfaces. The disadvantage of this material is the relatively low strength and heat resistance of PVC, as well as the possibility of shrinkage and destruction during aging and heating and high water absorption (up to 30% by weight). In addition, the use of square or rectangular cells does not allow laying it on a double curvature surface, and the high porosity of the material leads to a decrease in the rate of distribution of resin in the channels when using the material in vacuum infusion methods. Also, when using such a foam in sandwich materials, due to the large difference in the elastic moduli of PVC and the cured resin, the load between the bearing layers of the material is transferred mainly by the cured resin cells (which, as a rule, have a low elongation), which leads to premature cracking and ultimately As a result, the loss of the bearing capacity of the sandwich material.
Другим примером контурных пенопластов является пенопласт на основе полиэтилентерефталата (ПЭТ), выпускаемый под торговым названием Airex компанией ALCAN AIREX AG (Швейцария). По своим эксплуатационным характеристикам указанный материал сопоставим с ПВХ-пенопластами и обладает теми же недостатками.Another example of contour foams is polyethylene terephthalate (PET) foam, sold under the trade name Airex by ALCAN AIREX AG (Switzerland). According to its operational characteristics, this material is comparable to PVC foams and has the same disadvantages.
Сходными эксплуатационными технологическими характеристиками обладают и т.н. полимерные маты, содержащие в качестве наполнителя полимерные микросферы. К ним относятся полимерные материалы для применения в инфузионных и инжекционных методах, выпускаемые под торговым названием Lantor Soric компанией Lantor B.V. (Нидерланды). В частности, в публикации международной заявки WO 2008063060 предложен материал среднего слоя, представляющий собой нетканое полимерное волокнистое полотно, содержащее множество элементов из вспененного полимера, разделенных каналами. Применяемые полимерные маты предпочтительно представляют собой вспененные полимеры с закрытыми порами, содержащие полые микросферы. Предложенный материал обладает сопоставимыми с ПВХ и ПЭТ прочностными характеристиками, но впитывает применяемые при инфузии смолы (до 20 раз больше собственного веса), что приводит к сильному разогреву и усадке (а следовательно, большим внутренним деформациям и напряжениям) при полимеризации смолы-связующего и высокой плотности (а следовательно, большому весу) готового изделия. Кроме того, волокнистая структура нетканого полотна препятствует свободному прохождению смолы по каналам между полимерными элементами, что приводит к снижению скорости протекания процесса инфузии, необходимости применения дополнительных технологических решений (создания более высокого разрежения, введения смолопроводящих слоев) и, как следствие, удорожанию технологического процесса в целом.The so-called so-called operational technological characteristics polymer mats containing polymer microspheres as filler. These include polymeric materials for use in infusion and injection methods, manufactured under the trade name Lantor Soric by Lantor B.V. (Netherlands). In particular, in the publication of international application WO 2008063060, a middle layer material is proposed which is a non-woven polymer fibrous web containing a plurality of foam polymer elements separated by channels. The polymer mats used are preferably closed-cell foamed polymers containing hollow microspheres. The proposed material has strength characteristics comparable with PVC and PET, but it absorbs the resins used during infusion (up to 20 times its own weight), which leads to strong heating and shrinkage (and therefore, large internal deformations and stresses) during polymerisation of the resin-binder and high the density (and hence the large weight) of the finished product. In addition, the fibrous structure of the nonwoven fabric prevents the free passage of resin through the channels between the polymer elements, which leads to a decrease in the rate of the infusion process, the need for additional technological solutions (creating a higher vacuum, introducing resinous layers) and, as a result, the cost of the process in whole.
Наиболее перспективными конструкционными материалами с точки зрения своих эксплуатационных характеристик в настоящее время являются синтактные пенопласты, или сферопластики. Указанные материалы обладают высокими прочностными и упругими характеристиками, низким водопоглощением (менее 1-3% по массе), устойчивы к действию высоких температур и широко применяются в авиа- и судостроении, а также в качестве материала среднего слоя многослойных конструкций и изделий.From the point of view of their operational characteristics, the most promising structural materials are syntactic foams, or spheroplastics. These materials have high strength and elastic characteristics, low water absorption (less than 1-3% by weight), are resistant to high temperatures and are widely used in aircraft and shipbuilding, as well as the material of the middle layer of multilayer structures and products.
Синтактные пенопласты являются заливочным малоусадочным материалом и способны заполнять оснастку любой конфигурации. Традиционным способом формования изделий из синтактных пенопластов является литье в форму (см., например, патент РФ 2049016, где описано получение блока плавучести из сферопластика). Однако указанный способ не подходит для получения крупногабаритных конструкций и изделий, таких как корпусы судов или подводных аппаратов. Другие известные способы изготовления изделий из синтактного пенопласта включают прессование, шпательную укладку и напыление. Вследствие своей низкой технологичности эти способы являются дорогостоящими и трудозатратными или попросту неприменимы для получения конструкций и изделий большого размера.Syntactic foams are filling non-shrink material and are able to fill equipment of any configuration. The traditional method of molding products from syntactic foams is injection molding (see, for example, RF patent 2049016, which describes the preparation of a buoyancy unit from spheroplastic). However, this method is not suitable for obtaining large-sized structures and products, such as hulls of ships or underwater vehicles. Other known methods for manufacturing syntactic foam products include pressing, spatula laying and spraying. Due to their low manufacturability, these methods are expensive and time-consuming or simply not applicable for large structures and products.
Таким образом, в настоящее время существует потребность в создании конструкционного материала, подходящего для применения в вакуумных и инжекционных методах формования, который обладал бы преимуществами синтактных пенопластов и вместе с тем высокой технологичностью. При этом желательно, чтобы такой материал обеспечивал возможность быстрого проведения процесса вакуумной инфузии при невысоком разрежении, в том числе без применения дополнительных смолопроводящих слоев.Thus, there is currently a need to create a structural material suitable for use in vacuum and injection molding methods, which would have the advantages of syntactic foams and at the same time high technological effectiveness. At the same time, it is desirable that such a material provides the possibility of a quick vacuum infusion process at low vacuum, including without the use of additional resin-conducting layers.
Одной из задач настоящего изобретения является создание конструкционного материала, подходящего для изготовления полимерных композиционных материалов (ПКМ) методом вакуумного или инжекционного формования с обеспечением повышенных прочностных и упругих характеристик полученных ПКМ.One of the objectives of the present invention is the creation of a structural material suitable for the manufacture of polymer composite materials (PCM) by the method of vacuum or injection molding to provide increased strength and elastic characteristics of the obtained PCM.
Другой задачей настоящего изобретения является создание конструкционного материала, подходящего для применения в методах вакуумного или инжекционного формования с обеспечением быстрого распределения полимерного связующего через материал при пониженном поглощении связующего материалом.Another objective of the present invention is the creation of a structural material suitable for use in vacuum or injection molding methods to ensure the rapid distribution of the polymer binder through the material with reduced absorption of the binder material.
