×
20.08.2015
216.013.70b1

СТЕКЛОПЛАСТИК И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технологии изготовления стеклопластиков, в частности тонколистовых обшивочных материалов, используемых для изготовления трехслойных сотовых конструкций планера летательных аппаратов. Стеклопластик состоит из по меньшей мере двух слоев из стеклоткани и по меньшей мере одного слоя препрега. Препрег включает связующее и волокнистый наполнитель. Слой препрега расположен между внутренним и наружным слоями из стеклоткани таким образом, что волокна препрега направлены перпендикулярно по отношению к направлению нитям основы или нитям утка внутреннего и наружного слоев из стеклоткани. Слои из стеклоткани могут быть непропитанными. Техническим результатом изобретения является повышение анизотропии свойств гибридного материала на основе стеклопластика, что обеспечивает в изделии чрезвычайно высокую устойчивость к различным циклическим нагрузкам. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологии изготовления стеклопластиков для производства слоистых полимерных композиционных материалов (ПКМ), в частности тонколистовых обшивочных материалов, используемых для изготовления трехслойных сотовых (сендвичевых) конструкций планера летательных аппаратов (самолетов, вертолетов), а также для различных изделий транспортного машиностроения, где требуется высокая весовая эффективность конструкций.

Из предшествующего уровня техники (патент РФ №2185963, опубл. 27.07.2002) известен слоистый композиционный материал. Композиционный слоистый материал содержит слои алюминиевого сплава и слои органопластика на основе связующего с армирующим наполнителем из высокомодульных арамидных волокон. Он дополнительно содержит арамидные волокна с электропроводящим покрытием в количестве не менее двух, которые расположены в слое органопластика.

Недостатком применения органотекстолитов в таких конструкциях является их коробление из-за изменения размеров обшивок при влагопоглощении во время эксплуатации.

Аналогом предлагаемого изобретения (патент США 5547735, опубл. 20.08.1996) является слоистый композиционный материал, содержащий чередующиеся слои алюминиевого сплава и слои стеклопластика на основе термореактивного связующего и армирующего наполнителя. Слой стеклопластика содержит четыре монослоя, упрочненных однонаправленными стеклянными волокнами, причем волокна в двух внутренних монослоях ориентированы в одном направлении, а волокна в двух внешних монослоях ориентированы перпендикулярно этому направлению.

Недостатками указанного материала являются: отсутствие обеспечения равномерного перераспределения нагрузки между армирующими стеклянными волокнами при локальном ударном воздействии на слоистый материал и не способность равномерно воспринимать изгибающие нагрузки при фронтальных ударных воздействиях, что приводит к локальному повреждению и образованию трещин, особенно в зоне растяжения, т.к. монослои пластика армированы только однонаправленными стекловолокнами.

Наиболее близким аналогом является патент РФ №2238850 С1, опубл. 27.10.2004. В данном техническом решении раскрывается четырехслойный стеклопластик, который состоит из чередующихся слоев однонаправленных волокон и стеклоткани, причем армирующий наполнитель в виде однонаправленных волокон располагается в центральной части, а препрег со стеклотканью располагается по наружным сторонам слоя стеклопластика. Слой стеклопластика состоит из двух внутренних монослоев препрега со стеклянными волокнами, в которых волокна располагались параллельно, и двух наружных монослоев препрега, в которых волокна располагались перпендикулярно волокнам во внутренних слоях препрега.

Применение данных стеклопластиков с различной ориентацией слоев препрега уступают по весовым характеристикам обшивкам из органотекстолитам, а попытки уменьшения в их составе количества слоев препрега приводят к снижению ресурса сотовой конструкции в целом.

Технической задачей настоящего изобретения является создание стеклопластика с улучшенными физико-механическими свойствами.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение анизотропии свойств гибридного материала на основе стеклопластика, что обеспечивает в изделии чрезвычайно высокую устойчивость к различным циклическим нагрузкам.

