PL249433B1 - Laminat samonaprawiający się i sposób jego wytwarzania - Google Patents
Laminat samonaprawiający się i sposób jego wytwarzaniaInfo
- Publication number
- PL249433B1 PL249433B1 PL451051A PL45105125A PL249433B1 PL 249433 B1 PL249433 B1 PL 249433B1 PL 451051 A PL451051 A PL 451051A PL 45105125 A PL45105125 A PL 45105125A PL 249433 B1 PL249433 B1 PL 249433B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- thick
- thickness
- layers
- layer
- self
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
- B32B15/092—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising epoxy resins
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
- B32B15/095—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising polyurethanes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/14—Layered products comprising a layer of metal next to a fibrous or filamentary layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
- B32B17/02—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres in the form of fibres or filaments
- B32B17/04—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres in the form of fibres or filaments bonded with or embedded in a plastic substance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B18/00—Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
- B32B5/12—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer characterised by the relative arrangement of fibres or filaments of different layers, e.g. the fibres or filaments being parallel or perpendicular to each other
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/14—Glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/10—Encapsulated ingredients
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2250/00—Layers arrangement
- B32B2250/05—5 or more layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2250/00—Layers arrangement
- B32B2250/40—Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2266/00—Composition of foam
- B32B2266/02—Organic
- B32B2266/0214—Materials belonging to B32B27/00
- B32B2266/0278—Polyurethane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
- B32B2307/762—Self-repairing, self-healing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest laminat samonaprawiający się, który charakteryzuje się tym, że w środkowej części laminatu znajduje się warstwa piany poliuretanowej (4) o grubości od 10 mm do 50 mm, do której obu powierzchni przylegają adhezyjnie dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się (5) o grubości od 0,4 mm do 2,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową. Do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw samonaprawiających się (5) przylegają adhezyjnie dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego (6) o grubości od 0,2 mm do 1 mm każda. Zgłoszenie obejmuje również sposób wytwarzania laminatu samonaprawiającego się, który polega na tym, że na dwa arkusze blachy (1) ze stopu aluminium o grubości od 0,3 mm do 1 mm posiadające na obu powierzchniach warstwę ceramiczną (2) o grubości od 6 µm do 12 µm nakłada się obustronnie warstwę zol-żelu (3) o grubości od 1 µm do 3 µm, po czym pozostawia się na czas 1 h w temperaturze 23°C. Następnie na jeden z arkuszy blachy (1) ze stopu aluminium o grubości od 0,3 mm do 1 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną (2) o grubości od 6 µm do 12 µm i warstwę zol-żelu (3) o grubości od 1 µm do 3 µm nakłada się kolejno dwa arkusze prepregu węglowego w postaci tkaniny o grubości 0,2 mm do 1 mm i otrzymuje się dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego (6) o grubości od 0,2 mm do 1 mm każda. Następnie nakłada się kolejno dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu o grubości od 0,25 mm do 2 mm każda, przy czym każdą warstwę włókien szklanych laminuje się ręcznie żywicą epoksydową i otrzymuje się dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się (5) o grubości od 0,4 mm do 2,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową.
Description
Przedmiotem wynalazku jest laminat samonaprawiający się i sposób wytwarzania laminatu samonaprawiającego się.
Laminaty metalowo-włókniste stosowane w Airbusie A380 stają się coraz bardziej popularne nie tylko w przemyśle lotniczym, ale również w kolejnictwie i przemyśle samochodowym. Najbardziej pożądanymi laminatami metalowo-włóknistymi pod kątem właściwości są laminaty na bazie aluminium z warstwami epoksydowymi z włóknami szklanymi zwanymi Glare®. Poszukiwane są wciąż nowe rozwiązania technologiczne i materiałowe związane z dążeniem do tego, aby materiały były lżejsze, przy zachowaniu podobnych lub korzystniejszych właściwości. W przemyśle lotniczym i kosmicznym, gdzie paliwo generuje duże koszty, ulepszane są wciąż nowe struktury w celu uz yskania większego zasięgu, przy jednoczesnej minimalizacji kosztów i zachowaniu określonych standardów środowiska.
Znany i stosowany jest z amerykańskiego zgłoszenia patentowego nr US20130209764 A1 laminat kompozytowy z warstwą samonaprawiającą się, w którym struktura kompozytowa zawiera wiele warstw materiału kompozytowego i co najmniej jedną warstwę materiału samonaprawiającego się.