В настоящем изобретении указанные задачи решены с помощью предложенного конструкционного материала, содержащего множество компонентов из синтактного пенопласта, закрепленных на листовой основе с обеспечением свободного пространства между ними.In the present invention, these problems are solved using the proposed structural material containing many components of syntactic foam, fixed on a sheet basis with free space between them.
Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
В настоящем изобретении предложен конструкционный материал на основе синтактного пенопласта, подходящий для применения в вакуумных инфузионных и инжекционных методах формования. Конструкционный материал согласно изобретению содержит множество компонентов из синтактного пенопласта, закрепленных на листовой основе с обеспечением свободного пространства между ними.The present invention provides a structural material based on syntactic foam, suitable for use in vacuum infusion and injection molding methods. The structural material according to the invention contains many components of syntactic foam, fixed on a sheet basis with free space between them.
Предложенный конструкционный материал выполнен из компонентов, изготовленных из синтактного пенопласта, характеризующегося высокими значениями модуля упругости (примерно от 2 до 5 ГПа, в зависимости от конкретного типа синтактного пенопласта), модуля сдвига (примерно от 1,2 до 2 ГПа), разрушающего напряжения при растяжении (примерно от 8 до 16 МПа) и разрушающего напряжения при сжатии (примерно от 50 до 73 МПа), и при этом, в отличие от традиционного синтактного пенопласта, подходит для применения в вакуумных инфузионных методах формования.The proposed structural material is made of components made of syntactic foam, characterized by high elastic modulus (from about 2 to 5 GPa, depending on the particular type of syntactic foam), shear modulus (from about 1.2 to 2 GPa), breaking stress at tensile (from about 8 to 16 MPa) and tensile stress during compression (from about 50 to 73 MPa), and at the same time, unlike traditional syntactic foam, suitable for use in vacuum infusion molding methods.
Таким образом, технический результат настоящего изобретения заключается в обеспечении конструкционного материала, имеющего высокий модуль упругости (примерно от 2 до 5 ГПа, в зависимости от конкретного типа синтактного пенопласта) и модуль сдвига (примерно от 1,2 до 2 ГПа), высокое разрушающее напряжение при растяжении (примерно от 8 до 16 МПа) и разрушающее напряжение при сжатии (примерно от 50 до 73 МПа) и при этом подходящего для применения в методах вакуумной инфузии.Thus, the technical result of the present invention is to provide a structural material having a high modulus of elasticity (from about 2 to 5 GPa, depending on the particular type of syntactic foam) and shear modulus (from about 1.2 to 2 GPa), high breaking stress tensile (from about 8 to 16 MPa) and tensile stress in compression (from about 50 to 73 MPa) and at the same time suitable for use in vacuum infusion methods.
Кроме того, благодаря пониженной пористости и пониженной шероховатости компонентов из синтактного пенопласта по сравнению с материалами, традиционно применяемыми в методах вакуумной инфузии, обеспечивается возможность более быстрого проведения процесса вакуумной инфузии и применения меньших значений разрежения (от 0,2 до 0,99 бар (от 20 до 99 кПа)). При этом дополнительным преимуществом является незаполненность свободного пространства между компонентами из синтактного пенопласта, выгодно отличающая предложенный конструкционный материал от полимерных матов.In addition, due to the reduced porosity and reduced roughness of the components made of syntactic foam compared with materials traditionally used in vacuum infusion methods, it is possible to more quickly carry out the vacuum infusion process and apply lower vacuum values (from 0.2 to 0.99 bar (from 20 to 99 kPa)). An additional advantage is the lack of space between the components of syntactic foam, which distinguishes the proposed structural material from polymer mats.
Таким образом, дополнительный технический результат настоящего изобретения заключается в том, что предложенный конструкционный материал обеспечивает возможность проведения процесса вакуумной инфузии при невысоких (от 20 до 99 кПа) значениях разрежения и с высокой скоростью.Thus, an additional technical result of the present invention lies in the fact that the proposed structural material makes it possible to carry out the vacuum infusion process at low (from 20 to 99 kPa) rarefaction values and at high speed.
Еще одним техническим результатом изобретения является возможность проведения процесса вакуумной инфузии без применения дополнительных смолопроводящих слоев.Another technical result of the invention is the possibility of carrying out a vacuum infusion process without the use of additional resinous layers.
Согласно одному из вариантов реализации компоненты из синтактного пенопласта имеют неправильную форму и могут быть распределены по поверхности листовой основы случайным образом. Это обеспечивает более плотное прилегание материала при укладке на поверхность сложной формы, такую как поверхность двойной кривизны.In one embodiment, the syntactic foam components are irregular in shape and can be randomly distributed over the surface of the sheet base. This provides a tighter fit of the material when laying on a surface of complex shape, such as a surface of double curvature.
Согласно еще одному варианту реализации компоненты из синтактного пенопласта представляют собой отходы производства, что позволяет снизить стоимость конструкционного материала.According to another embodiment, the components of syntactic foam are production waste, which reduces the cost of structural material.
В изобретении также предложен способ получения композиционного материала, включающий обеспечение конструкционного материала согласно изобретению и заполнение свободного пространства между компонентами полимерным связующим. Согласно одному из предпочтительных вариантов реализации изобретения заполнение свободного пространства между компонентами осуществляют с помощью вакуумирования.The invention also provides a method for producing a composite material, comprising providing a structural material according to the invention and filling the free space between the components with a polymer binder. According to one of the preferred embodiments of the invention, the filling of the free space between the components is carried out using vacuum.
Далее, в настоящем изобретении предложено применение конструкционного материала согласно изобретению для получения конструкций и изделий различного назначения, например элементов корпуса погружаемых подводных аппаратов и авиационной техники, ограждающих конструкций, деталей машин и др.Further, the present invention proposes the use of a structural material according to the invention for the manufacture of structures and products for various purposes, for example, housing elements of submersible underwater vehicles and aircraft, enclosing structures, machine parts, etc.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На Фиг.1 приведена микрофотография поверхности сферопластика в разрезе, полученная методом электронной сканирующей микроскопии.Figure 1 shows a micrograph of the surface of a spheroplastic in section, obtained by electron scanning microscopy.
На Фиг.2 изображены варианты исполнения конструкционного материала согласно изобретению, отличающиеся формой и характером расположения компонентов из сферопластика на поверхности основы.Figure 2 shows embodiments of the structural material according to the invention, characterized by the shape and nature of the arrangement of components made of spheroplastic on the surface of the base.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предложен конструкционный материал на основе синтактного пенопласта, подходящий для применения в вакуумных инфузионных и инжекционных методах формования. Конструкционный материал согласно изобретению содержит множество компонентов из синтактного пенопласта, закрепленных на листовой основе с обеспечением свободного пространства между ними.According to one aspect of the present invention, there is provided a structural material based on syntactic foam suitable for use in vacuum infusion and injection molding methods. The structural material according to the invention contains many components of syntactic foam, fixed on a sheet basis with free space between them.
