PL242516B1 - Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel - Google Patents
Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel Download PDFInfo
- Publication number
- PL242516B1 PL242516B1 PL432772A PL43277220A PL242516B1 PL 242516 B1 PL242516 B1 PL 242516B1 PL 432772 A PL432772 A PL 432772A PL 43277220 A PL43277220 A PL 43277220A PL 242516 B1 PL242516 B1 PL 242516B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- layers
- self
- healing
- epoxy
- magnesium
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- RWDBMHZWXLUGIB-UHFFFAOYSA-N [C].[Mg] Chemical compound [C].[Mg] RWDBMHZWXLUGIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 claims description 29
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 22
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 21
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 21
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 19
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000011527 polyurethane coating Substances 0.000 claims description 4
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UPSFTMARMOEBKQ-UHFFFAOYSA-N 5-isocyanato-1-(isocyanatomethyl)-1,3,3-trimethylcyclohexane;isocyanic acid Chemical compound N=C=O.CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 UPSFTMARMOEBKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 2
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 claims description 2
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 77
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 16
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 15
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 14
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 4
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 4
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 4
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 3
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 3
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 3
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 aluminum-carbon-aluminum Chemical compound 0.000 description 2
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 2
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 2
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- HJOVHMDZYOCNQW-UHFFFAOYSA-N isophorone Chemical compound CC1=CC(=O)CC(C)(C)C1 HJOVHMDZYOCNQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 239000011157 advanced composite material Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound O=C.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HANVTCGOAROXMV-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine;urea Chemical compound O=C.NC(N)=O.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 HANVTCGOAROXMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 229920000582 polyisocyanurate Polymers 0.000 description 1
- 239000011495 polyisocyanurate Substances 0.000 description 1
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel, w którym wytwarza się warstwy anodowe na arkuszach blachy magnezowej, charakteryzuje się tym, że wytworzone warstwy (2) anodowe o grubości od 5 µm do 20 µm, korzystnie 8 µm na obu powierzchniach arkuszy (3) blachy magnezowej o grubości od 0,25 mm do 0,5 mm, korzystnie 0,3 mm, powleka się mieszaniną samonaprawiającą się i pozostawia się do połączenia adhezyjnego w czasie 24 godzin w temperaturze 23°C, po tym czasie otrzymuje się warstwy (1) samonaprawiające się o grubości od 5 µm do 0,25 mm, korzystnie 35 µm i na jedną z powierzchni warstw (1) samonaprawiających się nakłada się cztery jednakowe, sklejone ze sobą warstwy (5) kompozytu epoksydowo- węglowego o grubości 0,131 mm każda, po czym na warstwy (5) kompozytu epoksydowo-węglowego nakłada się arkusz (3) blachy magnezowej z warstwami (2) anodowymi i warstwami (1) samonaprawiającymi się, a następnie poddaje się nałożone na siebie warstwy procesowi polimeryzacji.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel.
Dotychczas znane są laminaty na bazie aluminium z warstwami epoksydowymi z włóknami szklanymi, aramidowymi i węglowymi. Obecnie stosowane są w lotnictwie laminaty pod nazwą Glare® na bazie stopu aluminium z warstwą polimerową z włóknami szklanymi. Aktualnie poszukiwane są nowe rozwiązania technologiczne i materiałowe związane z dążeniem do obniżenia kosztów eksploatacji szczególnie w przemyśle lotniczym, gdzie paliwo generuje duże koszty. Ponadto dąży się, aby nowe materiały były lżejsze od poprzednich, przy zachowaniu tych samych, bądź korzystniejszych właściwości wytrzymałościowych i korozyjnych. Połączenie warstw magnezu i kompozytu epoksydowo-węglowego posiada korzystne właściwości wytrzymałościowe, szczególnie dzięki wysokiej sztywności włókien węglowych, a magnezu dzięki lekkości jako stopu metalu nieżelaznego. Problem w tym przypadku może stanowić występujące zjawisko korozji galwanicznej.
