способ изготовления сотового заполнителя

Формула изобретения

1. Способ изготовления сотового заполнителя, включающий нанесение в продольном направлении клеевых полос на полотно исходного материала, разрезку его на заготовки в направлении, перпендикулярном клеевым полосам, сборку из заготовок сотового пакета путем укладки со смещением каждой заготовки относительно смежных на половину шага клеевых полос, склеивание заготовок сотового пакета по заданному режиму, растяжение сотового пакета и пропитку его полимерным связующим, сушку пропитанного сотового пакета на воздухе с последующим отверждением полимерного связующего, отличающийся тем, что в качестве исходного материала используют стеклоткань, после пропитки сотового пакета полимерным связующим удаляют его избыток путем свободного стекания до момента резкого уменьшения количества стекающего связующего, переворачивают растянутый сотовый пакет на 180°С и проводят операцию стекания в его ячейки избытка полимерного связующего с верхнего торца сотового пакета в течение времени, равного 1/3 времени предыдущего стекания, еще раз переворачивают растянутый сотовый пакет на 180°С и проводят операцию стекания избытка полимерного связующего с другого торца сотового пакета в его ячейки в течение 1 мин, кантуют растянутый пакет на 90°С, расположив горизонтально каналы сотовых ячеек, а сушку пропитанного сотового пакета проводят в течение времени не менее 3 ч при комнатной температуре путем продувки ячеек растянутого сотового пакета организованным потоком воздуха, направленным в вытяжную вентиляцию.

2. Способ изготовления сотового заполнителя по п.1, отличающийся тем, что отвержденный сотовый заполнитель разрезают на сотовые панели.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам изготовления сотовых заполнителей для трехслойных панелей и оболочек, применяемых в различных отраслях промышленности (мебельной, строительной, судостроительной, авиационной, ракетно-космической и других), в частности, к способам изготовления сотового заполнителя из стеклоткани.

Известен способ изготовления сотового заполнителя, выбранный в качестве аналога [В.Е.Берсудский, В.Н.Крысин, С.И.Лесных. Технология изготовления сотовых авиационных конструкций. - М.: Машиностроение, 1975, с.111 и И.Г.Гуртовник, В.И.Соколов, Н.Н.Трофимов, С.И.Шалгунов. - М.: Мир, 2003, с.331]. Сотовую ткань, изготовленную методом объемного ткачества, растягивают в сотовый блок (сотоблок) до образования ячеек заданной формы, дважды пропитывают сотоблок связующим и дают стечь избытку связующего, сушат сотоблок после каждой пропитки на воздухе при выключенной вентиляции в течение 24 ч и термообрабатывают нанесенное связующее.

Данный способ имеет следующие недостатки:

1) незначительные габариты сотоблоков, определяемые малыми размерами заготовок, получаемых при объемном ткачестве;

2) разная прочность по длине каналов ячеек сотоблока, определяемая неравномерным наносом связующего;

3) большая длительность технологического процесса изготовления сотоблока.

Известен способ изготовления сотового заполнителя из полимерной бумаги, включающий нанесение в продольном направлении клеевых полос на полотно бумаги и сушку их, разрезку в направлении, перпендикулярном клеевым полосам, полотна бумаги на заготовки и сборку из заготовок сотового пакета (сотопакета) путем укладки со смещением каждой заготовки относительно смежных на половину шага клеевых полос, склеивание заготовок сотопакета и разрезку его на сотовые дольки (сотодольки), получение сотовых панелей (сотопанелей) путем растяжения сотодолек, аппретирование сотопанелей и сушку на воздухе, трехразовую пропитку сотопанелей раствором связующего с воздушной сушкой после каждой пропитки по 12...16 ч при выключенной вентиляции и термоотверждение нанесенного связующего [А.В.Гайдачук, М.В.Сливинский, Е.К.Островский. Исследование массопереноса компонентов связующего при изготовлении сотовых заполнителей из полимерной бумаги «Nomex» // Авиационно-космическая техника и технология. - 2006. - №4 (30) - с.6-9] - прототип.

