RU2630515C1 - Способ обработки волокнистых армирующих наполнителей композиционных материалов - Google Patents
Способ обработки волокнистых армирующих наполнителей композиционных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2630515C1 RU2630515C1 RU2016136407A RU2016136407A RU2630515C1 RU 2630515 C1 RU2630515 C1 RU 2630515C1 RU 2016136407 A RU2016136407 A RU 2016136407A RU 2016136407 A RU2016136407 A RU 2016136407A RU 2630515 C1 RU2630515 C1 RU 2630515C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- reinforcing fillers
- fibrous reinforcing
- isopropanol
- composite materials
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L61/00—Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L61/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/10—Treatment with macromolecular organic compounds
Landscapes
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу обработки волокнистых армирующих наполнителей композиционных материалов и может быть использовано при производстве композиционных материалов фрикционного назначения. Обработку поверхности волокнистых армирующих наполнителей осуществляют раствором фенолформальдегидной смолы резольного типа и неионогенного поверхностно-активного вещества в изопропаноле при медленном перемешивании в вакуумном реакторе. Далее осуществляют сушку под вакуумом до полного удаления изопропанола. 1 з.п. ф-лы.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу обработки волокнистых армирующих наполнителей композиционных материалов и может быть использовано при производстве композиционных материалов фрикционного назначения.
Уровень техники
Известно, что при формовании композиционных материалов фрикционного назначения на основе твердых фенолформальдегидных смол время пребывания фенолформальдегидной смолы (ФФС) в расплавленном (жидком) состоянии не превышает нескольких минут [А. Бахман, К. Мюллер. Фенопласты. Пер. с нем. - М.: Химия, 1978. - 288 с.]. Для получения высокого уровня прочностных и трибологических характеристик композиционного материала необходимо, чтобы в течение времени пребывания фенолформальдегидной смолы в расплавленном (жидком) состоянии она заполнила промежутки между частицами наполнителей, в том числе волокнистых армирующих наполнителей, и образовала химические или физико-химические связи между поверхностью волокнистых армирующих наполнителей и смолой. Высокая поверхностная энергия не подготовленных соответствующим образом волокнистых армирующих наполнителей снижает скорость и полноту процесса взаимодействия расплава фенолформальдегидных смол с поверхностью волокнистых армирующих наполнителей [Функциональные наполнители для пластмасс./ Под ред. М. Ксантоса. Пер. с англ. - Спб.: Научные основы и технологии, 210. - 462 с.], что приводит к снижению уровня прочностных и трибологических характеристик композиционных материалов фрикционного назначения.
Известные способы подготовки армирующих волокнистых наполнителей заключаются в аппретировании (замасливании) волокон в процессе вытяжки волокон или как дополнительная стадия. Аппреты (замасливатели) облегчают взаимодействие расплава ФФС с поверхностью волокон, но в то же время не содержат в своем составе ФФС. Аппретированные волокна в процессе формования композиционных материалов лишь в малой степени способны взаимодействовать с частицами порошковых наполнителей композиционных материалов фрикционного назначения (содержание порошковых наполнителей до 70-80 мас.%).
Известен способ подготовки армирующих волокнистых наполнителей для создания препрега [1], однако сфера его применения ограничена замасливателем «парафиновая эмульсия», не применимым для волокон, использующихся для производства композиционных материалов фрикционного назначения.
Раскрытие изобретения
Цель изобретения - нанесения на поверхность волокнистых армирующих наполнителей слоя фенолформальдегидной смолы, снижение поверхностной энергии волокнистых армирующих наполнителей, повышение прочностных и эксплуатационных свойств композиционных материалов фрикционного назначения.
Технический результат - снижение количества подаваемого изопропанола, и соответственно, снижение энергозатрат на сушку.
Дополнительные результаты состоят в том, что:
- способ обеспечивает формирование на волокнах тонкого слоя ФФС, что повышает полноту взаимодействия расплава фенолформальдегидной смолы с волокном в процессе формования и, как следствие, качество формованных композиционных материалов фрикционного назначения;
- способ исключает создание дисперсии волокнистых армирующих наполнителей в растворе ФФС в изопропаноле, что значительно уменьшает время сушки и энергозатраты на нее;
- способ позволяет исключить попадание вредных компонентов фенолформальдегидных смол (свободный фенол, свободный формальдегид) в атмосферу рабочих помещений, что повышает безопасность труда работников.