Znane są z polskich opisów patentowych nr PL162006 (B1) i PL 183754 (B1) metody wytwarzania laminatów i laminaty, jednakże dotyczą one laminatów polimer-metal-polimer i tytan-ceramika. Ponadto patenty polskie nr PL232952 (B1) i PL232870 (B1) opisują laminat metalowo:polimerowy na bazie stopu tytanu. Polskie zgłoszenie patentowe nr PL407557 (A1) opisuje sposób wytwarzania i laminat aluminium-węgiel-aluminium.
Znany jest również z europejskiego zgłoszenia patentowego nr EP0312151 (A1) laminat metalowo-włóknisty złożony z naprzemiennie ułożonych i połączonych adhezyjnie cienkich blach metalowych oraz warstw kompozytu wzmacnianego włóknami szklanymi w osnowie polimerowej. Z amerykańsk iego zgłoszenia patentowego nr US4500589 (A) znany jest laminat metalowo-włóknisty złożony z blach aluminiowych oraz warstw włókien aramidowych połączonych ze sobą za pomocą środka adhezyjnego. Natomiast ze zgłoszenia europejskiego nr EP2143559 (A1) znany jest materiał na bazie stopu magnezu i metoda wytwarzania.
Aktualny stan wiedzy na temat charakterystyki, procesów wytwarzania i zastosowania laminatów zawierających magnez i włókna węglowe został opisany w artykule „Zachowanie przy zginaniu laminatów hybrydowych CFRP / Mg o różnych grubościach warstw” przez M. C. Kuo i J. C. Huang w Key Engineering Materials vol. 274-276 (2004) str. 1153-11, jak również „Wytwarzanie wysokowydajnych kompozytów laminowanych magnezowo-węglowych / PEEK” przez X. Wu, Y. Pan, G. Wu, Z. Huang, R. Tian, S. Sun w Advanced Composites Letters, Vol. 26, Iss. 5, 2017 str. 168-172. Sposób przygotowania warstwy na magnezie i badania wytrzymałości zostały przedstawione w artykule „Wpływ przygotowania powierzchni na wytrzymałość międzywarstwową Mode I i Mode II laminatów CFRP / Mg” przez Y. Pan, G.Wu, Z. Huang, M. Li, S Ji, Z. Zhang w Surface & Coatings Technology 319 (2017) na str. 309-317.
Niestety takie połączenie niesie za sobą ryzyko powstania korozji galwanicznej pomiędzy warstwą magnezu i kompozytu epoksydowo-węglowego, stąd poszukiwane są warstwy zabezpieczające i izolujące od siebie te warstwy. W ostatnich latach zaczęto rozwijać warstwy samonaprawiające się w odniesieniu do zabezpieczeń antykorozyjnych. Materiały samonaprawiające się należą do grupy materiałów inteligentnych, które zmieniają swoje właściwości w kontrolowany sposób w odpowiedzi na działanie bodźca zewnętrznego.
Obecnie jako materiał samonaprawiający się stosowane są mikrokapsułki zawierające środek naprawczy, które osadza się w matrycy polimerowej. Gdy w matrycy polimerowej powstają pęknięcia, środek naprawczy jest uwalniany z mikrokapsułek w celu sieciowania i naprawy pęknięć. Mikrokapsułkowanie środka naprawczego w rdzeniu można osiągnąć przez polimeryzację materiału otoczki jak opisują A. Adamus-Włodarczyk, E. Irzmańska, B. Brycki w artykule „Aktualny stan wiedzy o polimerach zdolnych do samonaprawy w aspekcie aplikacji do całogumowych rękawic ochronnych” w POLIMERY 2018, 63, nr 7-8 str. 495-502.
Wykazano w artykule „Aplikacje mikrokapsułek jako samonaprawiające się materiały polimerowe” S.N. Gan i N. Shahabudin w rozdziale książki „Mikrokapsułkowanie - procesy, technologie i przemysłowe zastosowania”, że mikrokapsułki wytwarzane przez mikrokapsułkowanie środka naprawczego w moczniku-formaldehydowym - UF, melaminie-formaldehydowej/melaminie-moczniku-formaldehydowym MF/MUF i mikrokapsułkach z poliuretanu - PU są w stanie wytrzymać warunki przetwarzania w żywicach termoutwardzalnych oraz w materiałach kompozytowych.
