RU95593U1

RU95593U1 - SANDWICH PANEL

Info

Publication number: RU95593U1
Application number: RU2010109493/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Волошенко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Композитные технологии" (ООО "Композитные технологии")
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2010-07-10

Abstract

1. Сэндвич-панель, включающая два поверхностных слоя, выполненных из стеклоткани, и центральный полимерный слой, отличающаяся тем, что полимерный слой представляет собой слой конструкционного пенопласта, в котором выполнены сквозные отверстия, связанный со слоями из стеклоткани эпоксидной смолой, при этом связанные между собой слои подвергнуты вакуумной подпрессовке. ! 2. Сэндвич-панель по п.1, отличающаяся тем, что сквозные отверстия в слое конструкционного пенопласта выполнены с диаметром 2-3 мм в количестве не менее 100 на квадратный метр. ! 3. Сэндвич-панель по п.1, отличающаяся тем, что выполнена с соединительной кромкой по краям. ! 4. Сэндвич-панель по п.3, отличающаяся тем, что толщина слоя конструкционного пенопласта в соединительной кромке преимущественно составляет 2/3 толщины указанного слоя в основном теле сэндвич-панели. 1. A sandwich panel comprising two surface layers made of fiberglass, and a Central polymer layer, characterized in that the polymer layer is a layer of structural foam, in which there are through holes associated with the layers of fiberglass epoxy resin, while bonding between the layers are subjected to vacuum prepress. ! 2. The sandwich panel according to claim 1, characterized in that the through holes in the layer of structural foam are made with a diameter of 2-3 mm in an amount of at least 100 per square meter. ! 3. The sandwich panel according to claim 1, characterized in that it is made with a connecting edge at the edges. ! 4. The sandwich panel according to claim 3, characterized in that the thickness of the structural foam layer in the connecting edge is preferably 2/3 of the thickness of the specified layer in the main body of the sandwich panel.

Description

Полезная модель относится к композиционным материалам, а именно к панелям типа «сэндвич», и может найти применение в автомобилестроении, авиации, строительстве, а также при изготовлении деталей корпусов маломерных судов, в том числе многокорпусных (катамаранов, тримаранов), испытывающих большие нагрузки и эксплуатируемых, в частности, в морской среде.The utility model relates to composite materials, namely to sandwich panels, and can be used in the automotive industry, aviation, construction, as well as in the manufacture of hull parts of small vessels, including multihulls (catamarans, trimarans), which are under heavy load and operated, in particular, in the marine environment.

Известна композитная алюмопластиковая панель (варианты) (пат. РФ на полезную модель №47931, опубл. 2005.09.10), содержащая плоскую многослойную структуру, образованную двумя алюминиевыми листами, один из которых выполнен с внешним полимерным, а другой с внешним антикоррозионным покрытиями, между которыми расположен композиционный полимерный слой, выполненный например, из полиэтилена низкого давления, при этом контактирующие с ним внутренние поверхности алюминиевых листов выполнены с адгезионным покрытием, а все слои соединены между собой термическим прессованием. Прочность и антикоррозионные свойства известной панели, предназначенной преимущественно для облицовки фасадов, являются недостаточными для эксплуатации при высоких нагрузках, а также в морской среде.Known composite aluminum-plastic panel (options) (US Pat. RF utility model No. 47931, publ. 2005.09.10) containing a flat multilayer structure formed by two aluminum sheets, one of which is made with an external polymer, and the other with an external anticorrosive coating, between which comprise a composite polymer layer made, for example, of low-pressure polyethylene, while the inner surfaces of aluminum sheets in contact with it are made with an adhesive coating, and all layers are interconnected ter matic compression. The strength and anticorrosion properties of the known panel, intended primarily for facade cladding, are insufficient for operation at high loads, as well as in the marine environment.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является сэндвич-панель (пат. РФ на полезную модель №86906, опубл. 2009.09.20), включающая два поверхностных слоя, выполненных из стеклоткани, пропитанной изоцианатным предполимером на основе простого гидроксилсодержащего эфира, полиизоцианата и катализатора уретанообразования, и центральный полимерный слой из жесткого заливочного полиуретана.Closest to the claimed utility model is a sandwich panel (US Pat. RF Utility Model No. 86906, published 2009.09.20), including two surface layers made of fiberglass impregnated with an isocyanate prepolymer based on a simple hydroxyl-containing ether, polyisocyanate and urethane formation catalyst, and a central polymer layer of hard casting polyurethane.

