RU2243093C1 - Method of manufacturing of a prepreg and a device for its realization - Google Patents
Method of manufacturing of a prepreg and a device for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2243093C1 RU2243093C1 RU2003118044/12A RU2003118044A RU2243093C1 RU 2243093 C1 RU2243093 C1 RU 2243093C1 RU 2003118044/12 A RU2003118044/12 A RU 2003118044/12A RU 2003118044 A RU2003118044 A RU 2003118044A RU 2243093 C1 RU2243093 C1 RU 2243093C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filler
- binder
- binding agent
- inter
- spools
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 80
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 25
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000007872 degassing Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011208 reinforced composite material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 abstract 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002990 reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности в области полимеров и технологии изготовления препрегов-полуфабрикатов, представляющих собой волокнистый наполнитель, пропитанный связующим в определенном весовом соотношении [1], и может быть использовано во многих отраслях промышленности при изготовлении конструкций из армированных композиционных материалов, например стоек ферм, стержней, опор, труб, емкостей и баллонов, с наполнителем в виде стеклянных, органических и углеродных нитей, перерабатываемых методом “сухой” намотки.The invention relates to the chemical industry in the field of polymers and the technology for the manufacture of semi-finished prepregs, which are a fibrous filler impregnated with a binder in a certain weight ratio [1], and can be used in many industries in the manufacture of structures made of reinforced composite materials, for example truss racks, rods, supports, pipes, containers and cylinders, with filler in the form of glass, organic and carbon filaments processed by the method of “dry” winding.
Известно несколько способов изготовления препрегов.Several methods for making prepregs are known.
Наиболее распространенным из них является способ, заключающийся в пропускании волокнистого наполнителя в виде нити, жгута или ленты через ванну с раствором связующего. Пропитка наполнителя осуществляется методом свободного насоса связующего или с отжимным устройством [2].The most common of these is the method of passing a fibrous filler in the form of a thread, tow or tape through a bath with a binder solution. The filler is impregnated by the free binder pump method or with a squeezing device [2].
Процесс пропитки наполнителя делится на две стадии, которые нередко совмещаются во времени. Первая стадия - нанесение слоя жидкого связующего на поверхность наполнителя, вторая - пропитка наполнителя, т.е. проникновение связующего вглубь структуры материала. Вторая, технологическая стадия является типичным диффузионным процессом [3]. Проникновению связующего вглубь структуры пропитываемого материала препятствует воздух, находящийся внутри наполнителя, который создает напор сопротивления. Причем последний увеличивается по мере проникновения связующего в структуру нитей наполнителя. Поэтому для улучшения качества пропитки и уменьшения газовых включений в структуре готовых стеклопластиков пропитку целесообразно выполнять под вакуумом [2].The process of impregnation of the filler is divided into two stages, which are often combined in time. The first stage is the application of a layer of liquid binder on the surface of the filler, the second is the impregnation of the filler, i.e. penetration of the binder deep into the structure of the material. The second, technological stage is a typical diffusion process [3]. The penetration of the binder deep into the structure of the impregnated material is prevented by the air inside the filler, which creates a pressure head. Moreover, the latter increases as the binder penetrates into the structure of the filler filaments. Therefore, to improve the quality of impregnation and reduce gas inclusions in the structure of finished fiberglass, it is advisable to impregnate under vacuum [2].
Проведенные микроструктурные исследования стеклопластиков показали, что очень важной характеристикой качества процессов формования, пропитки и отверждения стеклопластиков является относительная пористость материала. Основной причиной появления пор является воздух, содержащийся в нитях, ровнице, лентах, а также захватываемый в процессе пропитки.Conducted microstructural studies of fiberglass reinforced plastics showed that the relative porosity of the material is a very important characteristic of the quality of the processes of molding, impregnation and curing of fiberglass. The main reason for the appearance of pores is the air contained in the threads, roving, ribbons, as well as captured during the impregnation process.
Кроме того, причиной появления пор могут быть и воздушные включения, содержащиеся в связующем, количество которых зависит от типа связующего, скорости намотки при формовании, вязкости и смачиваемой способности связующего [3].In addition, the cause of the appearance of pores may be air inclusions contained in the binder, the amount of which depends on the type of binder, the speed of winding during molding, the viscosity and wettability of the binder [3].