W zabezpieczeniach przed korozją rozwijane są warstwy samonaprawiające się zawierające mikrokapsułki na przykład te opisane w amerykańskim zgłoszeniu patentowym nr US20130196071 (A1) „Mikrokapsułkowanie reaktywnych diizocyjanianów i zastosowanie do samonaprawiających się powłok antykorozyjnych”, który opisuje mikrokapsułkę poliuretanową składającą się z produktu polimeryzacji prepolimeru diizocyjanianu metylenodifenylu (MDI) z poliolem, przy czym mikrokapsułka poliuretanowa zawiera w środku również ciekły związek izocyjanianowy zamknięty w tej mikrokapsułce. Ujawnienie zapewnia również samonaprawiające się kompozycje powłokowe zawierające takie polimerowe mikrokapsułki i sposoby zapobiegania lub spowalniania korozji przy użyciu takich kompozycji powłokowych.
W artykule „Mikrokapsułkowanie izoforonu diizocyjanianu (IPDI) dla klejów jednoskładnikowych: działanie aktywnych mono-komponentów H i NCO” Mahboobeh Attaei, Mónica V. Loureiro, Mario Do Vale, Jose A. D. Condeęo, Isabel Pinho, Joao C. Bordado i Ana C. Marques w Polymers 2018, 10(8), 825; opisano proces wytwarzania mikrokapsułek i ich skład. Mikrokapsułki zawierają powłokę poliuretanową - PU i zawarty w środku diizocyjanian izoforonu, które są przyjazne środowisku i mają zdolności samonaprawiające się w połączeniu z innymi komponentami np. metalem lub gumą.
Celem wynalazku jest sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel z warstwą samonaprawiającą się.
Istotą sposobu wytwarzania laminatu magnez-węgiel, w którym wytwarza się warstwy anodowe na arkuszach blachy magnezowej i wykorzystuje się mikrokapsułki, z których każda składa się z powłoki poliuretanowej z poliizocyjanuranu diizocyjanianu toluenu w octanie etylu w ilości 48,8% wagowo i wypełnienia z izocjanatu diizocyjanianu izoforonu w ilości 51,2% wagowo, według wynalazku, jest to, że wytworzone warstwy anodowe o grubości od 5 μm do 20 μm, korzystnie 8 μm na obu powierzchniach arkuszy blachy magnezowej o grubości od 0,25 mm do 0,5 mm, korzystnie 0,3 mm, powleka się mieszaniną samonaprawiającą się, składającą się z mikrokapsułek o wielkości od 5 μm do 100 μm, korzystnie 10 μm, wymieszanych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej od 0,5 mg do 5 mg, korzystnie 3 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej i pozostawia się do połączenia adhezyjnego w czasie 24 godzin w temperaturze 23°C. Po tym czasie otrzymuje się warstwy samonaprawiające się o grubości od 5 μm do 0,25 mm, korzystnie 35 μm każda, składające się z mikrokapsułek o wielkości od 5 μm do 100 μm, korzystnie 10 μm, połączonych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej od 0,5 mg do 5 mg, korzystnie 3 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej. Na jedną z powierzchni warstw samonaprawiających się nakłada się cztery jednakowe, sklejone ze sobą warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda. Z kolei na niepołączoną z warstwą samonaprawiającą się powierzchnię sklejonych ze sobą warstw kompozytu epoksydowo-węglowego, nakłada się arkusz blachy magnezowej z warstwami anodowymi i warstwami samonaprawiającymi się. Następnie poddaje się nałożone na siebie warstwy procesowi polimeryzacji.
Korzystnie jest, gdy nakłada się na siebie cztery jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda o kierunku ułożenia 0°/0°/0°/0°.
Korzystnie jest, gdy nakłada się na siebie cztery jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda o kierunku ułożenia +45°/-45°/-45°/+45°.