Z artykułu pt. „Microcapsules in Fiber Metal Laminates for Self-Healing at the Interface between Magnesium and Carbon Fiber-Reinforced Epoxy”, M. Ostapiuk znany jest laminat metalowo-włóknisty z warstwą magnezu i włókien węglowych oraz zawierający mikrokapsułki w aspekcie właściwości samonaprawiających się na granicy rozdziału faz.
W artykule pt. „Recovery of Mode I self-healing interlaminar fracture toughness of fiber metal laminate by modified double cantilever beam test”, L. Shanmugam, M. Naebe, J.K. Russell, J. Varley I J. Yang w Composites Comunnications Volume 16, December 2019, Pages 25-29 przedstawiony został laminat metalowo-włóknisty składający się z cienkich blach metalowych oraz warstwy polimerowej samonaprawiającej się i warstwy polimerowej zawierającej włókna węglowe.
Z artykułu pt. „The interlaminar resistance of carbon fiber-Al laminate reinforced with hollow and core-shell microcapsules” M.D. Shokrian, K. Shelesh-Nezhad, R. Najjar IE. Bigdeli Theoretical and Applied Fracture Mechanics Volume 110, December 2020, 102778 znane są laminaty metalowo-włókniste na bazie aluminium i kompozytu węglowego zawierającego włókna węglowe, gdzie zastosowana jest warstwa mikrokapsułek jako samonaprawiająca się.
Celem wynalazku jest wytworzenie laminatu samonaprawiającego się odpornego na uderzenia i korozję wykorzystywanego w przemyśle samochodowym i lotniczym.
Istotą laminatu samonaprawiającego się posiadającego od zewnętrznej strony arkusz blachy ze stopu aluminium, który na obu powierzchniach posiada warstwę ceramiczną z nałożoną warstwą zol-żelu, według wynalazku, jest to, że w środkowej części laminatu znajduje się warst wa piany poliuretanowej o grubości od 10 mm do 50 mm. Do obu powierzchni warstwy piany poliuretanowej przylegają adhezyjnie dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się o grubości od 0,4 mm do 2,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową. Do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw samonaprawiających się przylegają adhezyjnie dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości od 0,2 mm do 1 mm każda. Natomiast do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw kompozytu epoksydowo-węglowego przylega adhezyjnie warstwa zol-żelu o grubości od 1 μm do 3 μm, która nałożona jest na warstwę ceramiczną o grubości od 6 μm do 12 μm znajdującą się na arkuszu blachy ze stopu aluminium o grubości od 0,3 mm do 1 mm. Arkusz blachy ze stopu aluminium na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną o grubości od 6 μm do 12 μm z nałożoną warstwą zol-żelu o grubości od 1 μm do 3 μm.
Istotą sposobu wytwarzania laminatu samonaprawiającego się, według wynalazku, jest to, że na dwa arkusze blachy ze stopu aluminium o grubości od 0,3 mm do 1 mm posiadające na obu powierzchniach warstwę ceramiczną o grubości od 6 μm do 12 μm nakłada się obustronnie warstwę zol-żelu o grubości od 1 μm do 3 μm, po czym pozostawia się na czas 1 h w temperaturze 23°C. Następnie na jeden z arkuszy blachy ze stopu aluminium o grubości od 0,3 mm do 1 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną o grubości od 6 μm do 12 μm i warstwę zol-żelu o grubości od 1 μm do 3 μm nakłada się kolejno dwa arkusze prepregu węglowego w postaci tkaniny o grubości 0,2 mm do 1 mm i otrzymuje się dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo węglowego o grubości od 0,2 mm do 1 mm każda. Następnie nakłada się kolejno dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu o grubości od 0,25 mm do mm każda, przy czym każdą warstwę włókien szklanych laminuje się ręcznie żywicą epoksydową i otrzymuje się dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się o grubości od 0,4 mm do 2,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową. Następnie nakłada się arkusz piany poliuretanowej o grubości od 10 mm do 50 mm i otrzymuje się warstwę piany poliuretanowej o grubości od 10 mm do 50 mm. Następnie nakłada się kolejno dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu o grubości od 0,25 mm do 2 mm każda, przy czym każdą warstwę włókien szklanych laminuje się ręcznie żywicą epoksydową i otrzymuje się dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się o grubości od 0,4 mm do 2,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową. Następnie nakłada się kolejno dwa arkusze prepregu węglowego w postaci tkaniny o grubości 0,2 mm do 1 mm i otrzymuje się dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości od 0,2 mm do 1 mm każda. Następnie nakłada się drugi z arkuszy blachy ze stopu aluminium o grubości od 0,3 mm do 1 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną o grubości od 6 μm do 12 μm i warstwę zol-żelu o grubości od 1 μm do 3 μm, po czym wykonuje się pakiet próżniowy i odsysa się powietrze do podciśnienia -0,08 MPa. Następnie poddaje się całość procesowi utwardzania w czasie 4 h w temperaturze 135°C i ciśnieniu 4 barów.