Очевидно, что устранить пористость или снизить ее удается при более тщательном вакуумировании как наполнителя, так и связующего в процессе его пропитки [4].Obviously, it is possible to eliminate or reduce porosity with more thorough evacuation of both the filler and the binder during its impregnation [4].
Известен способ получения ленточного препрега, заключающийся в непрерывном сматывании нитей со шпулей с большой скоростью (около 20 м/мин), протягивании их через ванночку с раствором связующего, где они пропитываются. Затем нити формируют специальным раскладчиком в ленту и погружают в камеру сушки. Подсушенная лента сматывается на приемную катушку с прокладыванием между слоями разделительной бумаги, предохраняющей препрег от склеивания [1].A known method of obtaining a tape prepreg, which consists in continuously winding the threads from the spool at a high speed (about 20 m / min), pulling them through the bath with a binder solution, where they are impregnated. Then the threads are formed with a special handler in a tape and immersed in a drying chamber. The dried tape is wound onto a take-up reel with the separation paper being inserted between the layers, which protects the prepreg from gluing [1].
К недостаткам этого способа можно отнести повреждение волокон нитей в процессе прохождения их через вращающиеся и трущиеся направляющие, отжимные валики в пропиточной ванне и сушильной камере. А так как при больших скоростях длительность пропитки невелика, сцепление волокон со связующим недостаточно, то не происходит однородной пропитки волокнистого наполнителя препрега.The disadvantages of this method include damage to the fibers of the threads during their passage through the rotating and rubbing guides, squeezing rollers in the impregnation bath and the drying chamber. And since at high speeds the impregnation time is short, the adhesion of the fibers to the binder is not enough, there is no uniform impregnation of the fibrous filler of the prepreg.
В патенте ФРГ №2932742, 1981 г., описывается способ пропитки нитей на бобинах связующим. Во время такой пропитки нить наматывается на перфорированную жесткую оправку, так что образуется однородная бобина, в которой объем свободного пространства соответствует желаемому объему связующего, который подается в прорези оправки после первоначального пропускания под давлением воздуха через бобину. Пропитка прекращается тогда, когда на поверхности прекращается появление маленьких пузырьков. Подачу сжатого воздуха после этого отключают.In the patent of Germany No. 2932742, 1981, describes a method of impregnation of threads on bobbins binder. During this impregnation, the thread is wound on a perforated rigid mandrel, so that a homogeneous bobbin is formed in which the amount of free space corresponds to the desired volume of binder, which is fed into the slot of the mandrel after the initial passage of air through the bobbin under pressure. Impregnation ceases when small bubbles appear on the surface. The compressed air supply is then turned off.
Недостатком этого способа является то, что полностью удалить воздух из межволоконного пространства при пропитке не удается. Кроме этого, в связующем также имеется воздух. При последующем изготовлении изделий из таких препрегов в структуре материала после отверждения появляются микропоры, что приводит к снижению герметичности готового изделия.The disadvantage of this method is that it is not possible to completely remove air from the interfiber space when impregnated. In addition, the binder also has air. In the subsequent manufacture of products from such prepregs, micropores appear in the structure of the material after curing, which leads to a decrease in the tightness of the finished product.
За прототип принят способ получения препрега [1] стр.71, в котором наиболее важным этапом является вакуумирование нитяного наполнителя, образующего препрег, его сушка и пропитка в вакуумной камере.The prototype adopted the method of producing the prepreg [1] p. 71, in which the most important step is the evacuation of the filler forming the prepreg, drying and impregnation in a vacuum chamber.
Способ по прототипу заключается в следующем: наполнитель-нить, находящийся в вакуумной камере, сматывается с бобин, вакуумируется, подсушивается и поступает в ванну со связующим, также находящуюся в вакуумной камере, проходит отжимное устройство, сушильную печь, калибрующее устройство и наматывается на барабан. Цель вакуумирования заключается в удалении газовых включений из микротрещин и межволоконного пространства в нитях наполнителя для свободного проникновения в них связующего.The prototype method consists in the following: a filler thread located in a vacuum chamber is wound from bobbins, evacuated, dried and enters a bath with a binder, also located in a vacuum chamber, passes a squeezing device, a drying oven, a calibrating device and wound on a drum. The purpose of evacuation is to remove gas inclusions from microcracks and interfiber space in the filler threads for free penetration of the binder into them.
Недостатком прототипа является то, что не все микротрещины и межволоконные пространства успевают заполниться связующим, что приводит к снижению герметичности готовых изделий.The disadvantage of the prototype is that not all microcracks and interfiber spaces have time to fill up with a binder, which leads to a decrease in the tightness of the finished product.