Korzystnie jest, że nakłada się na siebie cztery jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda o kierunku ułożenia 0°/0°/90°/90°.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że otrzymuje się laminat magnez-węgiel o wysokich właściwościach antykorozyjnych oraz wysokich właściwościach wytrzymałościowych, oraz tym, że do anodowanej blachy magnezowej z warstwą samonaprawiającą się dobrze przylega warstwa kompozytu epoksydowo-węglowego. Laminat zawiera warstwę samonaprawiającą się, która odbudowuje mikropęknięcia oraz zapobiega występowaniu zmian korozyjnych, a także stanowi warstwę izolującą anodowany magnez od warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego.
Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na schematycznym rysunku, który przedstawia przekrój poprzeczny laminatu magnez-węgiel z warstwami samonaprawiającymi się.
We wszystkich przykładach wykonania wykorzystano mikrokapsułki. Każda mikrokapsułka składała się z powłoki poliuretanowej z poliizocyjanuranu diizocyjanianu toluenu w octanie etylu w ilości 48,8% wagowo i wypełnienia z izocjanatu diizocyjanianu izoforonu w ilości 51,2% wagowo.
Przykład 1
Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel polegał na tym, że wyczyszczono papierem ściernym o gradacji 500 i odtłuszczono w acetonie oba arkusze 3 blachy magnezowej o grubości 0,3 mm. Następnie aktywowano powierzchnię arkuszy 3 blachy magnezowej w 10% roztworze kwasu fluorowodorowym i płukano w wodzie w czasie 5 minut. Potem anodowano arkusze 3 blachy magnezowej w przemysłowym roztworze alkalicznym składającym się z krzemianu sodu w ilości wagowej 5% i wody w ilości wagowej 95% roztworu o pH 10. Czas procesu wynosił 10 minut, gęstość prądu 5 A/dm Λ2, a napięcie do 400 V. Po procesie anodowania płukano w wodzie arkusze 3 blachy magnezowej przez 5 minut i pozostawiono do wysuszenia w temperaturze 23 °C. Wytworzono warstwy 2 anodowe o grubości 5 μm na obu powierzchniach arkuszy 3 blachy magnezowej, które następnie powleczono mieszaniną samonaprawiającą składającą się z mikrokapsułek 4 o wielkości 5 μm wymieszanych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej 0,5 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej. Po powleczeniu mieszaniną samonaprawiającą się pozostawiono wyrób do połączenia adhezyjnego w czasie 24 godzin w temperaturze 23°C. Po tym czasie otrzymano warstwy 1 samonaprawiające się o grubości 5 μm każda, składające się z mikrokapsułek 4 o wielkości 5 μm połączonych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej 0,5 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej. Na jedną z powierzchni warstw 1 samonaprawiających się nałożono cztery jednakowe, sklejone ze sobą warstwy 5 kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda. Włókna węglowe w czterech warstwach 5 kompozytu epoksydowo-węglowego ułożono w kierunku 0707070°. Następnie na niepołączoną z warstwą 1 samonaprawiającą się powierzchnię sklejonych ze sobą warstw 5 kompozytu epoksydowo-węglowego nałożono arkusz 3 blachy magnezowej z warstwami 2 anodowymi i warstwami 1 samonaprawiającymi się. Nałożone na siebie warstwy ułożono na formie aluminiowej, następnie za pomocą pakietu próżniowego odessano wewnętrzne powietrze z pakietu próżniowego do podciśnienia 0,08 MPa. Pakiet próżniowy utwardzono w komorze autoklawu w temperaturze 135°C, pod ciśnieniem 0,4 MPa. Wewnątrz komory autoklawu nagrzewano i chłodzono pakiet próżniowy z prędkością 2°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie 4,5 godziny. Całość schłodzono do temperatury 23°C.
Laminat poddano badaniom na ścinanie międzywarstwowe w próbie 3-punktowego zginania i siła maksymalna wynosiła 675 N. Po 24 h od wykonanej próby na zginanie, zauważono, że pomiędzy warstwą anodową na magnezie, a warstwą kompozytu epoksydowo-węglowego znajdujące się w warstwie samonaprawiającej się mikrokapsułki uwolniły zawartość substancji samonaprawiającej się. Otrzymany laminat magnez-węgiel charakteryzował się wysokimi właściwościami antykorozyjnymi oraz wysokimi właściwościami wytrzymałościowymi. Ponadto warstwa samonaprawiająca się wewnątrz laminatu posiada właściwości nieprzewodzące i tym samym jest warstwą zabezpieczającą przed zjawiskiem korozji.