Korzystnie jest, gdy nakłada się kolejno dwa arkusze prepregu węglowego w postaci tkaniny o splocie skośnym albo o splocie satynowym.
Korzystnie jest, gdy nakłada się kolejno dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu w kierunku ułożenia 0°/0° albo 0°/90° albo +45°/-45°.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że otrzymuje się laminat samonaprawiający się o wysokich właściwościach odpornościowych i absorpcyjnych na uderzenia o niskiej prędkości. Otrzymany laminat posiada również właściwości antykorozyjne. Zastosowana warstwa zawierająca włókna szklane wypełnione środkiem samonaprawiającym hamuje rozwój pęknięć w laminacie, a po 24 h uzyskuje się efekt samonaprawy laminatu. Ponadto warstwa piany poliuretanowej dodatkowo działa jako warstwa absorpcyjna przed uderzeniami.
Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia przekrój poprzeczny laminatu.
Przykład 1
Sposób wytwarzania laminatu samonaprawiającego się polegał na tym, że powierzchnie arkuszy blachy 1 ze stopu AlCu4Mgl w stanie T3 o wymiarach 300 x 400 mm i grubości 0,3 mm oczyszczono i odtłuszczono w przemysłowym roztworze alkalicznym składającym się z krzemianu sodu w ilości wagowej 5% i wody w ilości wagowej 95% roztworu o pH 10, a następnie anodowano w alkalicznym roztworze. Cały proces trwał 10 minut, a gęstość prądu wynosiła 5 A/dm2 przy napięciu do 400 V, o prądzie impulsowym o wysokiej częstotliwości 1000 Hz i wypełnieniu 30% czasu impulsów. Roztworem do anodowania był 5 g/l NaOH i 10 g/l Na2SiO3. Następnie wykonano płukanie w wodzie wodociągowej i suszono sprężonym powietrzem. Otrzymano na obu powierzchniach arkusza blachy 1 ze stopu AlCu4Mgl warstwę ceramiczną 2 o grubości 6 μm. Na arkusze blachy 1 ze stopu AlCu4Mgl posiadające na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 o grubości 6 μm nałożono poprzez laminowanie ręczne warstwę zol-żelu 3 o grubości 1 μm i pozostawiono na czas 1 h w temperaturze 23°C. Następnie na jeden z arkuszy blachy ze stopu AlCu4Mgl o grubości 0,3 posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 o grubości 6 μm i warstwę zol-żelu 3 o grubości 1 μm nałożono kolejno dwa arkusze prepregu węglowego w postaci tkaniny o splocie skośnym o grubości 0,2 mm i otrzymano dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego 6 o grubości 0,2 mm każda. Następnie nałożono kolejno dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu w kierunku ułożenia 0°/0° o grubości 0,25 mm każda, przy czym każdą warstwę włókien szklanych laminowano ręcznie żywicą epoksydową i otrzymano dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 5 o grubości 0,4 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową. Następnie nałożono arkusz piany poliuretanowej o grubości 10 mm i otrzymano warstwę piany poliuretanowej 4 o grubości 10 mm. Następnie nałożono kolejno dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu w kierunku ułożenia 0°/0° o grubości 0,25 mm każda, przy czym każdą warstwę włókien szklanych laminowano ręcznie żywicą epoksydową i otrzymano dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 5 o grubości 0,4 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową.
Następnie nałożono kolejno dwa arkusze prepregu węglowego w postaci tkaniny o splocie skośnym o grubości 0,2 mm i otrzymano dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego 6 o grubości 0,2 mm każda, po czym nałożono drugi z arkuszy blachy 1 ze stopu AlCu4Mgl o grubości 0,3 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 o grubości 6 μm i warstwę zolżelu 3 o grubości 1 μm. Następnie wykonano pakiet próżniowy i odessano powietrze do podciśnienia -0,08 MPa, po czym poddano całość procesowi utwardzania w czasie 4 h w temperaturze 135°C i ciśnieniu 4 barów. Jednocześnie w sposobie wytwarzania laminatu samonaprawiającego się wykorzystano zol-żel EC-2333 firmy 3M.