Недостатком известной сэндвич-панели является ее недостаточная прочность, проявляющаяся при больших нагрузках, а также невысокая влагостойкость, обусловленная способностью полиуретана взаимодействовать с водой. Кроме того, известная сэндвич-панель требует синтезирования изоцианатного предполимера непосредственно перед его нанесением на стеклоткань, осуществляемым вручную, что создает условия, опасные для здоровья человека в связи с крайней ядовитостью изоцианатов.A disadvantage of the known sandwich panel is its lack of strength, which manifests itself under high loads, as well as low moisture resistance, due to the ability of the polyurethane to interact with water. In addition, the well-known sandwich panel requires the synthesis of an isocyanate prepolymer immediately before it is applied to glass fabric, carried out manually, which creates conditions that are dangerous to human health due to the extreme toxicity of isocyanates.

Задачей полезной модели является создание сэндвич-панели, пригодной для эксплуатации при высоких нагрузках, а также во влажном климате и в морской среде.The objective of the utility model is to create a sandwich panel suitable for operation under high loads, as well as in humid climates and in the marine environment.

Технический результат полезной модели заключается в повышении прочности сэндвич-панели и улучшении ее влагостойкости при одновременном улучшении условий труда и безопасности при ее изготовлении.The technical result of the utility model is to increase the strength of the sandwich panel and improve its moisture resistance while improving working conditions and safety in its manufacture.

Указанный технический результат достигается сэндвич-панелью, включающей два поверхностных слоя, выполненных из стеклоткани, и центральный полимерный слой, в которой, в отличие от известного устройства, полимерный слой представляет собой слой конструкционного пенопласта, в котором выполнены сквозные отверстия, связанный со слоями из стеклоткани эпоксидной смолой, при этом связанные между собой слои подвергнуты вакуумной подпрессовке.The specified technical result is achieved by a sandwich panel comprising two surface layers made of fiberglass, and a central polymer layer, in which, unlike the known device, the polymer layer is a structural foam layer, in which through holes are made associated with the fiberglass layers epoxy resin, while the interconnected layers are subjected to vacuum prepress.

В оптимальном варианте осуществления сэндвич-панели в слое конструкционного пенопласта выполнены сквозные отверстия диаметром 2-3 мм в количестве не менее 100 отверстий на 1 квадратный метр.In an optimal embodiment, the sandwich panel in the layer of structural foam made through holes with a diameter of 2-3 mm in an amount of not less than 100 holes per 1 square meter.

Предлагаемая сэндвич-панель может быть выполнена с соединительной кромкой по краям.The proposed sandwich panel can be made with a connecting edge at the edges.

Толщина слоя конструкционного пенопласта в соединительной кромке сэндвич-панели преимущественно составляет 2/3 толщины указанного слоя основного тела сэндвич-панели.The thickness of the layer of structural foam in the connecting edge of the sandwich panel is preferably 2/3 of the thickness of the specified layer of the main body of the sandwich panel.

Предлагаемая сэндвич-панель схематически показана на чертеже. Она включает два слоя стеклоткани 1, между которыми помещен слой конструкционного пенопласта 2 с выполненными в нем сквозными отверстиями 3, связанный со слоями стеклоткани прослойками эпоксидной смолы 4.The proposed sandwich panel is shown schematically in the drawing. It includes two layers of fiberglass 1, between which is placed a layer of structural foam 2 with through holes 3 made therein, connected with layers of fiberglass by layers of epoxy 4.

Благодаря наличию сквозных отверстий в слое конструкционного пенопласта эпоксидная смола связывает не только слои стеклоткани с пенопластом, но и слои стеклоткани между собой через указанные отверстия, что приводит к значительному повышению прочности сэндвич-панели.Due to the presence of through holes in the layer of structural foam, epoxy binds not only the layers of fiberglass to the foam, but also the layers of fiberglass to each other through these holes, which leads to a significant increase in the strength of the sandwich panel.

Оптимальная прочность сэндвич-панели обеспечивается при диаметре сквозных отверстий 2-3 мм, равномерно распределенных в количестве не менее 100 на квадратный метр.The optimum strength of the sandwich panel is provided with a diameter of through holes of 2-3 mm, evenly distributed in an amount of at least 100 per square meter.

Для изготовления сэндвич-панели с соединительной кромкой (на чертеже не показана) используют лист конструкционного пенопласта с краями, размер которых соответствует ширине кромки, а толщина преимущественно равна 2/3 основной толщины указанного листа.For the manufacture of a sandwich panel with a connecting edge (not shown), a sheet of structural foam is used with edges whose size corresponds to the width of the edge, and the thickness is predominantly equal to 2/3 of the main thickness of the specified sheet.