Данный способ имеет следующие недостатки:

1) невысокую межслойную прочность, связанную с набуханием в растворителе олигомерного связующего клеевых полос в процессе длительной сушки пропитанных сотопанелей, что приводит к расслоениям по клеевым полосам, т.е. браку;

2) неравномерное распределение связующего по длине каналов сотовых ячеек, ведущее к колебаниям прочности и плотности по объему сотового заполнителя;

3) большая длительность воздушной сушки нанесенного связующего;

4) трудности при склеивании сотового заполнителя с обшивками, связанные с наличием наплывов связующего на торцах каналов сотовых ячеек в панелях;

5) коробление сотопанелей в процессе полимеризации нанесенного связующего.

Задача изобретения - достижение высокой межслойной прочности и устранение расслоений по клеевым полосам, достижение равнопрочности и равноплотности по всему объему сотового заполнителя, интенсификация процесса воздушной сушки.

Предлагаемый способ изготовления сотового заполнителя включает следующие операции: нанесение в продольном направлении клеевых полос на полотно исходного материала, разрезку его на заготовки в направлении, перпендикулярном клеевым полосам, сборку из заготовок сотопакета путем укладки со смещением каждой заготовки относительно смежных на половину шага клеевых полос, склеивание заготовок сотопакета по заданному режиму, растяжение сотопакета и пропитку его полимерным связующим, сушку пропитанного сотопакета на воздухе с последующим отверждением полимерного связующего, согласно предлагаемому изобретению в качестве исходного материала используют стеклоткань; после пропитки сотопакета удаляют избыток полимерного связующего путем свободного его стекания до момента резкого уменьшения количества стекающего связующего. Затем переворачивают растянутый сотопакет на 180° и проводят операцию стекания в его ячейки избытка полимерного связующего с верхнего торца сотопакета в течение времени, равном 1/3 времени предыдущего стекания, еще раз переворачивают растянутый сотопакет на 180° и проводят операцию стекания избытка полимерного связующего с верхнего торца сотопакета в его ячейки, кантуют растянутый сотопакет на 90°, расположив горизонтально каналы сотовых ячеек, а сушку пропитанного сотопакета проводят в течение времени не менее трех часов при комнатной температуре путем продувки ячеек растянутого сотопакета организованным потоком воздуха, направленным в вытяжную вентиляцию.

Отвержденный сотовый заполнитель может быть разрезан на сотовые панели.

Пример 1. Цель примера 1 - показать, что сотовый заполнитель, изготовленный в виде сотоблока по способу, включающему операцию сушки полимерного связующего в течение 16 ч при выключенной вентиляции (как в прототипе), не получается качественным в связи с длительным воздействием на неотвержденные клеевые полосы как растворителя, так и подобных функциональных групп связующего.

Изготавливали сотовый заполнитель в виде сотоблока с размером стороны гексагональных ячеек 2,5 мм. Для этого на полотно стеклоткани Э3-100 на основе волокон из алюмоборосиликатного бесщелочного стекла, ГОСТ 19907-83, в продольном направлении наносили полосы фенолополивинилацетального клея БФ-2, ГОСТ 12172-74, с вязкостью 45 с по вискозиметру В3-246 с помощью ребристого вала с шагом ребер 10 мм и подсушивали их в вертикальной шахте клеенаносящей машины при температуре по зонам 45, 65 и 75°С. Разрезали полотно стеклоткани перпендикулярно клеевым полосам на заготовки длиной 340 мм и шириной 900 мм и производили сборку заготовок путем укладки их со смещением на 5 мм. Собранный из заготовок сотопакет склеивали в прессе по режиму: удельное давление 0,15 кгс/см², нагрев плит до температуры 80°С с последующей выдержкой 30 мин, нагрев до температуры 150°С с выдержкой 60 мин, нагрев до температуры 170°С с выдержкой 120 мин. Затем проводили растяжение сотопакета и закрепляли его в пропиточной рамке с помощью стержней, установленных в петлях растягивающих тканевых элементов, приклеенных к сотопакету.