W wytworzonym laminacie samonaprawiającym się w środkowej części znajduje się warstwa piany poliuretanowej 4 o grubości 10 mm, do której obu powierzchni przylegają adhezyjnie dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 5 o grubości 0,4 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową. Do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw samonaprawiających się 5 przylegają adhezyjnie dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego 6 o grubości 0,2 mm każda. Natomiast do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw kompozytu epoksydowo-węglowego 6 przylega adhezyjnie warstwa zol-żelu 3 o grubości 1 μm, która nałożona jest na warstwę ceramiczną 2 o grubości 6 μm znajdującą się na arkuszu blachy 1 ze stopu AlCu4Mgl w stanie T3 o grubości 0,3 mm, który na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną 2 o grubości 6 μm z nałożoną warstwą zol-żelu 3 o grubości 1 μm.
Otrzymany laminat poddano badaniom na uderzenia o niskiej prędkości, gdzie po upływie 24 h uzyskano właściwości samonaprawiające, polegające na przywróceniu integralności struktury. Laminat poddano badaniom na uderzenia o niskiej prędkości poniżej 5 m/s o energii 2,5 J. La minat charakteryzował się tym, że warstwa z włóknami szklanymi po uderzeniu została zniszczona, natomiast warstwa piany poliuretanowej zatrzymała rozwój pęknięć do spodniej części laminatu. Ponadto laminaty wykazują zwiększenie odporności na działania środowiska, szczególnie na korozję w roztworze NaCl.
Przykład 2
Sposób wytwarzania laminatu samonaprawiającego się polegał na tym, że powierzchnie arkuszy blachy 1 ze stopu AlCu4Mgl w stanie T3 o wymiarach 300 x 400 mm i grubości 0,5 mm oczyszczono i odtłuszczono w przemysłowym roztworze alkalicznym składającym się z krzemianu sodu w ilości wagowej 5% i wody w ilości wagowej 95% roztworu o pH 10, a następnie anodowano w alkalicznym roztworze. Cały proces trwał 10 minut, a gęstość prądu wynosiła 5 A/dm2 przy napięciu do 400 V, o prądzie impulsowym o wysokiej częstotliwości 1000 Hz i wypełnieniu 30% czasu impulsów. Roztworem do anodowania był 5 g/l NaOH i 10 g/l Na2SiO3. Następnie wykonano płukanie w wodzie wodociągowej i suszono sprężonym powietrzem. Otrzymano na obu powierzchniach arkusza blachy 1 ze stopu AlCu4Mgl warstwę ceramiczną 2 o grubości 8 μm. Na arkusze blachy 1 ze stopu AlCu4Mgl posiadające na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 o grubości 8 μm nałożono poprzez laminowanie ręczne warstwę zol-żelu 3 o grubości 2 μm i pozostawiono na czas 1 h w temperaturze 23°C. Następnie na jeden z arkuszy blachy ze stopu AlCu4Mgl o grubości 0,5 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 o grubości 8 μm i warstwę zolżelu 3 o grubości 2 μm nałożono kolejno dwa arkusze prepregu węglowego w postaci tkaniny o splocie skośnym o grubości 0,5 mm i otrzymano dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo -węglowego 6 o grubości 0,5 mm każda. Następnie nałożono kolejno dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu w kierunku ułożenia 0/90° o grubości 1 mm każda, przy czym każdą warstwę włókien szklanych laminowano ręcznie żywicą epoksydową i otrzymano dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 5 o grubości 1,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową. Następnie nałożono arkusz piany poliuretanowej o grubości 25 mm i otrzymano warstwę piany poliuretanowej 4 o grubości 25 mm. Następnie nałożono kolejno dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu w kierunku ułożenia 0/90° o grubości 1 mm każda, przy czym każdą warstwę włókien szkla nych laminowano ręcznie żywicą epoksydową i otrzymano dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 5 o grubości 1,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową. Następnie nałożono kolejno dwa arkusze prepregu węglowego w postaci tkaniny o splocie skośnym o grubości 0,5 mm i otrzymano dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego 6 o grubości 0,5 mm każda, po czym nałożono drugi z arkuszy blachy 1 ze stopu AlCu4Mgl o grubości
0,5 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 o grubości 8 um i warstwę zolżelu 3 o grubości 2 um. Następnie wykonano pakiet próżniowy i odessano powietrze do podciśnienia -0,08 MPa, po czym poddano całość procesowi utwardzania w czasie 4 h w temperaturze 135°C i ciśnieniu 4 barów. Jednocześnie w sposobie wytwarzania laminatu samonaprawiającego się wykorzystano zol-żel EC-2333 firmy 3M.