Аналогом предлагаемого устройства является малогабаритная установка для получения ленточных препрегов [1], стр.72, рис. 1.19.An analogue of the proposed device is a small-sized installation for receiving tape prepregs [1], p. 72, Fig. 1.19.
Установка содержит пропиточную ванну с отжимными валиками, раскладчик нитей, формирующий из них ленту, подающий валик, цилиндрическую камеру сушки ленты с барабаном, между двумя боковыми дисками которого расположены шесть транспортеров подачи ленты, катушку с лентой препрега на намоточном устройстве, калорифер, нагнетающий вентилятор, отсасывающий вентилятор.The installation comprises an impregnating bath with squeezing rollers, a thread distributor forming a tape from them, a feeding roller, a cylindrical belt drying chamber with a drum, between which there are six belt conveyors between two lateral disks, a coil with a prepreg ribbon on a winding device, a heater, a blower fan, suction fan.
Недостатками аналога являются громоздкость камеры, длительность естественного удаления газовых включений и, как следствие, фактическое обволакивание, а не пропитка нитей, причем возврат связующего приводит к большим его затратам и ухудшает его качество.The disadvantages of the analogue are the bulkiness of the chamber, the duration of the natural removal of gas inclusions and, as a consequence, the actual enveloping, rather than the impregnation of the threads, and the return of the binder leads to its large costs and impairs its quality.
Прототипом изобретения является установка для получения препрега [1], стр.71, рис. 1.18.A prototype of the invention is a device for producing a prepreg [1], p. 71, Fig. 1.18.
Данная установка содержит вакуумную камеру, вакуумный насос, нагреватель, компенсатор уровня связующего, отжимное устройство, сушильную печь, бобину с разделительной пленкой, калибрующее устройство, нагреватель, ресивер, фильтр, вакуумный затвор, ванну со связующим, шпулярник с нитяным наполнителем, распределительный барабан.This installation contains a vacuum chamber, a vacuum pump, a heater, a binder level compensator, a squeezing device, a drying oven, a reel with a separation film, a calibrating device, a heater, a receiver, a filter, a vacuum shutter, a bath with a binder, creel with filler, a distribution drum.
Недостатком прототипа является малое время обезгаживания наполнителя, кроме того, наполнитель, погружаясь сразу в связующее, обволакивается им и не проникает в межволоконное (необезгаженное) пространство. Сама установка имеет большие габариты и стоимость.The disadvantage of the prototype is the short time of degassing of the filler, in addition, the filler, immersing immediately in the binder, is enveloped by it and does not penetrate into the interfiber (unburnt) space. The installation itself has large dimensions and cost.
Задачами изобретения являются улучшение качества смачиваемости волокон и пропитки наполнителя в препреге, снижение межволоконной и межнитяной пористости перед началом пропитки, что ведет к повышению герметичности изделий, изготавливаемых из препрегов. Кроме того, устройство для осуществления этого способа компактно и недорого в изготовлении.The objectives of the invention are to improve the quality of the wettability of the fibers and the impregnation of the filler in the prepreg, the reduction of interfiber and interfacial porosity before impregnation, which leads to increased tightness of products made from prepregs. In addition, the device for implementing this method is compact and inexpensive to manufacture.
Эти задачи решаются тем, что в способе изготовления препрега, включающем намотку наполнителя на оправку в бобины, вакуумирование и заполнение связующим, намотку наполнителя на оправку производят с объемом свободного пространства, равным требуемому содержанию связующего и не менее 0,2 от общего объема сформированной бобины, а вакуумирование производят в камере не менее 4-х часов при остаточном давлении не выше 10 мм рт.ст., причем заполнение межволоконного и межнитяного пространства бобин связующим производят помещением бобин с наполнителем в этих же условиях вакуума в связующее, и по достижении объема связующего над бобиной величиной, большей объема межволоконного и межнитяного пространства в бобине, давление в камере поднимают до величины не ниже атмосферного и выдерживают бобину в объеме связующего не менее 4-х часов, после чего дают стечь излишкам связующего.These problems are solved by the fact that in the method of manufacturing a prepreg, including winding the filler on the mandrel in the bobbins, evacuating and filling with a binder, winding the filler on the mandrel is produced with a free space equal to the required binder content and not less than 0.2 of the total volume of the formed bobbin, and evacuation is carried out in the chamber for at least 4 hours at a residual pressure of no higher than 10 mm Hg, and filling the spool and interfiber space of bobbins with binder is done by placing bobbins with filler m under the same conditions of vacuum into the binder, and when the volume of the binder above the bobbin reaches a value greater than the volume of the inter-fiber and interfiber space in the bobbin, the pressure in the chamber is raised to a value not lower than atmospheric and the bobbin is held in the binder for at least 4 hours, after which allow excess binder to drain.