В настоящем описании термин «синтактный пенопласт» используют взаимозаменяемо с термином «сферопластик» для обозначения конкретного класса наполненных полимерных материалов, состоящих из полимерной матрицы (связующего) и распределенных в ней полых сферических частиц (наполнителя).In the present description, the term "syntactic foam" is used interchangeably with the term "spheroplastic" to refer to a specific class of filled polymer materials consisting of a polymer matrix (binder) and hollow spherical particles (filler) distributed therein.
В таблице 1 ниже приведены физико-механические характеристики сферопластика в сравнении с ПВХ- и ПЭТ-пенопластами и полимерными матами.Table 1 below shows the physicomechanical characteristics of spheroplastics in comparison with PVC and PET foams and polymer mats.
ность,
кг/м3 Raft-
nost
kg / m 3
В настоящем описании связующее может представлять собой любое полимерное связующее, подходящее для получения синтактного пенопласта. Согласно одному из вариантов реализации изобретения связующее представляет собой термореактивную смолу, такую как эпоксидная, винилэфирная или полиэфирная смола. Согласно другому варианту реализации связующее представляет собой термопластичную полимерную смолу. В одном из вариантов реализации изобретения связующее представляет собой термопластичное или термореактивное полимерное связующее, выбранное из группы, включающей полиэфирную смолу, полиимидную смолу, винилэфирную смолу, эпоксидную смолу, кремнийорганическую смолу или комбинации указанных смол.In the present description, the binder may be any polymer binder suitable for the production of syntactic foam. In one embodiment, the binder is a thermosetting resin, such as an epoxy, vinyl ester or polyester resin. In another embodiment, the binder is a thermoplastic polymer resin. In one embodiment of the invention, the binder is a thermoplastic or thermosetting polymer binder selected from the group comprising a polyester resin, a polyimide resin, a vinyl ester resin, an epoxy resin, an organosilicon resin, or combinations of these resins.
Согласно одному из предпочтительных вариантов реализации изобретения связующее выбрано из группы, включающей полиэфирную смолу, винилэфирную смолу и эпоксидную смолу. Согласно наиболее предпочтительному варианту реализации изобретения связующее представляет собой полиэфирную смолу.According to a preferred embodiment of the invention, the binder is selected from the group consisting of polyester resin, vinyl ester resin and epoxy resin. According to a most preferred embodiment of the invention, the binder is a polyester resin.
В настоящем описании полые частицы (также называемые микросферами или микробаллонами), используемые в качестве наполнителя для сферопластика, могут представлять собой любые известные частицы, подходящие для применения при получении сферопластика. Согласно одному из вариантов реализации изобретения указанные частицы представляют собой частицы сферической формы диаметром от 1 мкм до 1 мм, предпочтительно от 1 мкм до 500 мкм, например от 20 до 70 мкм. Другие возможные интервалы размеров частиц могут быть выбраны из следующих: от 10 мкм до 30 мкм, от 20 мкм до 50 мкм, от 30 мкм до 60 мкм, от 50 мкм до 100 мкм, от 80 мкм до 150 мкм, от 120 мкм до 180 мкм, от 150 мкм до 300 мкм, от 250 мкм до 380 мкм, от 350 мкм до 500 мкм, от 450 мкм до 600 мкм, от 550 мкм до 700 мкм, от 680 мкм до 800 мкм, от 750 мкм до 900 мкм, от 850 мкм до 920 мкм, от 900 мкм до 1 мм.In the present description, the hollow particles (also called microspheres or microballoons) used as a filler for spheroplastics can be any known particles suitable for use in the production of spheroplastics. According to one embodiment of the invention, said particles are spherical particles with a diameter of from 1 μm to 1 mm, preferably from 1 μm to 500 μm, for example from 20 to 70 μm. Other possible particle size ranges can be selected from the following: from 10 microns to 30 microns, from 20 microns to 50 microns, from 30 microns to 60 microns, from 50 microns to 100 microns, from 80 microns to 150 microns, from 120 microns to 180 microns, 150 microns to 300 microns, 250 microns to 380 microns, 350 microns to 500 microns, 450 microns to 600 microns, 550 microns to 700 microns, 680 microns to 800 microns, 750 microns to 900 microns, from 850 microns to 920 microns, from 900 microns to 1 mm.
Согласно одному из вариантов реализации размер микросфер в составе синтактного пенопласта находится в диапазоне от 1 мкм до 100 мкм. Согласно другому варианту реализации размер микросфер составляет от 100 мкм до 500 мкм. Согласно следующему варианту реализации размер частиц наполнителя в сферопластике составляет от 500 мкм до 1 мм. Согласно еще одному варианту реализации изобретения размер микросфер составляет от 20 до 70 мкм. Другие возможные интервалы размеров частиц могут быть выбраны из следующих: от 10 мкм до 30 мкм, от 20 мкм до 50 мкм, от 30 мкм до 60 мкм, от 50 мкм до 100 мкм, от 80 мкм до 150 мкм, от 120 мкм до 180 мкм, от 150 мкм до 300 мкм, от 250 мкм до 380 мкм, от 350 мкм до 500 мкм, от 450 мкм до 600 мкм, от 550 мкм до 700 мкм, от 680 мкм до 800 мкм, от 750 мкм до 900 мкм, от 850 мкм до 920 мкм, от 900 мкм до 1 мм.According to one implementation option, the size of the microspheres in the composition of the syntactic foam is in the range from 1 μm to 100 μm. According to another embodiment, the size of the microspheres is from 100 μm to 500 μm. According to a further embodiment, the particle size of the filler in spheroplastics is from 500 μm to 1 mm. According to another embodiment of the invention, the size of the microspheres is from 20 to 70 microns. Other possible particle size ranges can be selected from the following: from 10 microns to 30 microns, from 20 microns to 50 microns, from 30 microns to 60 microns, from 50 microns to 100 microns, from 80 microns to 150 microns, from 120 microns to 180 microns, 150 microns to 300 microns, 250 microns to 380 microns, 350 microns to 500 microns, 450 microns to 600 microns, 550 microns to 700 microns, 680 microns to 800 microns, 750 microns to 900 microns, from 850 microns to 920 microns, from 900 microns to 1 mm.