Przykład 2
Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel polegał na tym, że wyczyszczono papierem ściernym o gradacji 500 i odtłuszczono w acetonie oba arkusze 3 blachy magnezowej o grubości 0,5 mm. Następnie aktywowano powierzchnię arkuszy 3 blachy magnezowej w 10% roztworze kwasu fluorowodorowym i płukano w wodzie w czasie 5 minut. Potem anodowano arkusze 3 blachy magnezowej w przemysłowym roztworze alkalicznym składającym się z krzemianu sodu w ilości wagowej 5% i wody w ilości wagowej 95% roztworu o pH 10. Czas procesu wynosił 10 minut, gęstość prądu 5 A/dm Λ2, a napięcie do 400 V. Po procesie anodowania płukano w wodzie arkusze 3 blachy magnezowej przez 5 minut i pozostawiono do wysuszenia w temperaturze 23°C. Wytworzono warstwy 2 anodowe o grubości 20 μm na obu powierzchniach arkuszy 3 blachy magnezowej, które następnie powleczono mieszaniną samonaprawiającą składającą się z mikrokapsułek 4 o wielkości 100 μm wymieszanych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej 5 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej. Po powleczeniu mieszaniną samonaprawiającą się pozostawiono wyrób do połączenia adhezyjnego w czasie 24 godzin w temperaturze 23°C. Po tym czasie otrzymano warstwy 1 samonaprawiające się o grubości 0,25 mm każda, składające się z mikrokapsułek 4 o wielkości 100 μm połączonych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej 5 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej. Na jedną z powierzchni warstw 1 samonaprawiających się nałożono cztery jednakowe, sklejone ze sobą warstwy 5 kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda. Włókna węglowe w czterech warstwach 5 kompozytu epoksydowo-węglowego ułożono w kierunku +457-457-457+45°. Następnie na niepołączoną z warstwą 1 samonaprawiającą się powierzchnię sklejonych ze sobą warstw 5 kompozytu epoksydowo-węglowego nałożono arkusz 3 blachy magnezowej z warstwami 2 anodowymi i warstwami 1 samonaprawiającymi się. Nałożone na siebie warstwy ułożono na formie aluminiowej, następnie za pomocą pakietu próżniowego odessano wewnętrzne powietrze z pakietu próżniowego do podciśnienia 0,08 MPa. Pakiet próżniowy utwardzono w komorze autoklawu w temperaturze 135°C, pod ciśnieniem 0,4 MPa. Wewnątrz komory autoklawu nagrzewano i chłodzono pakiet próżniowy z prędkością 2°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie 4,5 godziny. Całość schłodzono do temperatury 23°C.
Laminat poddano badaniom na ścinanie międzywarstwowe w próbie 3-punktowego zginania i siła maksymalna wynosiła 675 N. Po 24 h od wykonanej próby na zginanie, zauważono, że pomiędzy warstwą anodową na magnezie, a warstwą kompozytu epoksydowo- węglowego znajdujące się w warstwie samonaprawiającej się mikrokapsułki uwolniły zawartość substancji samonaprawiającej się. Otrzymany laminat magnez-węgiel charakteryzował się wysokimi właściwościami antykorozyjnymi oraz wysokimi właściwościami wytrzymałościowymi. Ponadto warstwa samonaprawiąjąca się wewnątrz laminatu posiada właściwości nieprzewodzące i tym samym jest warstwą zabezpieczającą przed zjawiskiem korozji.