В устройстве для осуществления этого способа, содержащем вакуумную камеру с вакуумным насосом, вакуумным вентилем и манометром, а также емкость со связующим, бобины с наполнителем, введена в емкость со связующем над зеркалом связующего грузовая перфорированная платформа с центральным стержнем, перпендикулярным плоскости грузовой платформы и связанным с механизмом сброса последней, при этом на грузовую платформу установлены бобины с наполнителем, чередующиеся с промежуточными перфорированными съемными платформами, а между оправками бобин и центральным стержнем расположены грузовые диски.In a device for implementing this method, comprising a vacuum chamber with a vacuum pump, a vacuum valve and a manometer, as well as a container with a binder, bobbins with filler, a perforated cargo platform with a central rod perpendicular to the plane of the cargo platform and connected with a mechanism for dumping the latter, with bobbins with filler installed on the cargo platform, alternating with intermediate perforated removable platforms, and between mandrels OBIN and central core arranged trucks wheels.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 изображен общий вид устройства.Figure 1 shows a General view of the device.
На фиг.2 изображен процесс пропитки бобин с наполнителем связующим.Figure 2 shows the process of impregnation of bobbins with filler binder.
На фиг.3 изображен процесс удаление излишков связующего после пропитки бобин с наполнителем.Figure 3 shows the process of removing excess binder after impregnation of bobbins with filler.
На фигурах:In the figures:
1 - вакуумная камера;1 - a vacuum chamber;
2 - емкость со связующем;2 - capacity with a binder;
3 - грузовая перфорированная платформа;3 - cargo perforated platform;
4 - промежуточные перфорированные съемные платформы;4 - intermediate perforated removable platforms;
5 - смотровое окно;5 - viewing window;
6 - стопорная платформа;6 - locking platform;
7 - механизм сброса;7 - reset mechanism;
8 - грузовые диски;8 - cargo disks;
9 - оправки;9 - mandrels;
10 - уплотняющая крышка вакуумной камеры;10 - sealing cover of the vacuum chamber;
11 - бобины с наполнителем;11 - bobbins with filler;
12 - вакуумный вентиль;12 - a vacuum valve;
13 - манометр;13 - pressure gauge;
14 - связующее;14 - a binder;
15 - вакуумный насос;15 - a vacuum pump;
16 - съемная ручка;16 - removable handle;
17 - стержень для подвески грузовой перфорированной платформы;17 - rod for suspension of a cargo perforated platform;
18 - излишки связующего;18 - excess binder;
19 - центральный стержень.19 - the central rod.
Процесс изготовления препрега выполняется в следующей последовательности:The prepreg manufacturing process is performed in the following sequence:
- на оправки 9 наматывается наполнитель необходимой ширины, в качестве которого может быть использована, например, стеклонить или стеклолента, с обеспечением объема свободного пространства в бобине с наполнителем не менее 0,2 от общего объема формируемой бобины с наполнителем 11 (фиг.1).- on the mandrel 9 a filler of the required width is wound, which can be used, for example, glass fiber or glass tape, providing a free space in the bobbin with filler of at least 0.2 of the total volume of the formed bobbin with filler 11 (Fig. 1).
Если наполнитель обработан замасливателем, например, в виде парафиновой эмульсии, то приготовленные бобины с наполнителем предварительно проходят термообработку при температуре не менее 450° С в течение не менее 2-х часов для удаления этой эмульсии.If the filler is treated with a sizing agent, for example, in the form of a paraffin emulsion, then the prepared bobbins with the filler are preliminarily subjected to heat treatment at a temperature of at least 450 ° C for at least 2 hours to remove this emulsion.