Поставленный технический результат достигается с помощью стеклопластика, состоящего из по меньшей мере двух слоев из стеклоткани и по меньшей мере одного слоя препрега, который включает связующее и волокнистый наполнитель, причем упомянутый слой препрега расположен между внутренним и наружным слоями из стеклоткани таким образом, что волокна препрега направлены перпендикулярно по отношению к направлению нитям основы или нитям утка внутреннего и наружного слоев из стеклоткани.

Предпочтительно стеклопластик дополнительно содержит второй слой препрега, пропитанный связующим, и промежуточный слой из стеклоткани, причем второй слой препрега укладывается на внутренний слой из стеклоткани таким образом, что направление волокон наполнителя второго слоя препрега совпадает с направлением волокон первого слоя препрега, а промежуточный слой из стеклоткани располагается поверх первого и второго слоев препрега таким образом, что направление нитей основы и нитей утка промежуточного слоя из стеклоткани совпадает расположением нитей основы и нитей утка внутреннего и наружного слоев из стеклоткани.

Предпочтительно по меньшей мере один слой из стеклоткани является непропитанным.

Предпочтительно препрег включает связующее и волокнистый наполнитель в виде однонаправленных стеклянных или углеродных волокон при следующем соотношении, мас.ч.:

связующее 45-65
волокнистый наполнитель 35-55

Предпочтительно используется эпоксидное связующее, включающее смесь эпоксидиановой смолы с одной из эпоксидных смол, выбранных из группы N,N-тетраглицидилпроизводное 3,3′-дихлор-4,4′-диаминодифенилметана, полиглицидилпроизводное низкомолекулярного фенолформальдегидного новолака, триглицидилпроизводное парааминофенола, в качестве отвердителя - дициандиамид, полиарилсульфон с концевыми гидроксильными группами, с молекулярной массой 25000 - 45000 и температурой стеклования 190-260°С, являющийся продуктом нуклеофильной поликонденсации бис-(галогенарил)сульфонов с бисфенолом, отличающееся тем, что указанные компоненты взяты в следующем соотношении, мас.ч.:

смесь эпоксидиановой смолы с одной из эпоксидных смол, выбранных из группы N,N-тетраглицидилпроизводное 3,3′-дихлор-4,4′-диаминодифенилметана, полиглицидилпроизводное низкомолекулярного фенолформальдегидного новолака, триглицидилпроизводное, парааминофенола 60-100,

дициандиамид 8-12,

указанный полиарилсульфон 15-30.

Примеры осуществления изобретения

Пример 1.

На наружную поверхность формы наносится антиадгезионный слой. Слой препрега расположен между внутренним и наружным слоями из стеклоткани таким образом, что волокна препрега направлены перпендикулярно по отношению к направлению нитям основы или нитям утка внутреннего и наружного слоев из стеклоткани. То есть на наружную поверхность формы укладывают слой сухой стеклоткани марки Т-64(ВМП) в направлении [90 град, относительно волокон препрега], затем выкладывают один слой препрега в направлении [0] и поверх - еще один слой сухой стеклоткани Т-64(ВМП) в направлении [90 град, относительно волокон препрега]. Нити основы и нити утка внутреннего слоя из стеклоткани параллельны соответствующим нитям основы и нитям утка внешнего слоя из стеклоткани.

Препрег пропитан связующим в количестве, достаточном для пропитки обоих слоев непропитанной, т.е. сухой, стеклоткани. Препрег со стеклянными волокнами получают путем пропитки при температуре 80-100°C эпоксидной клеевой композицией, взятой в количестве 48 мас.%, стеклоровинга марки РВМПН-10-600, взятого в количестве 52 мас.%.