Согласно одному из вариантов реализации толщина стенки микросферы составляет от 1 до 3% диаметра микросферы. Другие возможные интервалы толщины стенки микросферы могут быть выбраны из следующих: от 1,0 до 1,8% диаметра микросферы, от 1,6 до 2,4% диаметра микросферы, от 2,2 до 2,8% диаметра микросферы, от 2,7 до 3,0% диаметра микросферы.According to one embodiment, the microsphere wall thickness is from 1 to 3% of the microsphere diameter. Other possible ranges of microsphere wall thickness can be selected from the following: from 1.0 to 1.8% of the diameter of the microsphere, from 1.6 to 2.4% of the diameter of the microsphere, from 2.2 to 2.8% of the diameter of the microsphere, from 2 , 7 to 3.0% of the diameter of the microspheres.
Согласно другому варианту реализации изобретения насыпная плотность микросфер составляет от 20 до 500 кг/м3. Другие возможные интервалы насыпной плотности микросфер могут быть выбраны из следующих: от 20 до 75 кг/м3, от 70 до 120 кг/м3, от 100 до 150 кг/м3, от 140 до 210 кг/м3, от 180 до 270 кг/м3, от 250 до 320 кг/м3, от 310 до 370 кг/м3, от 340 до 410 кг/м3, от 380 до 450 кг/м3, от 420 до 470 кг/м3, от 450 до 500 кг/м3.According to another embodiment of the invention, the bulk density of the microspheres is from 20 to 500 kg / m 3 . Other possible ranges of bulk density of microspheres can be selected from the following: from 20 to 75 kg / m 3 , from 70 to 120 kg / m 3 , from 100 to 150 kg / m 3 , from 140 to 210 kg / m 3 , from 180 up to 270 kg / m 3 , from 250 to 320 kg / m 3 , from 310 to 370 kg / m 3 , from 340 to 410 kg / m 3 , from 380 to 450 kg / m 3 , from 420 to 470 kg / m 3 , from 450 to 500 kg / m 3 .
В настоящем описании микросферы, подходящие для целей настоящего изобретения, могут представлять собой стеклянные, зольные, полимерные, керамические или металлические микросферы или микробаллоны. Согласно одному из вариантов реализации микросферы предпочтительно выбраны из группы, включающей микросферы из стекла, в частности натрий-борсиликатного стекла, микросферы энергетических зол (ценосферы) и микросферы из фенолформальдегидных смол. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения наполнитель в синтактном пенопласте представляет собой полые стеклянные микросферы, обработанные гидрофобно-адгезионным составом.In the present description, microspheres suitable for the purposes of the present invention may be glass, ash, polymer, ceramic or metal microspheres or microballoons. In one embodiment, the microspheres are preferably selected from the group consisting of glass microspheres, in particular sodium borosilicate glass, energy ash microspheres (cenospheres), and phenol-formaldehyde resin microspheres. According to a preferred embodiment of the invention, the filler in the syntactic foam is hollow glass microspheres treated with a hydrophobic-adhesive composition.
Структура синтактного пенопласта с наполнителем в виде ценосфер показана на Фиг.1, где представлена микрофотография поверхности сферопластика в разрезе, полученная методом электронной сканирующей микроскопии.The structure of the syntactic foam with a filler in the form of cenospheres is shown in FIG. 1, which shows a sectional micrograph of the surface of a spheroplastic obtained by electron scanning microscopy.
Согласно настоящему изобретению компоненты из синтактного пенопласта могут иметь любую геометрическую форму, включая неправильную форму, и могут быть получены любыми подходящими методами формования, известными в данной области техники (см., например, В.Ю.Чухланов, Ю.Т.Панов, А.В.Синявин, Е.В.Ермолаева. Газонаполненные пластмассы: учебное пособие; Владим. гос. ун-т. - Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2008. - 152 с.). Подходящие методы формования зависят от конкретного применяемого связующего и наполнителя и включают, в частности, свободную заливку, прессование, литье и экструзию. Согласно одному из предпочтительных вариантов реализации изобретения компоненты получают методом литья (заливки в формы).According to the present invention, the components of syntactic foam can have any geometric shape, including irregular shape, and can be obtained by any suitable molding methods known in the art (see, for example, V.Yu. Chukhlanov, Yu.T. Panov, A .V. Sinyavin, EV. Ermolaeva. Gas-filled plastics: a training manual; Vladim. State University. - Vladimir: Publishing House of the Vladimi. State University, 2008. - 152 p.). Suitable molding methods depend on the particular binder and filler used and include, in particular, free casting, pressing, casting and extrusion. According to one of the preferred embodiments of the invention, the components are obtained by casting (pouring into molds).
В одном из вариантов реализации изобретения компоненты из синтактного пенопласта могут иметь треугольную, прямоугольную, квадратную или шестиугольную форму. Согласно одному из предпочтительных вариантов реализации изобретения компоненты имеют шестиугольную (гексагональную) форму.In one embodiment of the invention, the components of syntactic foam may have a triangular, rectangular, square or hexagonal shape. According to one preferred embodiment of the invention, the components have a hexagonal (hexagonal) shape.
Согласно другому варианту реализации компоненты имеют неправильную форму. Согласно еще одному варианту реализации компоненты могут иметь неправильную форму и представлять собой отходы производства синтактного пенопласта.According to another embodiment, the components are irregularly shaped. According to another embodiment, the components may be irregular in shape and constitute waste from syntactic foam production.
Согласно настоящему изобретению компоненты из синтактного пенопласта могут быть распределены по поверхности листовой основы любым подходящим образом. В одном из вариантов реализации изобретения компоненты расположены на поверхности основы регулярным и/или закономерно изменяющимся образом. Согласно другому варианту реализации компоненты распределены по поверхности основы случайным образом.According to the present invention, the components of the syntactic foam can be distributed on the surface of the sheet base in any suitable way. In one embodiment of the invention, the components are located on the surface of the base in a regular and / or regularly changing manner. According to another embodiment, the components are randomly distributed on the surface of the substrate.
Согласно настоящему изобретению компоненты из синтактного пенопласта (сферопластика) закреплены на листовой основе с обеспечением свободного пространства между ними. В настоящем описании термин «свободное пространство» означает любое незаполненное пространство между компонентами, заполнение которого связующим будет приводить к получению композиционного материала с желаемыми свойствами.According to the present invention, components of syntactic foam (spheroplastic) are fixed on a sheet basis with free space between them. In the present description, the term "free space" means any empty space between components, the filling of which with a binder will lead to the production of a composite material with the desired properties.
В одном из вариантов реализации изобретения отношение объема компонентов к объему свободного пространства между ними составляет от примерно 50:50 до примерно 99:1. Согласно одному из вариантов реализации изобретения указанное отношение составляет примерно 85:15. Другие возможные значения отношения объема компонентов к объему свободного пространства между ними включают 50:50, 60:40, 65:35, 70:30, 75:35, 80:20, 85:15, 90:10, 99:1.In one embodiment of the invention, the ratio of the volume of the components to the volume of free space between them is from about 50:50 to about 99: 1. According to one embodiment of the invention, said ratio is about 85:15. Other possible values for the ratio of the volume of components to the amount of free space between them include 50:50, 60:40, 65:35, 70:30, 75:35, 80:20, 85:15, 90:10, 99: 1.