W wytworzonym laminacie samonaprawiającym się w środkowej części znajduje się warstwa piany poliuretanowej 4 o grubości 25 mm, do której obu powierzchni przylegają adhezyjnie dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 5 o grubości 1,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową. Do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw samonaprawiających się 5 przylegają adhezyjnie dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego 6 o grubości 0,5 mm każda. Natomiast do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw kompozytu epoksydowo-węglowego 6 przylega adhezyjnie warstwa zol-żelu 3 o grubości 2 um, która nałożona jest na warstwę ceramiczną 2 o grubości 8 um znajdującą się na arkuszu blachy 1 ze stopu AlCu4Mgl w stanie T3 o grubości 0,5 mm, który na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną 2 o grubości 8 um z nałożoną warstwą zol-żelu 3 o grubości 2 um.
Otrzymany laminat poddano badaniom na uderzenia o niskiej prędkości, gdzie po upływie 24h uzyskano właściwości samonaprawiające, polegające na przywróceniu integralności struktury. Laminat poddano badaniom na uderzenia o niskiej prędkości poniżej 5 m/s o energii 5 J. Laminat charakteryzował się tym, że warstwa z włóknami szklanymi po uderzeniu została zniszczona, natomiast warstwa piany poliuretanowej zatrzymała rozwój pęknięć do spodniej części laminatu. Ponadto laminaty wykazują zwiększenie odporności na działania środowiska, szczególnie na korozję w roztworze NaCl.
Przykład 3
Sposób wytwarzania laminatu samonaprawiającego się polegał na tym, że powierzchnie arkuszy blachy 1 ze stopu AlCu4Mgl w stanie T3 o wymiarach 300 x 400 mm i grubości 1 mm oczyszczono i odtłuszczono w przemysłowym roztworze alkalicznym składającym się z krzemianu sodu w ilości wagowej 5% i wody w ilości wagowej 95% roztworu o pH 10, a następnie anodowano w alkalicznym roztworze. Cały proces trwał 10 minut, a gęstość prądu wynosiła 5 A/dm2 przy napięciu do 400 V, o prądzie impulsowym o wysokiej częstotliwości 1000 Hz i wypełnieniu 30% czasu impulsów. Roztworem do anodowania był 5 g/l NaOH i 10 g/l Na2SiO3. Następnie wykonano płukanie w wodzie wodociągowej i suszono sprężonym powietrzem. Otrzymano na obu powierzchniach arkusza blachy 1 ze stopu AlCu4Mgl warstwę ceramiczną 2 o grubości 12 um. Na arkusze blachy 1 ze stopu AlCu4Mgl posiadające na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 o grubości 12 um nałożono poprzez laminowanie ręczne warstwę zol-żelu 3 o grubości 3 um i pozostawiono na czas 1 h w temperaturze 23°C. Następnie na jeden z arkuszy blachy ze stopu AlCu4Mgl o grubośc i 1 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 o grubości 12 um i warstwę zol-żelu 3 o grubości 3 um nałożono kolejno dwa arkusze prepregu węglowego w postaci tkaniny o splocie satynowym o grubości 1 mm i otrzymano dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego 6 o grubości 1 mm każda. Następnie nałożono kolejno dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu w kierunku ułożenia +45°/-45° o grubości 2 mm każda, przy czym każdą warstwę włókien szklanych laminowano ręcznie żywicą epoksydową i otrzymano dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 5 o grubości 2,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową. Następnie nałożono arkusz piany poliuretanowej o grubości 50 mm i otrzymano warstwę piany poliuretanowej 4 o grubości 50 mm. Następnie nałożono kolejno dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu w kierunku ułożenia +45°/-45° o grubości 2 mm każda, przy czym każdą warstwę włókien szklanych laminowano ręcznie żywicą epoksydową i otrzymano dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 5 o grubości 2,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową. Następnie nałożono kolejno dwa arkusze prepregu węglowego w postaci tkaniny o splocie satynowym o grubości 1 mm i otrzymano dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego 6 o grubości 1 mm każda, po czym nałożono drugi z arkuszy blachy 1 ze stopu AlCu4Mgl o grubości 1 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 o grubości 12 um i warstwę zolżelu 3 o grubości 3 um. Następnie wykonano pakiet próżniowy i odessano powietrze do podciśnienia -0,08 MPa, po czym poddano całość procesowi utwardzania w czasie 4 h w temperaturze 135°C i ciśnieniu 4 barów. Jednocześnie w sposobie wytwarzania laminatu samonaprawiającego się wykorzystano zol-żel EC-2333 firmy 3M.