Использовали эпоксидное связующее, включающее смесь эпоксидиановой смолы с одной из эпоксидных смол, выбранных из группы]N,N-тетраглицидилпроизводное 3,3′-дихлор-4,4′-диаминодифенилметана, полиглицидилпроизводное низкомолекулярного фенолформальдегидного новолака, триглицидилпроизводное парааминофенола, в качестве отвердителя - дициандиамид, полиарилсульфон с концевыми гидроксильными группами, с молекулярной массой 25000-45000 и температурой стеклования 190-260°C, являющийся продуктом нуклеофильной поликонденсации бис-(галогенарил)сульфонов с бисфенолом, отличающееся тем, что указанные компоненты взяты в следующем соотношении, мас.ч.:

смесь эпоксидиановой смолы с одной из эпоксидных смол, выбранных из группы N,N-тетраглицидилпроизводное 3,3′-дихлор-4,4′-диаминодифенилметана, полиглицидилпроизводное низкомолекулярного фенолформальдегидного новолака, триглицидилпроизводное, парааминофенола 60-100,

дициандиамид 8-12,

указанный полиарилсульфон 15-30.

Использовали однонаправленный препрег из волокон стекла с прочностью 6500 МПа, модулем упругости от 95 ГПа, с поверхностной плотностью наполнителя 150-300 г/м2, пропитанного эпоксидным клеевым связующим. Поверхностная плотность однонаправленного препрега 250-00 г/м2. Поверхностная плотность внутреннего и наружного слоев из стеклоткани 100 г/м2.

Пакет формуют методом автоклавного формования при температуре 180±5°C в течение 3 ч при давлении 0,5-0,8 МПа. Стеклопластик может также формоваться методом прямого прессования.

Прочность и модуль упругости монослоя стеклопластика на основе стеклянных волокон составляли от 1500 до 2000 МПа и от 45 до 55 ГПа соответственно.

Пример 2.

На наружную поверхность формы укладывают слой сухой стеклоткани марки Т-64(ВМП) в направлении [90], затем выкладывают один слой препрега в направлении [0] и поверх - еще один слой сухой стеклоткани Т-64(ВМП) в направлении [90]. Препрег пропитан связующим в количестве, достаточном для пропитки обоих слоев сухой стеклоткани. Препрег с углеродными волокнами получают путем пропитки при температуре 80-100°C эпоксидной клеевой композицией, взятой в количестве 52 мас.%, углеродной нити марки HTS45 12k 800tex, взятой в количестве 48 мас.%.

Поверхностная плотность внутреннего слоя стеклоткани 100 г/м2, а наружного слоя 290 г/м2.

Использование однонаправленного препрега из углеродных волокон с прочностью 4500 МПа, модулем упругости от 230 ГПа, с линейной плотностью от 800 текс, с поверхностной плотностью наполнителя 150 - 300 г/м2, пропитанного эпоксидным клеевым связующим.

Прочность и модуль упругости монослоя ПКМ на основе углеродных волокон составляли от 2000 до 3000 МПа и от 120 до 140 ГПа соответственно.

Пакет формуют методом автоклавного формования при температуре 180±5°C в течение 3 ч при давлении 0,5-0,8 МПа. Стеклопластик может также формоваться методом прямого прессования.

Пример 3.

На наружную поверхность формы наносится антиадгезионный слой. Слой препрега расположен между внутренним и наружным слоями из стеклоткани таким образом, что волокна препрега направлены перпендикулярно по отношению к направлению нитям основы или нитям утка внутреннего и наружного слоев из стеклоткани. При этом дополнительно содержит второй слой препрега, пропитанный связующим, и промежуточный слой из стеклоткани. Второй слой препрега укладывается на внутренний слой из стеклоткани таким образом, что направление волокон наполнителя второго слоя препрега совпадает с направлением волокон первого слоя препрега, а дополнительный слой из стеклоткани располагается поверх первого и второго слоев препрега таким образом, что направление нитей основы и нитей утка промежуточного слоя из стеклоткани совпадает с расположением нитей основы и нитей утка внутреннего и наружного слоев из стеклоткани. То есть слои располагались следующим образом: слой стеклоткани в направлении [90], поверх него два слоя препрега в направлении [0] и поверх них два слоя стеклоткани в направлении [90]. Использовали препрег и связующее аналогично по примеру 1. Пакет формуют методом автоклавного формования при температуре 180±5°C в течение 3 ч при давлении 0,5-0,8 МПа. Стеклопластик может также формоваться методом прямого прессования.