Przykład 3
Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel polegał na tym, że wyczyszczono papierem ściernym o gradacji 500 i odtłuszczono w acetonie oba arkusze 3 blachy magnezowej o grubości 0,25 mm. Następnie aktywowano powierzchnię arkuszy 3 blachy magnezowej w 10% roztworze kwasu fluorowodorowym i płukano w wodzie w czasie 5 minut. Potem anodowano ark usze 3 blachy magnezowej w przemysłowym roztworze alkalicznym składającym się z krzemianu sodu w ilości wagowej 5% i wody w ilości wagowej 95% roztworu o pH 10. Czas procesu wynosił 10 minut, gęstość prądu 5 A/dm2, a napięcie do 400 V. Po procesie anodowania płukano w wodzie arkusze 3 blachy magnezowej przez 5 minut i pozostawiono do wysuszenia w temperaturze 23°C. Wytworzono warstwy 2 anodowe o grubości 8 μm na obu powierzchniach arkuszy 3 blachy magnezowej, które następnie powleczono mieszaniną samonaprawiającą składającą się z mikrokapsułek 4 o wielkości 10 μm wymieszanych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej 3 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej. Po powleczeniu mieszaniną samonaprawiającą się pozostawiono wyrób do połączenia adhezyjnego w czasie 24 godzin w temperaturze 23°C. Po tym czasie otrzymano warstwy 1 samonaprawiające się o grubości 35 μm każda, składające się z mikrokapsułek 4 o wielkości 10 μm połączonych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej 3 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej. Na jedną z powierzchni warstw 1 samonaprawiających się nałożono cztery jednakowe, sklejone ze sobą warstwy 5 kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda. Włókna węglowe w czterech warstwach 5 kompozytu epoksydowo-węglowego ułożono w kierunku 0°/0°/90°/90°. Następnie na niepołączoną z warstwą 1 samonaprawiającą się powierzchnię sklejonych ze sobą warstw 5 kompozytu epoksydowo-węglowego nałożono arkusz 3 blachy magnezowej z warstwami 2 anodowymi i warstwami 1 samonaprawiającymi się. Nałożone na siebie warstwy ułożono na formie aluminiowej, następnie za pomocą pakietu próżniowego odessano wewnętrzne powietrze z pakietu próżniowego do podciśnienia 0,08 MPa. Pakiet próżniowy utwardzono w komorze autoklawu w temperaturze 135°C, pod ciśnieniem 0,4 MPa. Wewnątrz komory autoklawu nagrzewano i chłodzono pakiet próżniowy z prędkością 2°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie 4,5 godzin. Całość schłodzono do temperatury 23°C.
Laminat poddano badaniom na ścinanie międzywarstwowe w próbie 3-punktowego zginania i siła maksymalna wynosiła 675 N. Po 24 h od wykonanej próby na zginanie, zauważono, że pomiędzy warstwą anodową na magnezie, a warstwą kompozytu epoksydowo-węglowego znajdujące się w warstwie samonaprawiającej się mikrokapsułki uwolniły zawartość substancji samonaprawiającej się. Otrzymany laminat magnez-węgiel charakteryzował się wysokimi właściwościami antykorozyjnymi oraz wysokimi właściwościami wytrzymałościowymi. Ponadto warstwa samonaprawiająca się wewnątrz laminatu posiada właściwości nieprzewodzące i tym samym jest warstwą zabezpieczającą przed zjawiskiem korozji.
Claims (4)
1. Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel, w którym wytwarza się warstwy anodowe na arkuszach blachy magnezowej i wykorzystuje się mikrokapsułki, z których każda składa się z powłoki poliuretanowej z poliizocyjanuranu diizocyjanianu toluenu w octanie etylu w ilości 48,8% wagowo i wypełnienia z izocjanatu diizocyjanianu izoforonu w ilości 51,2% wagowo, znamienny tym, że wytworzone warstwy (2) anodowe o grubości od 5 μm do 20 μm, korzystnie 8 μm na obu powierzchniach arkuszy (3) blachy magnezowej o grubości od 0,25 mm do 0,5 mm, korzystnie 0,3 mm, powleka się mieszaniną samonaprawiającą się, składającą się z mikrokapsułek (4) o wielkości od 5 μm do 100 μm, korzystnie 10 μm, wymieszanych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej od 0,5 mg do 5 mg, korzystnie 3 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej i pozostawia się do połączenia adhezyjnego w czasie 24 godzin w temperaturze 23°C, po tym czasie otrzymuje
PL 242516 Β1 się warstwy (1) samonaprawiające się o grubości od 5 pm do 0,25 mm, korzystnie 35 pm każda, składające się z mikrokapsułek (4) o wielkości od 5 pm do 100 pm, korzystnie 10 pm, połączonych ze środkiem adhezyjnym na bazie żywicy epoksydowej w ilości wagowej od 0,5 mg do 5 mg, korzystnie 3 mg na 100 ml środka adhezyjnego na bazie żywicy epoksydowej i na jedną z powierzchni warstw (1) samonaprawiających się nakłada się cztery jednakowe, sklejone ze sobą warstwy (5) kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda, po czym na niepołączoną z warstwą (1) samonaprawiającą się powierzchnię sklejonych ze sobą warstw (5) kompozytu epoksydowo-węglowego, nakłada się arkusz (3) blachy magnezowej z warstwami (2) anodowymi i warstwami (1) samonaprawiającymi się, a następnie poddaje się nałożone na siebie warstwy procesowi polimeryzacji.