Наполнитель должен быть сформирован в бобину с таким объемом свободного пространства, чтобы он был равен требуемому содержанию связующего в изготовляемом препреге. То есть бобина должна быть намотана с определенной плотностью, определяемой усилием натяжения. Необходимое содержание связующего определяется плотностью намотки бобины. Экспериментальным путем установлено, что для обеспечения содержания связующего 30-35% в пропитанном наполнителе объем свободного пространства в бобине наполнителя не должен быть менее 0,2 от общего объема формируемой бобины.The filler must be formed into a bobbin with such a volume of free space so that it is equal to the required binder content in the prepared prepreg. That is, the bobbin must be wound with a certain density, determined by the tension force. The required binder content is determined by the density of the bobbin winding. It was established experimentally that to ensure a binder content of 30-35% in the impregnated filler, the volume of free space in the filler bob should not be less than 0.2 of the total volume of the formed bobbin.
- бобины с наполнителем 11 закрепляются на перфорированной грузовой платформе 3, при этом свободное пространство в оправках 9 для намотки бобин между ними и центральным стержнем 19 заполняется грузовыми дисками 8, а между бобинами устанавливаются промежуточные перфорированные съемные платформы 4 (фиг.1);- bobbins with
- бобины с наполнителем 11 жестко закрепляются стопорной платформой 6, и грузовая перфорированная платформа 3 удерживается в подвешенном состоянии механизмом сброса 7, например, электромагнитным механизмом, установленным на внутренней поверхности уплотняющей крышки вакуумной камеры 10 (фиг.1);- bobbins with
- в емкость со связующим 2, расположенную внутри вакуумной камеры 1, заливается расчетное количество связующего 14 (фиг.1);- in the container with a
- уплотняющая крышка 10 вакуумной камеры с подвешенной грузовой перфорированной платформой 3 и бобины с наполнителями 11 устанавливаются на вакуумную камеру 1 (фиг.1);- the sealing cover 10 of the vacuum chamber with a suspended cargo perforated
- с помощью вакуумного насоса 15 удаляют газовую среду из вакуумной камеры 1, где находятся бобины с наполнителем 11 и связующее 14 (фиг.1);- using a vacuum pump 15 remove the gas medium from the vacuum chamber 1, where there are bobbins with
Удаление газовой среды идет до остаточного давления не выше 10 мм рт.ст. Величина такого давления определяется экспериментально и обеспечивает полное удаление воздуха из межволоконного пространства бобины и последующую качественную (без пористости) пропитку бобины связующим.The removal of the gas medium is up to a residual pressure of not higher than 10 mm Hg The magnitude of such pressure is determined experimentally and ensures complete removal of air from the interfiber space of the bobbin and the subsequent high-quality (without porosity) binder impregnation of the bobbin.
- после откачки воздуха из вакуумной камеры 1, межволоконного и межнитяного пространства бобин с наполнителем 11 и из связующего 14 до величины остаточного давления не выше 10 мм рт.ст. (по манометру 13) выполняется выдержка в течение 4-х часов (фиг.1).- after pumping air from the vacuum chamber 1, the inter-fiber and inter-filament space of the bobbins with
За это время воздух полностью успевает удалиться из межволоконного и межнитяного пространства бобин с наполнителем, причем удаляется он по всей толщине бобины, начиная от наружных слоев наполнителя, в которых удаление воздуха начинается с момента начала вакуумирования, и кончая самыми глубокими слоями, прилегающими к внешней поверхности оправок 9, на которые наматывается наполнитель;During this time, the air completely manages to move away from the interfiber and interfiber space of the bobbins with filler, and it is removed along the entire thickness of the bobbin, starting from the outer layers of the filler, in which the removal of air begins from the moment vacuum begins, and ending with the deepest layers adjacent to the
- в условиях вакуума с помощью механизма сброса 7, например электромагнитного механизма, опускают бобины с наполнителем 11 вместе с грузовой перфорированной платформой 3 в связующее 14, причем погружение осуществляется на дно емкости со связующем 2 с обеспечением зазора А равного, например, 10-15 мм, что является необходимой величиной, превышающей величину объема свободного пространства бобин. Только в этом случае после заполнения межволоконного пространства бобин связующим они не оголятся.- under vacuum using a dumping mechanism 7, for example an electromagnetic mechanism, lower the bobbins with
Увеличивать же объем связующего, чтобы поглубже опустить бобины, не имеет смысла в виду малого коэффициента использования связующего.It does not make sense to increase the volume of the binder in order to lower the reels deeper, in view of the low coefficient of utilization of the binder.