Вышеуказанные результаты достигнуты благодаря тому, что предложенный способ обработки волокнистых армирующих наполнителей композиционных материалов, включающий в себя обработку поверхности волокнистых армирующих наполнителей 5-20% масс. раствором фенолформальдегидной смолы (ФФС) резольного типа и 0.02-0.05% масс. высокоэффективного неионогенного поверхностно-активного вещества (ПАВ) в изопропаноле при медленном перемешивании волокнистых армирующих наполнителей в вакуумном реакторе при скоростях, исключающих войлокообразование, и абсолютном давлении в реакторе 0,1-0,5 Бар и последующую сушку под вакуумом до полного удаления изопропанола, в котором подачу упомянутого раствора осуществляют через центробежные форсунки, выполненные с возможностью формировать мелкодисперсный аэрозоль упомянутого раствора.
Для уменьшения слипания волокнистых армирующих наполнителей подачу вышеупомянутого раствора и сушку под вакуумом могут осуществлять неоднократно при снижении единовременно подаваемого количества вышеупомянутого раствора и увеличении количества циклов нанесение раствора-сушка.
Вышеописанный способ поясняется ниже на примере конкретного варианта воплощения.
Осуществление изобретения
Волокнистые армирующие наполнители или их смеси обрабатываются раствором фенолформальдегидной смолы (ФФС) резольного типа и высокоэффективного неионогенного поверхностно-активного вещества (ПАВ) в изопропаноле, причем нанесение раствора производится через центробежные форсунки при медленном перемешивании волокнистых армирующих наполнителей в вакуумном реакторе и абсолютном давлении в реакторе 0,1-0,5 Бар, при этом скорость вращения мешалки реактора устанавливают так, чтобы не допускать образования войлокоподобных структур волокнистых армирующих наполнителей. Для избежания нанесения избыточного количества раствора ФФС и ПАВ в изопропаноле, что может привести к слипанию волокнистых армирующих наполнителей и/или существенному увеличению времени сушки, что сопряжено с значительным расходом тепловой энергии на испарение избыточного количества изопропанола, применяются центробежные форсунки, обеспечивающие получение мелкодисперсного аэрозоля раствора ФФС и ПАВ в изопропаноле. При попадании капель аэрозоля на волокна происходит растекание раствора по поверхности волокон, и после удаления изопропанола (сушки) на поверхности волокон образуется тонкий слой твердой ФФС.
Удаление изопропанола производится путем сушки смеси под вакуумом при снижении давления до 0.05 Бар при медленном перемешивании волокнистых армирующих наполнителей и нагреве содержимого реактора до 40-50°С путем подачи в рубашку реактора теплоносителя с температурой 50-60°С.
Вакуум создается водокольцевым насосом с замкнутым циклом водооборота, исключающем попадание фенола и формальдегида в атмосферу, с последующей химической их дезактивацией.
Claims (2)
1. Способ обработки волокнистых армирующих наполнителей композиционных материалов, включающий в себя обработку поверхности волокнистых армирующих наполнителей 5-20 мас.% раствором фенолформальдегидной смолы (ФФС) резольного типа и 0.02-0.05 мас.% высокоэффективного неионогенного поверхностно-активного вещества (ПАВ) в изопропаноле при медленном перемешивании волокнистых армирующих наполнителей в вакуумном реакторе при скоростях, исключающих войлокообразование, и абсолютном давлении в реакторе 0,1-0,5 Бар и последующую сушку под вакуумом до полного удаления изопропанола, в котором подачу упомянутого раствора осуществляют через центробежные форсунки, выполненные с возможностью формировать мелкодисперсный аэрозоль упомянутого раствора.