W wytworzonym laminacie samonaprawiającym się w środkowej części znajduje się warstwa piany poliuretanowej 4 o grubości 50 mm, do której obu powierzchni przylegają adhezyjnie dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się 5 o grubości 2,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową. Do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw samonaprawiających się 5 przylegają adhezyjnie dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego 6 o grubości 1 mm każda. Natomiast do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw kompozytu epoksydowo-węglowego 6 przylega adhezyjnie warstwa zol-żelu 3 o grubości 3 μm, która nałożona jest na warstwę ceramiczną 2 o grubości 12 μm znajdującą się na arkuszu blachy 1 ze stopu AlCu4Mgl w stanie T3 o grubości 1 mm, który na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną 2 o grubości 12 μm z nałożoną warstwą zol-żelu 3 o grubości 3 μm.
Otrzymany laminat poddano badaniom na uderzenia o niskiej prędkości, gdzie po upływie 24 h uzyskano właściwości samonaprawiające, polegające na przywróceniu integralności struktury. Laminat poddano badaniom na uderzenia o niskiej prędkości poniżej 5 m/s o energii 10 J. Laminat charakteryzował się tym, że warstwa z włóknami szklanymi po uderzeniu została zniszczona, natomiast warstwa piany poliuretanowej zatrzymała rozwój pęknięć do spodniej części laminatu. Ponadto laminaty wykazują zwiększenie odporności na działania środowiska, szczególnie na korozję w roztworze NaCl.
Claims (7)
1. Laminat samonaprawiający się posiadający od zewnętrznej strony arkusz blachy (1) ze stopu aluminium, który na obu powierzchniach posiada warstwę ceramiczną (2) z nałożoną warstwą zol-żelu (3) znamienny tym, że w środkowej części laminatu znajduje się warstwa piany poliuretanowej (4) o grubości od 10 mm do 50 mm, do której obu powierzchni przylegają adhezyjnie dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się (5) o grubości od 0,4 mm do 2,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową, przy czym do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw samonaprawiających się (5) przylegają adhezyjnie dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego (6) o grubości od 0,2 mm do 1 mm każda, natomiast do zewnętrznych powierzchni skrajnych warstw kompozytu epoksydowo-węglowego (6) przylega adhezyjnie warstwa zol-żelu (3) o grubości od 1 μm do 3 μm, która nałożona jest na warstwę ceramiczną (2) o grubości od 6 μm do 12 μm znajdującą się na arkuszu blachy (1) ze stopu aluminium o grubości od 0,3 mm do 1 mm, który na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną (2) o grubości od 6 μm do 12 μm z nałożoną warstwą zol-żelu (3) o grubości od 1 μm do 3 μm.