Вакуум обеспечивает не только удаление воздуха из межволоконного и межнитяного пространства бобин с наполнителем, но является средой, обеспечивающей лучшие условия смачиваемости волокон и нитей наполнителя.The vacuum provides not only the removal of air from the inter-fiber and inter-filament space of the filler bobbins, but is the medium providing the best conditions for the wettability of fibers and filler filaments.
- при полном погружении в связующее 14 бобин с наполнителем 11 давление в вакуумной емкости поднимают до величины не ниже атмосферного, открывают уплотняющую крышку вакуумной камеры 10, с помощью съемной ручки 16 вытаскивают емкость со связующем 2 и выдерживают в ней в течение не менее 4-х часов бобины с наполнителем 11 (фиг.2);- when completely immersed in a
Увеличение давления во внутренней емкости для связующего 2 до величины не ниже атмосферного служит необходимым условием для принудительной пропитки бобин с наполнителем, погруженных в связующее, при этом связующее стремится заполнить образовавшиеся вакуумные полости межволоконного и межнитяного пространства в бобинах. Время выдержки бобин с наполнителем 11 в связующем 14 установлено экспериментально и определяется из условия равномерной качественной пропитки наполнителя связующим по всей глубине слоев бобин.An increase in pressure in the inner container for
- по окончании процесса пропитки поднимают из связующего 14 бобины с наполнителем 11 с грузовой платформой 3, закрепляют их на стержне для подвески платформы 17, дают возможность стечь излишкам связующего 18 (фиг.18), снимают оправки 9 с пропитанных бобин с наполнителем 11 и направляют на намотку изделия.- at the end of the impregnation process, bobbins with
При осуществлении данного технического решения положительный эффект достигается за счет того, что использование предварительного вакуумирования как межволоконного и межнитяного пространства бобин с наполнителем, так и самого связующего уменьшает межволоконную пористость при пропитке наполнителя и практически полностью исключает наличие пор в материале готового изделия и тем самым обеспечивает необходимый уровень герметичности изделий типа труб, баллонов и емкостей.In the implementation of this technical solution, a positive effect is achieved due to the fact that the use of preliminary evacuation of both the inter-fiber and inter-filament spaces of the bobbins with the filler, and the binder itself reduces the inter-fiber porosity during the impregnation of the filler and almost completely eliminates the presence of pores in the finished product material and thereby provides the necessary level of tightness of products such as pipes, cylinders and containers.
Экспериментально установлено, что толщина стенки труб, равная 1-1,2 мм обеспечивает газопроницаемость по гелию не более 1,5· 10-9 см3· см/см2· с· атм.It was experimentally established that the pipe wall thickness equal to 1-1.2 mm ensures helium gas permeability of not more than 1.5 · 10 -9 cm 3 · cm / cm 2 · s · atm.
Предлагаемый способ изготовления препрега обеспечивает равномерную по толщине бобин с наполнителем пропитку связующим, а процесс вакуумирования уменьшает пористость в структуре препрега и готовом изделии.The proposed method for the manufacture of the prepreg provides a uniform thickness of the bobbins with filler impregnation with a binder, and the vacuum process reduces the porosity in the structure of the prepreg and the finished product.
Источники информацииSources of information
1. Буланов И.М., Воробей В.В. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, М., 1998 г., с.15, с.71, с.72.1. Bulanov I.M., Vorobey V.V. Technology of rocket and aerospace structures from composite materials. Publishing House MSTU. N.E. Bauman, M., 1998, p. 15, p. 71, p. 72.