В одном из вариантов реализации изобретения, когда компоненты имеют форму треугольника, прямоугольника, квадрата или шестиугольника, свободное пространство между обращенными друг к другу сторонами компонентов представляет собой зазоры, удлиненные в направлении вдоль указанных сторон. Согласно одному из вариантов реализации изобретения ширина указанных зазоров составляет от 0,5 до 50 мм. Другие возможные интервалы ширины зазоров между компонентами включают от 0,5 до 20 мм, от 15 до 30 мм, от 25 до 40 мм и от 35 до 50 мм. В общем случае, ширину зазоров выбирают таким образом, чтобы обеспечить заданную скорость заполнения свободного пространства между компонентами связующим в ходе получения композиционного материала.In one embodiment of the invention, when the components are in the form of a triangle, rectangle, square or hexagon, the free space between the sides of the components facing each other is the gaps elongated in the direction along these sides. According to one embodiment of the invention, the width of said gaps is from 0.5 to 50 mm. Other possible gap widths between components include from 0.5 to 20 mm, from 15 to 30 mm, from 25 to 40 mm, and from 35 to 50 mm. In the General case, the width of the gaps is chosen in such a way as to provide a given speed of filling the free space between the components of the binder during the preparation of the composite material.
Согласно настоящему изобретению компоненты из синтактного пенопласта могут иметь любой подходящий размер. Подходящий размер компонентов может быть выбран специалистом в данной области техники в зависимости от конкретных требований, предъявляемых к конструкционному материалу, включая возможность укладки на криволинейные поверхности, получения изделий и конструкций сложной формы и др.According to the present invention, the components of the syntactic foam can be of any suitable size. The appropriate size of the components can be chosen by a person skilled in the art depending on the specific requirements for the structural material, including the possibility of laying on curved surfaces, obtaining products and structures of complex shape, etc.
В одном из вариантов реализации изобретения указанные компоненты неправильной или правильной формы характеризуются размером в пределах от 2 до 200 мм. Другие возможные интервалы размеров компонентов включают от 2 до 30 мм, от 20 до 50 мм, от 30 до 70 мм, от 60 до 90 мм, от 80 до 110 мм, от 100 до 130 мм, от 120 до 150 мм, от 130 до 160 мм, от 150 до 180 мм, от 170 до 190 мм, от 185 до 200 мм.In one embodiment of the invention, said components of irregular or regular shape are characterized by a size ranging from 2 to 200 mm. Other possible component size ranges include from 2 to 30 mm, from 20 to 50 mm, from 30 to 70 mm, from 60 to 90 mm, from 80 to 110 mm, from 100 to 130 mm, from 120 to 150 mm, from 130 up to 160 mm, from 150 to 180 mm, from 170 to 190 mm, from 185 to 200 mm.
Согласно одному из вариантов реализации компоненты шестиугольной формы характеризуются радиусом вписанной окружности в пределах от 5 до 200 мм, предпочтительно от 5 до 100 мм, например от 10 до 50 мм. Другие возможные интервалы значений радиуса вписанной окружности шестиугольных компонентов включают от 5 до 30 мм, от 20 до 50 мм, от 30 до 70 мм, от 60 до 90 мм, от 80 до 110 мм, от 100 до 130 мм, от 120 до 150 мм, от 130 до 160 мм, от 150 до 180 мм, от 170 до 190 мм, от 185 до 200 мм.According to one embodiment, the components of the hexagonal shape are characterized by a radius of inscribed circle in the range from 5 to 200 mm, preferably from 5 to 100 mm, for example from 10 to 50 mm. Other possible ranges of the radius of the inscribed circle of the hexagonal components include from 5 to 30 mm, from 20 to 50 mm, from 30 to 70 mm, from 60 to 90 mm, from 80 to 110 mm, from 100 to 130 mm, from 120 to 150 mm, from 130 to 160 mm, from 150 to 180 mm, from 170 to 190 mm, from 185 to 200 mm.
Согласно другому варианту реализации компоненты выполнены в форме прямоугольника с диагональю в пределах от 3 до 200 мм, предпочтительно от 5 до 100 мм, например от 5 до 40 мм. Другие возможные интервалы значений диагонали прямоугольных компонентов включают от 3 до 30 мм, от 20 до 50 мм, от 30 до 70 мм, от 60 до 90 мм, от 80 до 110 мм, от 100 до 130 мм, от 120 до 150 мм, от 130 до 160 мм, от 150 до 180 мм, от 170 до 190 мм, от 185 до 200 мм.According to another embodiment, the components are made in the form of a rectangle with a diagonal in the range from 3 to 200 mm, preferably from 5 to 100 mm, for example from 5 to 40 mm. Other possible intervals for the diagonal values of rectangular components include from 3 to 30 mm, from 20 to 50 mm, from 30 to 70 mm, from 60 to 90 mm, from 80 to 110 mm, from 100 to 130 mm, from 120 to 150 mm, from 130 to 160 mm, from 150 to 180 mm, from 170 to 190 mm, from 185 to 200 mm.
Согласно еще одному варианту реализации компоненты имеют форму правильного треугольника высотой от 2 до 150 мм, предпочтительно от 5 до 60 мм. Другие возможные интервалы значений высоты треугольных компонентов включают от 2 до 30 мм, от 20 до 50 мм, от 30 до 70 мм, от 60 до 90 мм, от 80 до 110 мм, от 100 до 130 мм, от 120 до 150 мм.According to another embodiment, the components are in the form of a regular triangle with a height of 2 to 150 mm, preferably 5 to 60 mm. Other possible ranges of the height of the triangular components include from 2 to 30 mm, from 20 to 50 mm, from 30 to 70 mm, from 60 to 90 mm, from 80 to 110 mm, from 100 to 130 mm, from 120 to 150 mm.
Согласно настоящему изобретению компоненты могут иметь любую подходящую толщину. В одном из вариантов реализации изобретения толщина указанных компонентов находится в пределах от 0,5 до 50 мм, предпочтительно от 2 до 10 мм, например от 3 до 6 мм. Другие возможные интервалы толщины компонентов включают от 0,5 до 5 мм, от 4 до 10 мм, от 8 до 20 мм, от 15 до 30 мм, от 25 до 40 мм и от 35 до 50 мм.According to the present invention, the components may have any suitable thickness. In one embodiment of the invention, the thickness of these components is in the range from 0.5 to 50 mm, preferably from 2 to 10 mm, for example from 3 to 6 mm. Other possible component thickness ranges include from 0.5 to 5 mm, from 4 to 10 mm, from 8 to 20 mm, from 15 to 30 mm, from 25 to 40 mm, and from 35 to 50 mm.
