Способ получения проницаемого композиционного материала

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Александров Валерий Михайлович Лобачев Виктор Алексеевич Киршина Наталья Васильевна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Способ получения проницаемого композиционного материала, включающий получение сетчатого полотна из металлических волокон, нарезку его на заготовки, обезжиривание и укладку заготовок в пакет, уплотнение и термообработку, отличающийся тем, что после уплотнения на пакет сеток наносят равномерный по толщине слой дисперсного полимерного материала, объем которого составляет (0,2-0,3), где- объем пор сетчатой заготовки, при этом размер частиц полимерного материала составляет (0,3-0,5), гдеразмер пор сетчатой заготовки, а термообработку проводят продувкой пакета сеток струей горячего воздуха при температуре (0,90-0,95)Тт, где Тт - температура текучести полимерного материала, в течение времени по, равного минимальному времени пленкообразования. Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении фильтров и различного рода капиллярных структур, используемых в энергетике,легкой, химической и пищевой промышленности. Известен способ изготовления трубчатых изделий из композиционных материалов,включающий операцию намотки на оправку волокон по винтовой спирали и последующее обжатие с нагревом до 500 С 1. Недостатком данного способа является сложность технологического процесса, предполагающего применение установки, совмещающей операции обжатия и нагрева. Наиболее близким к заявляемому является способ получения проницаемого композиционного материала (ПКМ), включающий получение сетчатого полотна из металлических волокон, нарезку заготовки, их обезжиривание, укладку заготовок в пакет, вакуумирование пакета в специальном конверте, нагрев (термообработку) и уплотнение (прокатку) 2. 14754 1 2011.08.30 Однако такая технология трудоемка, поскольку требует выполнения большого числа технологических операций, а также использования уникального технологического оборудования, специальных легированных сталей и других материалов, стойких к окислению. Техническая задача изобретения - снижение трудоемкости, повышение производительности, расширение технологических возможностей и увеличение срока эксплуатации изделий. Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом способе получения ПКМ,включающем получение сетчатого полотна из металлических волокон, нарезку его на заготовки, обезжиривание и укладку заготовок в пакет, уплотнение и термообработку, после уплотнения на пакет сеток наносят равномерный по толщине слой дисперсного полимерного материала, объем которого составляет (0,2-0,3), где- объем пор сетчатой заготовки, при этом размер частиц полимерного материала составляет (0,3-0,5), гдеразмер пор сетчатой заготовки, а термообработку проводят продувкой пакета сеток струей горячего воздуха при температуре (0,90-0,95)т, где т - температура текучести полимерного материала, в течение времени по, равного минимальному времени пленкообразования. В результате обработки слоя полимерного материала струей горячего воздуха последний распределяет его частицы в объеме порового пространства. При этом продувка струей горячего воздуха обеспечивает равномерное распределение полимерного материала в объеме пакета сеток, исключая возможность перекрытия ячеек и обеспечивая тем самым проницаемость материала в целом. Термообработка горячим воздухом дисперсного полимерного материала пластифицирует его. В результате разогретый полимер, заполняя поровое пространство, соединяет отдельные слои сеток между собой. Полимерное покрытие, плакируя металлический каркас, защищает его от воздействия агрессивных сред, увеличивая срок эксплуатации проницаемого материала. В результате проведенных исследований установлено, что при нанесении слоя дисперсного полимерного материала объемом менее 0,2 расчетного значения объема пор происходит лишь частичное плакирование отдельных волокон и, как следствие, некачественное соединение отдельных слоев сетки между собой. В свою очередь, при увеличении объема полимерного материала свыше 0,3 от расчетного объема пор существенно снижается пористость в результате перекрытия поровых каналов, что приводит к снижению проницаемости композиционного материала. Установлена зависимость размера пор исходной заготовки от размера частиц полимерного материала, температуры текучести т и времени по. Использование дисперсного материала с размером частиц большим 0,5 приводит к перекрытию пор композиционного материала, в то же время уменьшение размеров частиц менее 0,3 приводит к отрыву частиц от поверхности волокон при продувке, неравномерной пластификации и, соответственно, неравномерному распределению полимерного материала в объеме заготовки. Сущность изобретения поясняется примером. Получают сетчатое волокно из проволоки стали 30 толщиной 25 мм с ячейкой 0,280,28 мм из полученного сетчатого полотна нарезают заготовки размером 100100 мм, обезжиривают при помощи растворителя и укладывают в пакеты по 10 слоев уплотняют пакет сеток, используя механический или гидравлический пресс наносят равномерный слой полимерного материала из композиции порошковой эпоксиполиэфирной ЭППК-1 ТУ 2329-001-00468571-94 производят термообработку продувкой струей горячего воздуха устройством типа термофен при температуре 185 С в течение 20 мин. По данной технологии были изготовлены образцы проницаемого композиционного материала. Исследования свойств заготовок, изготовленных по способу-прототипу и предлагаемому способу, проводились по известным методикам. 14754 1 2011.08.30 В таблице приведены результаты исследований влияния технологии получения на свойства проницаемого композиционного материала, изготовленного по разработанной технологии. Объем пор, Размер Объем Размер ча- Пористость, Средний размер 3 мм пор, мкм слоя, мм 3 стиц, мкм пор, мкм Прототип 1300 68 65 68 1 1300 68 130 15 65 66 2 1300 68 260 20 58 65 3 1300 68 325 27 50 60 4 1300 68 325 34 49 56 5 1300 68 520 34 6 1300 68 520 42 На основании анализа полученных результатов установлено, что оптимальной величиной объема наносимого слоя полимерного материала является 260-325 мм 3, что соответствует соотношению 0,2-0,3 объема , оптимальными размерами частиц дисперсного полимерного материала определены размеры 20-34 мкм, что соответствует соотношению 0,3-0,5 размера пор проницаемого материала заготовки (образцы 2, 3, 4 таблицы). Источники информации 1. А.с. СССР 1162537, МПК 21 19/00, опубл. 23.06.1985. 2. Синельников Ю.И., Третьяков А.Ф., Матурин Н.И., Колесников А.Г., Панов А.Д.,Макарочкин В.И. Пористые сетчатые материалы. - М. Металлургия, 1983. - С. 16-17. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3