Соединительная кромка позволяет оптимизировать условия соединения отдельных сэндвич-панелей с помощью полосы стеклоткани, предварительно пропитанной эпоксидной смолой. Указанный тип соединения находит преимущественное применение при сборке корпусов морских судов, в том числе, маломерных.The connecting edge allows you to optimize the connection conditions of individual sandwich panels using a strip of fiberglass pre-impregnated with epoxy resin. The specified type of connection is primarily used in the assembly of hulls of marine vessels, including small ones.

Используемый в предлагаемой сэндвич-панели конструкционный пенопласт (пенополистирол) благодаря однородности и регулярности своей закрыто-ячеистой структуры, свободной от случайных пустот и пор, обладает высокой прочностью на сжатие (при низкой плотности) и обеспечивает ее высокие механические характеристики, в частности, прочность. Кроме того, жесткий конструкционный пенопласт характеризуется низким водопоглощением, а также высокой плавучестью.The structural foam (polystyrene foam) used in the proposed sandwich panel, due to the uniformity and regularity of its closed-cell structure, free from random voids and pores, has high compressive strength (at low density) and provides its high mechanical characteristics, in particular, strength. In addition, rigid structural foam is characterized by low water absorption, as well as high buoyancy.

Используемая в качестве связывающей прослойки эпоксидная смола обеспечивает высокую прочность соединения; она обладает высокими адгезионными свойствами, хорошо впитывается в основу из стекловолокна и образует с ней композитное единое целое, что в сочетании с крайне низкой усадкой служит повышению прочности изделия в целом. Кроме того, связывающая прослойка из эпоксидной смолы обладает очень низким водопоглощением.The epoxy resin used as a bonding layer provides high bond strength; it has high adhesion properties, is well absorbed into the fiberglass base and forms a composite unit with it, which, combined with extremely low shrinkage, serves to increase the strength of the product as a whole. In addition, the epoxy resin bonding layer has very low water absorption.

Разработанные в последнее время эпоксидные смолы могут обладать достаточно низкой вязкостью и контролируемым временем отверждения. Они не содержат вредных для здоровья веществ и не выделяют при отверждении фенола.Recently developed epoxies can have a sufficiently low viscosity and a controlled cure time. They do not contain substances harmful to health and do not emit during the curing of phenol.

Формование предлагаемой сэндвич-панели осуществляют путем последовательного накладывания один на другой входящих в ее состав слоев (листа стеклоткани, листа конструкционного пенопластаста и снова листа стеклоткани) с промазыванием их контактирующих сторон эпоксидной смолой с помощью известного средства, преимущественно, специального станка. Допустимо промазывание вручную (с помощью щетки, катка и т.п.). Непосредственно после промазывания, не дожидаясь отверждения эпоксидной смолы, полученную заготовку сэндвич-панели помещают в вакуумный пакет из полимерной, например, полиэтиленовой пленки, из которого с помощью вакуумного насоса откачивают воздух, осуществляя вакуумную подпрессовку указанной заготовки.The proposed sandwich panel is formed by sequentially superimposing one another on its constituent layers (fiberglass sheet, structural foam sheet and again fiberglass sheet) with an epoxy resin coated on their contacting sides using known means, mainly, a special machine. Manual lubrication is acceptable (using a brush, roller, etc.). Immediately after smearing, without waiting for the curing of the epoxy resin, the obtained blank of the sandwich panel is placed in a vacuum bag made of a polymer, for example, a polyethylene film, from which air is pumped out using a vacuum pump, by vacuum pressing the specified blank.

Вакуумная подпрессовка обеспечивает удаление воздуха, попавшего между слоями сэндвич-панели, удаление лишней эпоксидной смолы и одновременно способствует лучшей пропитке склеиваемых слоев связующей эпоксидной смолой. Под воздействием избыточного внешнего давления формируется высокопрочная сэндвич-панель.Vacuum prepress provides the removal of air trapped between the layers of the sandwich panel, the removal of excess epoxy and at the same time contributes to better impregnation of the layers to be bonded with a binder epoxy. Under the influence of excessive external pressure, a high-strength sandwich panel is formed.

Claims

1. A sandwich panel comprising two surface layers made of fiberglass, and a Central polymer layer, characterized in that the polymer layer is a layer of structural foam, in which there are through holes associated with the layers of fiberglass epoxy resin, while bonding between the layers are subjected to vacuum prepress.

2. The sandwich panel according to claim 1, characterized in that the through holes in the layer of structural foam are made with a diameter of 2-3 mm in an amount of at least 100 per square meter.

3. The sandwich panel according to claim 1, characterized in that it is made with a connecting edge at the edges.

4. The sandwich panel according to claim 3, characterized in that the thickness of the layer of structural foam in the connecting edge is preferably 2/3 of the thickness of the specified layer in the main body of the sandwich panel.