После медленного в течение 2 мин погружения в раствор полимерного связующего - лака бакелитового марки ЛБС-1, ГОСТ 901-78 (раствора фенолформальдегидной смолы в этиловом спирте), с вязкостью 15 с по вискозиметру В3-246 проводили пропитку растянутого сотопакета в течение 5 мин, медленно вынимали рамку с пропитанным сотопакетом из раствора полимерного связующего и в течение 15 мин проводили процесс свободного стекания избытка полимерного связующего. Затем проводили воздушную сушку пропитанного сотопакета при комнатной температуре в течение 16 ч при выключенной вентиляции в соответствии с прототипом.

Отверждали полимерное связующее, поместив пропитанный сотопакет в термостат, по следующему режиму: нагрев воздуха до температуры 100°С с последующей выдержкой 30 мин, нагрев воздуха до температуры 150°С и выдержка 90 мин, нагрев воздуха до температуры 170°С и выдержка 120 мин. От полученного сотоблока отрезали растягивающие элементы и разрезали его на сотопанели.

Пример 2. Изготавливали сотовый заполнитель по примеру 1, но после пропитки и удаления избытка полимерного связующего путем свободного стекания кантовали сотопакет на 90° и проводили в течение 3 ч сушку полимерного связующего, продувая сотовые ячейки воздухом, направленным в местный отсос вытяжной вентиляции.

Пример 3. Изготавливали сотовый заполнитель по примеру 2, но пропитанный полимерным связующим растянутый сотопакет после удаления избытка полимерного связующего путем свободного стекания переворачивали на 180° и удаляли избыток полимерного связующего путем свободного стекания с верхнего торца сотопакета в его ячейки в течение 5 мин. Затем сотопакет кантовали на 90° и проводили далее операции по примеру 2.

Пример 4. Изготавливали сотовый заполнитель по примеру 3, но сотовый заполнитель после первой операции переворачивания сотопакета на 180° и последующей операции стекания полимерного связующего еще раз переворачивали на 180° и давали в течение 1 мин стечь избытку полимерного связующего с другого торца сотопакета в его ячейки.

Пример 5. Изготавливали сотовый заполнитель по примеру 4, но воздушную сушку после пропитки проводили в течение 2,5 ч.

Пример 6. Изготавливали сотовый заполнитель по примеру 4, но из стеклоткани марки А-5Пх90, ТУ 5952-009-00204926-2000, на основе волокон из алюмоборосиликатного бесщелочного стекла.

Пример 7. Изготавливали сотовый заполнитель по примеру 4, но из ткани стеклянной марки Т-24(П), ТУ РБ 300059047.026-2000, на основе волокон из алюмоборосиликатного бесщелочного стекла.

Пример 8. Изготавливали сотовый заполнитель по примеру 4, но в качестве полимерного связующего использовали полиимидное связующее СП-97 с, ТУ 2224-41500209349-2000, с плотностью 1,04 г/см³ при комнатной температуре. Время стекания излишков полимерного связующего из пропитанного им растянутого сотопакета - 24 мин, время стекания излишков полимерного связующего после первого переворачивания сотопакета на 180° - 8 мин. Термообрабатывали высушенный растянутый сотопакет в термостате по следующему режиму: нагрев воздуха до температуры 100°С с последующей выдержкой в течение 60 мин, нагрев воздуха до температуры 160°С и выдержка 90 мин, нагрев воздуха до температуры 190°С и выдержка 150 мин.

Состав и качество полученных сотопанелей, полученных разрезкой отвержденного сотового заполнителя, приведены в таблице.

Таблица
№ п/п	Марка стеклоткани	Марка связующего	Качество сотового заполнителя
1	Э3-100	ЛБС-1	Расслоения по клеевым полосам
2	То же	То же	Расслоений по клеевым полосам нет, но разброс массы и прочности до 25%
3	-«-	-«-	Разброс массы и прочности до 10%
4	-«-	-«-	Масса и прочность соответствуют требованиям ТУ
5	-«-	-«-	Разброс массы и прочности до 15%
6	А-5Пх90	-«-	Масса и прочность соответствуют требованиям ТУ
7	Т-24(П)	-«-	То же
8	Э3-100	СП-97с	-«-