2. Цыплаков О.Г. Производство судовых крупногабаритных изделий из стеклопластика. Л.: Судостроение, 1967 г.2. Tsyplakov O. G. Manufacture of shipboard large fiberglass products. L .: Shipbuilding, 1967
3. Цыплаков О.Г. Основы формования стеклопластиковых оболочек. Л.: Машиностроение, 1968 г.3. Tsyplakov O. G. Fundamentals of the formation of fiberglass shells. L .: Engineering, 1968
4. Сборник статей. Методы переработки и свойства армированных пластиков. ВНИИ авиационных материалов, ОНТИ, М., 1968 г.4. Collection of articles. Processing methods and properties of reinforced plastics. All-Russian Research Institute of Aviation Materials, ONTI, M., 1968
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003118044/12A RU2243093C1 (en) | 2003-06-19 | 2003-06-19 | Method of manufacturing of a prepreg and a device for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003118044/12A RU2243093C1 (en) | 2003-06-19 | 2003-06-19 | Method of manufacturing of a prepreg and a device for its realization |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2243093C1 true RU2243093C1 (en) | 2004-12-27 |
| RU2003118044A RU2003118044A (en) | 2005-01-10 |
Family
ID=34388239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003118044/12A RU2243093C1 (en) | 2003-06-19 | 2003-06-19 | Method of manufacturing of a prepreg and a device for its realization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2243093C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2808625C1 (en) * | 2023-04-12 | 2023-11-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Ниагара" | Pressure impregnation device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3727185A1 (en) * | 1987-08-14 | 1989-02-23 | Lentia Gmbh | METHOD FOR THE CONTINUOUS PRODUCTION OF PREPREGS WITH A HIGH FIBER WEIGHT |
| US5126085A (en) * | 1990-12-07 | 1992-06-30 | Dexter Composites, Inc. | Process for preparing polyimide sheet molding compound |
| EP0878290A2 (en) * | 1997-05-15 | 1998-11-18 | Toray Industries, Inc. | Cloth prepreg and wet process for manufacturing the same |
| RU2145922C1 (en) * | 1997-07-30 | 2000-02-27 | Постнов Вячеслав Иванович | Method of impregnating long-cut filler and plant for realization of this method |
-
2003
- 2003-06-19 RU RU2003118044/12A patent/RU2243093C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3727185A1 (en) * | 1987-08-14 | 1989-02-23 | Lentia Gmbh | METHOD FOR THE CONTINUOUS PRODUCTION OF PREPREGS WITH A HIGH FIBER WEIGHT |
| US5126085A (en) * | 1990-12-07 | 1992-06-30 | Dexter Composites, Inc. | Process for preparing polyimide sheet molding compound |
| EP0878290A2 (en) * | 1997-05-15 | 1998-11-18 | Toray Industries, Inc. | Cloth prepreg and wet process for manufacturing the same |
| RU2145922C1 (en) * | 1997-07-30 | 2000-02-27 | Постнов Вячеслав Иванович | Method of impregnating long-cut filler and plant for realization of this method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БУЛАНОВ И.М., ВОРОБЕЙ В.В. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. - М.: изд. МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1998, с.71. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2808625C1 (en) * | 2023-04-12 | 2023-11-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Ниагара" | Pressure impregnation device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003118044A (en) | 2005-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3384505A (en) | Impregnation and partial polymerization of resin coated wound glass fiber package | |
| US2792324A (en) | Method of manufacturing hollow articles composed of resin impregnated yarn windings | |
| US6099906A (en) | Immersion process for impregnation of resin into preforms | |
| US2558855A (en) | Rod comprising bonded fibrous material and method of making same | |
| JP2010514592A5 (en) | ||
| JPH0544908B2 (en) | ||
| CN111350938A (en) | Pressure vessel and method for manufacturing the same | |
| US3480499A (en) | Method of making low-void filament wound structures | |
| US3391050A (en) | Glass filament tape | |
| CN109551778B (en) | Method for manufacturing high-pressure tank | |
| JPH0319413B2 (en) | ||
| RU2243093C1 (en) | Method of manufacturing of a prepreg and a device for its realization | |
| US4687685A (en) | Process for impregnating a planar compressible carrier material with synthetic resin, as well as device for working this process | |
| US5133995A (en) | Process and device for preimpregnating reinforcing elements usable for making a composite material, product obtained | |
| KR20180066396A (en) | Manufacturing apparatus for tow prepreg and method thereof | |
| CN101668793A (en) | composite material | |
| KR20190117990A (en) | Fiber composite material manufacturing device using cartridge heater | |
| JPH10146896A (en) | Method and apparatus for producing hose for applying lining to pipeline and duct system | |
| CN113321532A (en) | Filament wound high denier alumina fiber assemblies and methods of making the same | |
| US5178907A (en) | Process for the fabrication of high density continuous fiber preforms | |
| CN220789085U (en) | Carbon fiber bundle sizing device | |
| JPH08103967A (en) | Method and apparatus for manufacturing frp cylinder | |
| CN116397405A (en) | A carbon fiber online surface treatment and dipping device and preparation method | |
| JPH03176125A (en) | Manufacture of pipe of composite material based on fabrk and resin | |
| US4287237A (en) | Process for impregnating spools of textile with a liquid composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050620 |