2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że nakłada się na siebie cztery jednakowe warstwy (5) kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda o kierunku ułożenia 0707070°.
3. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że nakłada się na siebie cztery jednakowe warstwy (5) kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda o kierunku ułożenia +457-457-457+45°.
4. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że nakłada się na siebie cztery jednakowe warstwy (5) kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości 0,131 mm każda o kierunku ułożenia 070790790°.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432772A PL242516B1 (pl) | 2020-01-31 | 2020-01-31 | Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432772A PL242516B1 (pl) | 2020-01-31 | 2020-01-31 | Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL432772A1 PL432772A1 (pl) | 2020-08-10 |
| PL242516B1 true PL242516B1 (pl) | 2023-03-06 |
Family
ID=71943734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL432772A PL242516B1 (pl) | 2020-01-31 | 2020-01-31 | Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL242516B1 (pl) |
-
2020
- 2020-01-31 PL PL432772A patent/PL242516B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL432772A1 (pl) | 2020-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102394684B1 (ko) | 복합 적층체 및 그 제조 방법, 및 금속 수지 접합체 및 그 제조 방법 | |
| US11135825B2 (en) | Metal/fiber-reinforced resin material composite body and method for producing same | |
| EP1679391A1 (en) | Titanium or titanium alloy, resin composition for adhesion, prepreg and composite material | |
| EP2903050B1 (en) | Packaging material for battery | |
| PL243177B1 (pl) | Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| TW201533269A (zh) | 表面處理金屬板及金屬板複合樹脂成形品 | |
| TW201533952A (zh) | 鋰離子電池用外裝材料 | |
| JP7380544B2 (ja) | 蓄電デバイス用外装材、その製造方法、及び蓄電デバイス | |
| PL240796B1 (pl) | Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| EP3613585B1 (en) | Fiber-reinforced composite material molded article and method for producing same | |
| JPWO2020085462A1 (ja) | 蓄電デバイス用外装材、その製造方法、及び蓄電デバイス | |
| PL245866B1 (pl) | Laminat metal-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| CN116368005A (zh) | 蓄电器件用外包装材料、其制造方法和蓄电器件 | |
| CN119013826A (zh) | 蓄电器件用外包装材料、其制造方法和蓄电器件 | |
| CN117246004A (zh) | 一种添加微胶囊自修复层的纤维金属层板及其制备方法 | |
| PL248762B1 (pl) | Laminat metal-węgiel i sposób jego wytwarzania | |
| US2850424A (en) | Adhesive process | |
| PL242516B1 (pl) | Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel | |
| PL242519B1 (pl) | Laminat magnez-węgiel | |
| PL242521B1 (pl) | Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel | |
| JP7435598B2 (ja) | 蓄電デバイス用外装材、その製造方法、及び蓄電デバイス | |
| PL242518B1 (pl) | Laminat magnez-węgiel | |
| PL242517B1 (pl) | Sposób wytwarzania laminatu magnez-węgiel | |
| WO2023119127A1 (en) | A fibre-metal composite panel comprising a fibre-reinforced thermoplastic panel and a metal plate, and a method for manufacturing it | |
| CN115519870A (zh) | 锂电池软包装高阻隔铝塑膜、高阻隔胶黏剂及其制备方法 |