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что подачу вышеупомянутого раствора и сушку под вакуумом осуществляют неоднократно при снижении единовременно подаваемого количества вышеупомянутого раствора и увеличении количества циклов нанесение раствора-сушка.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016136407A RU2630515C1 (ru) | 2016-09-09 | 2016-09-09 | Способ обработки волокнистых армирующих наполнителей композиционных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016136407A RU2630515C1 (ru) | 2016-09-09 | 2016-09-09 | Способ обработки волокнистых армирующих наполнителей композиционных материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2630515C1 true RU2630515C1 (ru) | 2017-09-11 |
Family
ID=59893721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016136407A RU2630515C1 (ru) | 2016-09-09 | 2016-09-09 | Способ обработки волокнистых армирующих наполнителей композиционных материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2630515C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2016000C1 (ru) * | 1991-03-29 | 1994-07-15 | Научно-производственное объединение "Композит" | Препрег для фрикционного материала |
RU2090578C1 (ru) * | 1993-07-05 | 1997-09-20 | Институт проблем машиноведения РАН | Полимерная фрикционная композиция (варианты) |
RU2304591C1 (ru) * | 2006-04-10 | 2007-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Состав связующего для пропитки волокнистого наполнителя, препрег на его основе, способ получения препрега, способ изготовления теплостойких изделий из композиционного материала на основе препрега и способ изготовления теплостойких изделий из композиционного материала на основе волокнистого наполнителя |
RU2391209C2 (ru) * | 2004-12-16 | 2010-06-10 | Снекма Пропюльсьон Солид | Способ уплотнения волокнистых структур методом инжекции полимера в форму для изготовления толстых деталей из композитных материалов |
RU2447097C1 (ru) * | 2010-09-08 | 2012-04-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ изготовления препрега |
RU2496645C2 (ru) * | 2008-03-28 | 2013-10-27 | Хексел Композитс Лимитед | Усовершенствованные композитные материалы |
-
2016
- 2016-09-09 RU RU2016136407A patent/RU2630515C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2016000C1 (ru) * | 1991-03-29 | 1994-07-15 | Научно-производственное объединение "Композит" | Препрег для фрикционного материала |
RU2090578C1 (ru) * | 1993-07-05 | 1997-09-20 | Институт проблем машиноведения РАН | Полимерная фрикционная композиция (варианты) |
RU2391209C2 (ru) * | 2004-12-16 | 2010-06-10 | Снекма Пропюльсьон Солид | Способ уплотнения волокнистых структур методом инжекции полимера в форму для изготовления толстых деталей из композитных материалов |
RU2304591C1 (ru) * | 2006-04-10 | 2007-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Состав связующего для пропитки волокнистого наполнителя, препрег на его основе, способ получения препрега, способ изготовления теплостойких изделий из композиционного материала на основе препрега и способ изготовления теплостойких изделий из композиционного материала на основе волокнистого наполнителя |
RU2496645C2 (ru) * | 2008-03-28 | 2013-10-27 | Хексел Композитс Лимитед | Усовершенствованные композитные материалы |
RU2447097C1 (ru) * | 2010-09-08 | 2012-04-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ изготовления препрега |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
RU2304591 C1 20/08/2007. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102056971B (zh) | 预浸料坯、预成型体、成型品及预浸料坯的制造方法 | |
CN103991217B (zh) | 一种3d打印成型方法 | |
JP6284672B2 (ja) | セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法、及びセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片のリサイクル方法 | |
JP2009508018A (ja) | マット用途用のガラス繊維束およびその製造方法 | |
JP6300487B2 (ja) | 再生炭素繊維強化プラスチック成形体の製造方法 | |
JP2017145393A (ja) | セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材、それを用いた成形体及びペレット、並びに、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法 | |
JP2017145392A (ja) | セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材、それを用いた成形体及びペレット、並びに、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片のリサイクル方法 | |
US3158519A (en) | Continuous process for producing molding compounds | |
RU2630515C1 (ru) | Способ обработки волокнистых армирующих наполнителей композиционных материалов | |
CN105733174A (zh) | 一种纤维表面处理方法及纤维增强复合材料和复合材料的制备方法 | |
EP3102392B1 (en) | Fiber reinforced composites | |
CN106048761B (zh) | 一种胶囊和网络化的再生纤维素相变纤维及其制备方法 | |
CN103249798B (zh) | 摩擦材的制造方法 | |
JP2009256866A (ja) | ガラス繊維マットの製造方法及び製造装置、並びにバインダの再生方法 | |
CN107954596A (zh) | 一种高长径比海泡石改性玄武岩纤维复合材料的制备方法 | |
RU2630527C1 (ru) | Способ обработки мелкодисперсных порошковых наполнителей композиционных материалов | |
KR20170006256A (ko) | 정렬 및 배향된 섬유 강화 중합체 복합물 생성 | |
EP0266755A2 (en) | Polyarylene sulfide sulfone prepreg | |
RU2470955C2 (ru) | Смоляная дисперсия | |
JP5063628B2 (ja) | 成形品及び成形品の製造方法 | |
JPS5853951A (ja) | 繊維強化熱硬化性合成樹脂素材の残材を利用した熱硬化性合成樹脂原料の製造方法 | |
DK2442965T3 (en) | METHOD FOR PRODUCING a textile HALF MAKE WITH IMPROVED toughness and textile HALF MAKE | |
RU2653157C1 (ru) | Состав для изготовления полуфабриката прессовочного материала и способ изготовления полуфабриката | |
CN105697621A (zh) | 汽车陶瓷刹车片的制造工艺 | |
AU2009352517B2 (en) | Process for prolonging the processing window of thermosetting resins |