Стеклопластик за счет оптимальной ориентации слоев однонаправленного препрега и стеклоткани из высокомодульных волокон и изделия из него имеют в сравнении с прототипом повышенные механические характеристики: для стеклопластика со структурой армирования [0, 90] прочность при растяжении в направлении [0] повышена на 10-20%, в направлении [90] - от 3 до 6,7 раз; для стеклопластика со структурой армирования [0] прочность при растяжении в направлении [0] повышена в 1,9-2 раза, модуль при растяжении повышен на 4-20%, прочность при сжатии повышена на 54-75%. Стеклопластик и изделие, выполненное из него, обладают ярко выраженной направленной анизотропией свойств, не имеют ограничений по ширине в пределах монослоя.

Из предложенного стеклопластика могут быть выполнены различные изделия, например обшивки многослойных конструкций, элероны, хвостовые отсеки хвостовых частей лопастей вертолетов.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 373 items.
10.01.2013
№216.012.18c2

Полимерная композиция

Изобретение относится к негорючим полимерным композициям холодного отверждения и может применяться для местного упрочнения конструкций в зонах установки крепежа, заполнения пустот в деталях из полимерных композиционных материалов, заделки торцов и упрочнения участков сотовых конструкций,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471830
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18ce

Клеевая композиция

Изобретение относится к клеевой композиции для крепления резин на основе полярных и неполярных каучуков между собой и к металлам в изделиях авиационной, автомобильной промышленности и судостроения. Клеевая композиция включает бутадиеннитрильный каучук, фенолоформальдегидный олигомер,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471842
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18fb

Способ нанесения покрытия для защиты от высокотемпературного окисления поверхности внутренней полости охлаждаемых лопаток турбин из безуглеродистых жаропрочных сплавов на основе никеля

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения жаростойких хромоалюминидных покрытий, и может быть использовано в авиационном и энергетическом турбиностроении. Проводят насыщение поверхности внутренней полости лопатки углеродом путем заполнения внутренней полости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471887
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.04.2013
№216.012.36e0

Эпоксидная композиция холодного отверждения

Изобретение относится к области создания двухкомпонентных эпоксидных композиций холодного отверждения для изготовления препрегов, которые могут быть использованы в строительстве, а также в авиационной, машиностроительной, судостроительной и других областях техники. Предлагаемая эпоксидная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479601
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.3a7d

Состав для получения защитного покрытия на стальных деталях

Изобретение относится к химической поверхностной обработке стальных деталей и может быть использовано при изготовлении валов газотурбинных двигателей, шасси вертолетов и других деталей для защиты от коррозии при эксплуатации в различных климатических условиях, в том числе при повышенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480534
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.06.2013
№216.012.489a

Сплав на основе титана

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к производству титановых сплавов, и может быть использовано в конструкциях, работающих при температурах до 650°С, например для деталей корпуса и статорных лопаток компрессора высокого давления газотурбинных двигателей. Сплав на основе титана...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484166
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.489b

Сплав на основе интерметаллида nial и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству сплавов на основе интерметаллида NiАl и изделиям, получаемым из них методом направленной кристаллизации, с монокристаллической или столбчатой структурами, например лопаток газовых турбин, работающих при температурах до 1200°С....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484167
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.5951

Способ изготовления полых изделий из композиционных материалов

Изобретение относится к области технологии формования конструкций из полимерных композиционных материалов, предназначенных для изготовления быстровозводимых арочных мостов, при сооружении тоннелей, ангаров и других строительных конструкций. Согласно способу заполняют газом надувную внутреннюю...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488486
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.59cf

Эпоксидная композиция для изготовления изделий из полимерных композиционных материалов методом вакуумной инфузии

Изобретение относится к эпоксидным композициям холодного отверждения и может быть использовано для изготовления конструкций, в том числе крупногабаритных, из полимерных композиционных материалов (ПКМ) методом вакуумной инфузии в областях техники. Эпоксидная композиция включает эпоксидную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488612
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.08.2013
№216.012.6531