В одном из вариантов реализации изобретения компоненты из синтактного пенопласта могут представлять собой отходы производства. Согласно одному из вариантов реализации такие компоненты неоднородны по форме и размеру и распределены по поверхности основы случайным образом.In one embodiment of the invention, the components of the syntactic foam may be waste products. According to one implementation option, such components are heterogeneous in shape and size and randomly distributed on the surface of the substrate.
В настоящем описании листовая основа, на которой закреплены компоненты, может представлять собой любой подходящий материал природного, искусственного или синтетического происхождения. Согласно одному из вариантов реализации изобретения листовая основа может быть тканой или нетканой. Согласно другому варианту реализации листовая основа может представлять собой пленку, например полимерную пленку. Согласно еще одному варианту реализации материал основы может быть сплошным. Согласно другому варианту реализации материал основы может быть проницаемым для газа и жидкости или суспензии, например такой жидкости или суспензии, как связующее. В одном из вариантов реализации листовая основа может, например, представлять собой разреженное нетканое полотно. В одном из вариантов реализации листовая основа может быть картонной или бумажной.In the present description, the sheet base on which the components are fixed may be any suitable material of natural, artificial or synthetic origin. According to one embodiment of the invention, the sheet base may be woven or non-woven. According to another embodiment, the sheet substrate may be a film, for example a polymer film. According to yet another embodiment, the base material may be continuous. According to another embodiment, the base material may be permeable to gas and liquid or suspension, for example, a liquid or suspension such as a binder. In one embodiment, the sheet base may, for example, be a sparse non-woven fabric. In one embodiment, the sheet base may be paperboard or paper.
Листовая основа может быть гибкой или жесткой, водопроницаемой или водонепроницаемой, а также может представлять собой отдельные нити, подходящие для закрепления на них компонентов. В одном из вариантов реализации указанная основа представляет собой нетканую полимерную основу. Согласно одному из предпочтительных вариантов реализации указанная основа представляет собой сетчатую основу, например стеклосетку или стеклоро-винг. В одном из вариантов реализации сетчатая основа представляет собой подходящий тканый материал, например техническую ткань. В одном из вариантов реализации изобретения листовая основа выбрана из группы, включающей тканую, нетканую, сплошную, разреженную и пленочную основы и их комбинации.The sheet base may be flexible or rigid, permeable or waterproof, and may also be individual threads suitable for fixing components to them. In one embodiment, said backing is a non-woven polymer backing. According to one of the preferred embodiments, said base is a mesh base, for example a fiberglass mesh or fiberglass. In one embodiment, the mesh backing is a suitable woven fabric, such as technical fabric. In one embodiment of the invention, the sheet substrate is selected from the group consisting of woven, non-woven, continuous, sparse, and film substrates and combinations thereof.
Согласно настоящему изобретению компоненты могут быть закреплены на материале основы любым подходящим способом, включая приклеивание, приплавление, приваривание, а также введение материала основы в материал компонентов. Оптимальный способ закрепления может быть определен специалистом в данной области техники на основании собственного опыта и сведений, известных из литературы, с учетом конкретных требований, предъявляемых к конструкционному материалу.According to the present invention, the components can be attached to the base material in any suitable way, including gluing, fusing, welding, and also introducing the base material into the component material. The optimal method of fixing can be determined by a person skilled in the art based on their own experience and information known from the literature, taking into account the specific requirements for the structural material.
В настоящем изобретении связующее может представлять собой любой органический или неорганический материал, подходящий для заполнения свободного пространства между компонентами с обеспечением желаемых характеристик получаемого композиционного материала. В общем случае связующее может быть выбрано с учетом требуемой скорости заполнения им пространства между компонентами, конкретного типа синтактного пенопласта, из которого изготовлены компоненты, желаемой скорости отверждения связующего, смачиваемости связующим компонентов из синтактного пенопласта и др.In the present invention, the binder can be any organic or inorganic material suitable for filling the free space between the components to provide the desired characteristics of the resulting composite material. In the general case, the binder can be selected taking into account the required rate of filling the space between the components, the particular type of syntactic foam from which the components are made, the desired curing rate of the binder, the wettability of the components from the syntactic foam by the binder, etc.
Согласно одному из вариантов реализации изобретения полимерное связующее представляет собой полимерную смолу. Согласно одному из предпочтительных вариантов реализации изобретения связующее выбрано из группы, включающей полиэфирную смолу, винилэфирную смолу и эпоксидную смолу.According to one embodiment of the invention, the polymer binder is a polymer resin. According to a preferred embodiment of the invention, the binder is selected from the group consisting of polyester resin, vinyl ester resin and epoxy resin.
В настоящем описании термин «многослойная панель» относится к многослойной (содержащей более двух слоев) структуре, содержащей два несущих слоя и по меньшей мере один средний слой, обеспечивающий совместную работу несущих слоев. В настоящем описании под термином «средний слой» понимают любой слой, расположенный между несущими слоями, независимо от конкретного расположения такого слоя относительно оси симметрии, проходящей в продольном направлении вдоль панели.In the present description, the term "multilayer panel" refers to a multilayer (containing more than two layers) structure containing two carrier layers and at least one middle layer that enables the joint operation of the carrier layers. In the present description, the term "middle layer" means any layer located between the bearing layers, regardless of the specific location of such a layer relative to the axis of symmetry, passing in the longitudinal direction along the panel.
Благодаря применению в качестве среднего слоя композиционного материала на основе конструкционного материала, предложенного в настоящем изобретении, обеспечиваются превосходные прочностные и теплоизолирующие характеристики многослойной панели наряду с небольшим весом и повышенной термостойкостью материала среднего слоя.Due to the use as a middle layer of a composite material based on the structural material proposed in the present invention, excellent strength and heat-insulating characteristics of the multilayer panel are provided along with low weight and high heat resistance of the middle layer material.
Согласно следующему аспекту настоящего изобретения предложен способ получения композиционного материала, включающий обеспечение конструкционного материала согласно изобретению и заполнение свободного пространства между компонентами связующим.According to a further aspect of the present invention, there is provided a method for producing a composite material, comprising providing a structural material according to the invention and filling the free space between the components of the binder.
Согласно одному из вариантов реализации изобретения заполнение свободного пространства между компонентами осуществляют с применением вакуума, в частности методом вакуумной инфузии. Согласно одному из предпочтительных вариантов реализации изобретения значение разрежения при вакуумировании находится в пределах от 20 до 99 кПа.According to one embodiment of the invention, the free space between the components is filled using vacuum, in particular by vacuum infusion. According to one preferred embodiment of the invention, the vacuum value is between 20 and 99 kPa.
Согласно другому варианту реализации заполнение свободного пространства между компонентами осуществляют методом инжекции. В общем случае заполнение пространства между компонентами можно осуществлять любым подходящим методом, известным специалисту в данной области техники, включая метод погружения, распределение связующего в пространстве между компонентами вручную, нанесение кистью, напыление и др.According to another embodiment, the free space between the components is filled by injection. In the General case, the filling of the space between the components can be carried out by any suitable method known to the person skilled in the art, including the immersion method, manually distributing the binder in the space between the components, brushing, spraying, etc.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение конструкционного материала согласно изобретению для получения конструкций и изделий для авиа- и судостроения, машиностроения, промышленного и гражданского строительства. Примеры конструкций и изделий, которые могут быть получены с применением конструкционного материала согласно изобретению, включают ограждающие конструкции для промышленного и жилищного строительства, теплоизоляционные и теплозащитные перегородки, элементы корпусов глубоководных аппаратов и поплавков, элементы корпусов зондов, авиационной и космической техники, крупногабаритные конструкции для применения в машиностроении и др.According to another aspect of the present invention, the use of a structural material according to the invention for the manufacture of structures and products for aircraft and shipbuilding, mechanical engineering, industrial and civil construction is proposed. Examples of structures and products that can be obtained using the structural material according to the invention include enclosing structures for industrial and residential construction, heat-insulating and heat-shielding partitions, housing elements of deep-sea apparatus and floats, housing elements of probes, aviation and space technology, large-sized structures for use in mechanical engineering, etc.
Ниже приведены иллюстративные примеры, поясняющие настоящее изобретение. Приведенные примеры никоим образом не ограничивают настоящее изобретение, а лишь иллюстрируют некоторые предпочтительные варианты реализации изобретения.The following are illustrative examples illustrating the present invention. The examples given do not in any way limit the present invention, but merely illustrate some preferred embodiments of the invention.
ПримерыExamples
Пример 1Example 1
Конструкционный материал представляет собой компоненты шестиугольной формы с радиусом вписанной окружности 20 мм и толщиной 5 мм, закрепленные на стеклосетке (Фиг.2а). Компоненты выполнены из полиэфирной смолы марки ПН-609-21 М и полых стеклянных микросфер марки МСО-Г9. Ширина зазора между компонентами составляла 1 мм, что обеспечивало требуемую скорость заполнения свободного пространства между компонентами связующим и требуемое отношение объема компонентов к объему связующего при последующем получении композиционного материала.The structural material is a hexagonal component with an inscribed circle radius of 20 mm and a thickness of 5 mm, mounted on a fiberglass mesh (Fig. 2a). The components are made of polyester resin of the PN-609-21 M brand and hollow glass microspheres of the MSO-G9 brand. The width of the gap between the components was 1 mm, which provided the required rate of filling the free space between the components of the binder and the required ratio of the volume of the components to the volume of the binder during the subsequent preparation of the composite material.
Полученный конструкционный материал подходит, в частности, для применения в методах вакуумной инфузии и инжекции, изготовления конструкций и изделий сложной формы и обеспечивает получение композиционных материалов с превосходными эксплуатационными характеристиками.The resulting structural material is suitable, in particular, for application in vacuum infusion and injection methods, for the manufacture of structures and products of complex shape and provides composite materials with excellent performance characteristics.
Пример 2Example 2
Конструкционный материал представляет собой компоненты прямоугольной формы с диагональю 100 мм и толщиной 40 мм, закрепленные на листовой основе в виде стеклоткани (Фиг.2b). Компоненты выполнены из эпоксидной смолы марки SD8100 и полых зольных микросфер. Отношение объема компонентов к объему свободного пространства между ними составляло примерно 65:35, что обеспечивало требуемую скорость заполнения свободного пространства между компонентами связующим и требуемое отношение объема компонентов к объему связующего при последующем получении композиционного материала.The structural material is a rectangular-shaped components with a diagonal of 100 mm and a thickness of 40 mm, mounted on a sheet base in the form of fiberglass (Fig.2b). The components are made of epoxy resin brand SD8100 and hollow ash microspheres. The ratio of the volume of the components to the volume of free space between them was approximately 65:35, which ensured the required rate of filling the free space between the components of the binder and the required ratio of the volume of components to the volume of the binder in the subsequent preparation of the composite material.
Пример 3Example 3
Конструкционный материал представляет собой компоненты треугольной формы высотой 5 мм и толщиной 2 мм, закрепленные на листовой основе, выполненной из переплетенных нитей (Фиг.2с). Компоненты выполнены из винилэфирной смолы марки DION FR 9300 и полых полимерных микросфер марки Expancel (производитель - AkzoNobel). Отношение объема компонентов к объему свободного пространства между ними составляло примерно 90:10, что обеспечивало требуемую скорость заполнения свободного пространства между компонентами связующим и требуемое отношение объема компонентов к объему связующего при последующем получении композиционного материала.The structural material is a triangular-shaped component with a height of 5 mm and a thickness of 2 mm, mounted on a sheet base made of interwoven yarns (FIG. 2c). The components are made of vinyl ester resin of the brand DION FR 9300 and hollow polymer microspheres of the brand Expancel (manufacturer - AkzoNobel). The ratio of the volume of the components to the volume of free space between them was approximately 90:10, which ensured the required rate of filling the free space between the components of the binder and the required ratio of the volume of components to the volume of the binder during the subsequent preparation of the composite material.
Характеристики композиционного материала, полученного на основе конструкционного материала согласно изобретениюCharacteristics of the composite material obtained on the basis of the structural material according to the invention
Определение модуля упругости, модуля сдвига, разрушающего напряжения при растяжении и разрушающего напряжения при сжатии проводили согласно ГОСТ 23813-79, ГОСТ 23814-79, ГОСТ 23802-79 и ГОСТ 23803-79 соответственно.The determination of the elastic modulus, shear modulus, tensile stress and tensile stress under compression was carried out according to GOST 23813-79, GOST 23814-79, GOST 23802-79 and GOST 23803-79, respectively.