Устройство для неразрушающего контроля труднодоступных элементов конструкции

Использование: для неразрушающего контроля труднодоступных элементов конструкции. Сущность: заключается в том, что устройство для неразрушающего контроля труднодоступных элементов конструкции включает приводной блок, имеющий, по крайней мере, один магнит, расположенный на внешней поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491542
Дата охранного документа: 27.08.2013
Showing 1-10 of 350 items.
10.01.2013
№216.012.18c2

Полимерная композиция

Изобретение относится к негорючим полимерным композициям холодного отверждения и может применяться для местного упрочнения конструкций в зонах установки крепежа, заполнения пустот в деталях из полимерных композиционных материалов, заделки торцов и упрочнения участков сотовых конструкций,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471830
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18ce

Клеевая композиция

Изобретение относится к клеевой композиции для крепления резин на основе полярных и неполярных каучуков между собой и к металлам в изделиях авиационной, автомобильной промышленности и судостроения. Клеевая композиция включает бутадиеннитрильный каучук, фенолоформальдегидный олигомер,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471842
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18fb

Способ нанесения покрытия для защиты от высокотемпературного окисления поверхности внутренней полости охлаждаемых лопаток турбин из безуглеродистых жаропрочных сплавов на основе никеля

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения жаростойких хромоалюминидных покрытий, и может быть использовано в авиационном и энергетическом турбиностроении. Проводят насыщение поверхности внутренней полости лопатки углеродом путем заполнения внутренней полости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471887
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.04.2013
№216.012.36e0

Эпоксидная композиция холодного отверждения

Изобретение относится к области создания двухкомпонентных эпоксидных композиций холодного отверждения для изготовления препрегов, которые могут быть использованы в строительстве, а также в авиационной, машиностроительной, судостроительной и других областях техники. Предлагаемая эпоксидная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479601
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.3a7d

Состав для получения защитного покрытия на стальных деталях

Изобретение относится к химической поверхностной обработке стальных деталей и может быть использовано при изготовлении валов газотурбинных двигателей, шасси вертолетов и других деталей для защиты от коррозии при эксплуатации в различных климатических условиях, в том числе при повышенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480534
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.06.2013
№216.012.489a

Сплав на основе титана

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к производству титановых сплавов, и может быть использовано в конструкциях, работающих при температурах до 650°С, например для деталей корпуса и статорных лопаток компрессора высокого давления газотурбинных двигателей. Сплав на основе титана...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484166
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.489b

Сплав на основе интерметаллида nial и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству сплавов на основе интерметаллида NiАl и изделиям, получаемым из них методом направленной кристаллизации, с монокристаллической или столбчатой структурами, например лопаток газовых турбин, работающих при температурах до 1200°С....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484167
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.5951

Способ изготовления полых изделий из композиционных материалов

Изобретение относится к области технологии формования конструкций из полимерных композиционных материалов, предназначенных для изготовления быстровозводимых арочных мостов, при сооружении тоннелей, ангаров и других строительных конструкций. Согласно способу заполняют газом надувную внутреннюю...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488486
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.59cf

Эпоксидная композиция для изготовления изделий из полимерных композиционных материалов методом вакуумной инфузии

Изобретение относится к эпоксидным композициям холодного отверждения и может быть использовано для изготовления конструкций, в том числе крупногабаритных, из полимерных композиционных материалов (ПКМ) методом вакуумной инфузии в областях техники. Эпоксидная композиция включает эпоксидную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488612
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.08.2013
№216.012.6531

Устройство для неразрушающего контроля труднодоступных элементов конструкции

Использование: для неразрушающего контроля труднодоступных элементов конструкции. Сущность: заключается в том, что устройство для неразрушающего контроля труднодоступных элементов конструкции включает приводной блок, имеющий, по крайней мере, один магнит, расположенный на внешней поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491542
Дата охранного документа: 27.08.2013
+ добавить свой РИД