Claims (19)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011148959/04A RU2489264C1 (en) | 2011-12-01 | 2011-12-01 | Structural material based on syntactic foam plastic, method of its production and method of production of composite based on said structural material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011148959/04A RU2489264C1 (en) | 2011-12-01 | 2011-12-01 | Structural material based on syntactic foam plastic, method of its production and method of production of composite based on said structural material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011148959A RU2011148959A (en) | 2013-06-10 |
| RU2489264C1 true RU2489264C1 (en) | 2013-08-10 |
Family
ID=48784460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011148959/04A RU2489264C1 (en) | 2011-12-01 | 2011-12-01 | Structural material based on syntactic foam plastic, method of its production and method of production of composite based on said structural material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2489264C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2597372C2 (en) * | 2014-12-09 | 2016-09-10 | Валентин Геннадиевич Митин | Sheet layered polymer wear-resistant composite material (versions) |
| RU2665001C1 (en) * | 2017-03-06 | 2018-08-24 | Геннадий Алексеевич Павлов | Structural material, method of its manufacturing and method of manufacturing composite material of bearing structural construction three-layer shell filler |
| RU2745150C1 (en) * | 2020-08-14 | 2021-03-22 | Елена Николаевна Раевская | Sound and noise insulation plate |
| RU2772271C2 (en) * | 2020-10-30 | 2022-05-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Техноресурс" | Cellular multilayer composite material and method for production thereof |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU94045989A (en) * | 1992-03-31 | 1996-08-20 | В.Р.Грейс Энд Ко. - Конн (US) | Insulating material of syntactical foam plastic and method of its production, pipeline section and method of its production |
| US6375779B1 (en) * | 1997-10-08 | 2002-04-23 | Mcdonnell Douglas Helicopter Company | Method for making structures having low radar reflectivity |
| US6630221B1 (en) * | 2000-07-21 | 2003-10-07 | Dexter Corporation | Monolithic expandable structures, methods of manufacture and composite structures |
| RU2279414C1 (en) * | 2005-01-31 | 2006-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Heat-insulating composition |
| WO2007141647A1 (en) * | 2006-06-08 | 2007-12-13 | Diab International Ab | Formulations for cellular, foamed - polymer products based on polyvinyl chloride, improved cellular, foamed-polymer products based on polyvinyl chloride and a process for producing said improved cellular foamed-polymer products |
| RU2315071C2 (en) * | 2002-05-15 | 2008-01-20 | Кабот Корпорейшн | Binding composition containing aerogel and hollow particles, insulation composite material, and a method for preparation thereof |
| WO2008063060A1 (en) * | 2006-11-21 | 2008-05-29 | Lantor B.V. | Compressible core material for closed mould systems |
| RU2009128216A (en) * | 2006-12-22 | 2011-01-27 | Гизеке Унд Девриент Гмбх (De) | DEVICE FOR RADIATION AND / OR RECEIVING OF ULTRASONIC AND ULTRASONIC SENSOR FOR RESEARCH OF VALUABLE DOCUMENT |
-
2011
- 2011-12-01 RU RU2011148959/04A patent/RU2489264C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU94045989A (en) * | 1992-03-31 | 1996-08-20 | В.Р.Грейс Энд Ко. - Конн (US) | Insulating material of syntactical foam plastic and method of its production, pipeline section and method of its production |
| US6375779B1 (en) * | 1997-10-08 | 2002-04-23 | Mcdonnell Douglas Helicopter Company | Method for making structures having low radar reflectivity |
| US6630221B1 (en) * | 2000-07-21 | 2003-10-07 | Dexter Corporation | Monolithic expandable structures, methods of manufacture and composite structures |
| RU2315071C2 (en) * | 2002-05-15 | 2008-01-20 | Кабот Корпорейшн | Binding composition containing aerogel and hollow particles, insulation composite material, and a method for preparation thereof |
| RU2279414C1 (en) * | 2005-01-31 | 2006-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Heat-insulating composition |
| WO2007141647A1 (en) * | 2006-06-08 | 2007-12-13 | Diab International Ab | Formulations for cellular, foamed - polymer products based on polyvinyl chloride, improved cellular, foamed-polymer products based on polyvinyl chloride and a process for producing said improved cellular foamed-polymer products |
| WO2008063060A1 (en) * | 2006-11-21 | 2008-05-29 | Lantor B.V. | Compressible core material for closed mould systems |
| RU2009128216A (en) * | 2006-12-22 | 2011-01-27 | Гизеке Унд Девриент Гмбх (De) | DEVICE FOR RADIATION AND / OR RECEIVING OF ULTRASONIC AND ULTRASONIC SENSOR FOR RESEARCH OF VALUABLE DOCUMENT |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2597372C2 (en) * | 2014-12-09 | 2016-09-10 | Валентин Геннадиевич Митин | Sheet layered polymer wear-resistant composite material (versions) |
| RU2665001C1 (en) * | 2017-03-06 | 2018-08-24 | Геннадий Алексеевич Павлов | Structural material, method of its manufacturing and method of manufacturing composite material of bearing structural construction three-layer shell filler |
| RU2745150C1 (en) * | 2020-08-14 | 2021-03-22 | Елена Николаевна Раевская | Sound and noise insulation plate |
| RU2772271C2 (en) * | 2020-10-30 | 2022-05-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Техноресурс" | Cellular multilayer composite material and method for production thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011148959A (en) | 2013-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA3045029C (en) | Sheet material, mold, and methods of making and using the sheet material and mold | |
| RU2705952C2 (en) | Reinforcement by fibers of anisotropic foam materials | |
| CN101067343B (en) | Grid structural reinforced composite material sandwich structure | |
| TWI709482B (en) | Base material laminate and manufacturing method of fiber reinforced plastic | |
| JP5466076B2 (en) | Manufacturing method of composite molded product | |
| JP7269243B2 (en) | Fiber-reinforced resin composite, method for producing the same, and nonwoven fabric for fiber-reinforced resin composite | |
| RU2489264C1 (en) | Structural material based on syntactic foam plastic, method of its production and method of production of composite based on said structural material | |
| US3920871A (en) | Woven structural element, method of manufacture thereof, and method of making a boat hull therefrom | |
| WO2017222024A1 (en) | Sheet | |
| JP4984973B2 (en) | Manufacturing method of fiber reinforced resin | |
| TWI738791B (en) | Sheets and rod-shaped members | |
| CN107083019B (en) | sound insulation composite material and preparation method thereof | |
| JP2008290441A (en) | Manufacturing method of sandwich material made of reinforced plastic | |
| CN106795864A (en) | Windmill blade | |
| RU120390U1 (en) | CONSTRUCTION MATERIAL BASED ON SYNTHETIC FOAM | |
| Alsubari et al. | Effect of foam filling on the energy absorption behaviour of flax/polylactic acid composite interlocking sandwich structures | |
| EP3708346A1 (en) | Method for preparing unidirectionally aligned discontinuous fiber reinforcement composite material, unidirectionally aligned discontinuous fiber reinforcement composite material, and sandwich structure | |
| CN108943887B (en) | Composite material with multi-element combined microstructure surface and preparation method thereof | |
| US20220410502A1 (en) | Fiber-reinforced composite material and sandwich structure | |
| JP6568445B2 (en) | Manufacturing method of fiber reinforced sheet and manufacturing method of structure | |
| JP7201512B2 (en) | Fiber reinforced sheet and manufacturing method thereof | |
| Ma et al. | Sandwich structural core materials and properties | |
| CN110549711A (en) | Long-fiber sheet molding compound and manufacturing method thereof | |
| JP6224997B2 (en) | Composite molded body and method for producing the same | |
| JP2019177646A (en) | Method for producing resin composite |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161202 |