2. Sposób wytwarzania laminatu samonaprawiającego się znamienny tym, że na dwa arkusze blachy (1) ze stopu aluminium o grubości od 0,3 mm do 1 mm posiadające na obu powierzchniach warstwę ceramiczną (2) o grubości od 6 μm do 12 μm nakłada się obustronnie warstwę zol-żelu (3) o grubości od 1 μm do 3 μm, po czym pozostawia się na czas 1 h w temperaturze 23°C, następnie na jeden z arkuszy blachy (1) ze stopu aluminium o grubości od 0,3 mm do 1 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną (2) o grubości od 6 μm do 12 μm i warstwę zol-żelu (3) o grubości od 1 μm do 3 μm nakłada się kolejno dwa arkusze prepregu węglowego w postaci tkaniny o grubości 0,2 mm do 1 mm i otrzymuje się dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego (6) o grubości od 0,2 mm do 1 mm każda, po czym nakłada się kolejn o dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu o grubości od 0,25 mm do 2 mm każda, przy czym każdą warstwę włókien szklanych laminuje się ręcznie żywicą epoksydową i otrzymuje się dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się (5) o grubości od 0,4 mm do 2,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową, następnie nakłada się arkusz piany poliuretanowej o grubości od 10 mm do 50 mm i otrzymuje się warstwę piany poliuretanowej (4) o grubości od 10 mm do 50 mm, po czym nakłada się kolejno dwie
PL 249433 Β1 jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu o grubości od 0,25 mm do 2 mm każda, przy czym każdą warstwę włókien szklanych laminuje się ręcznie żywicą epoksydową i otrzymuje się dwie jednakowe warstwy samonaprawiające się (5) o grubości od 0,4 mm do 2,5 mm każda, składające się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą epoksydową, następnie nakłada się kolejno dwa arkusze prepregu węglowego w postaci tkaniny o grubości 0,2 mm do 1 mm i otrzymuje się dwie jednakowe warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego (6) o grubości od 0,2 mm do 1 mm każda, po czym nakłada się drugi z arkuszy blachy (1) ze stopu aluminium o grubości od 0,3 mm do 1 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną (2) o grubości od 6 μπι do 12 μπι i warstwę zol-żelu (3) o grubości od 1 μπι do 3 μπι, następnie wykonuje się pakiet próżniowy i odsysa się powietrze do podciśnienia -0,08 MPa, po czym poddaje się całość procesowi utwardzania w czasie 4 h w temperaturze 135°C i ciśnieniu 4 barów.
3. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że nakłada się kolejno dwa arkusze prepregu węglowego w postaci tkaniny o splocie skośnym.
4. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że nakłada się kolejno dwa arkusze prepregu węglowego w postaci tkaniny o splocie satynowym.
5. Sposób, według któregokolwiek z zastrz. od 2 do 4, znamienny tym, że nakłada się kolejno dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu w kierunku ułożenia 070°.
6. Sposób, według któregokolwiek z zastrz. od 2 do 4, znamienny tym, że nakłada się kolejno dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu w kierunku ułożenia 0790°.
7. Sposób, według któregokolwiek z zastrz. od 2 do 4, znamienny tym, że nakłada się kolejno dwie jednakowe warstwy włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu w kierunku ułożenia +457-45°.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL451051A PL249433B1 (pl) | 2025-01-27 | 2025-01-27 | Laminat samonaprawiający się i sposób jego wytwarzania |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL451051A PL249433B1 (pl) | 2025-01-27 | 2025-01-27 | Laminat samonaprawiający się i sposób jego wytwarzania |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL451051A1 PL451051A1 (pl) | 2025-09-01 |
| PL249433B1 true PL249433B1 (pl) | 2026-04-20 |
Family
ID=96877540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL451051A PL249433B1 (pl) | 2025-01-27 | 2025-01-27 | Laminat samonaprawiający się i sposób jego wytwarzania |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL249433B1 (pl) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009127852A1 (en) * | 2008-04-16 | 2009-10-22 | Airbus Uk Limited | Composite laminate with self-healing layer |
| PL243790B1 (pl) * | 2022-06-27 | 2023-10-09 | Lubelska Polt | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania |
| PL243792B1 (pl) * | 2022-06-27 | 2023-10-09 | Lubelska Polt | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania |
| PL243791B1 (pl) * | 2022-06-27 | 2023-10-09 | Lubelska Polt | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania |
-
2025
- 2025-01-27 PL PL451051A patent/PL249433B1/pl unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009127852A1 (en) * | 2008-04-16 | 2009-10-22 | Airbus Uk Limited | Composite laminate with self-healing layer |
| PL243790B1 (pl) * | 2022-06-27 | 2023-10-09 | Lubelska Polt | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania |
| PL243792B1 (pl) * | 2022-06-27 | 2023-10-09 | Lubelska Polt | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania |
| PL243791B1 (pl) * | 2022-06-27 | 2023-10-09 | Lubelska Polt | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL451051A1 (pl) | 2025-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1950200B (zh) | 铝-纤维层压体 | |
| PL243177B1 (pl) | Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| Park et al. | Effects of surface pre-treatment and void content on GLARE laminate process characteristics | |
| PL243792B1 (pl) | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| EP0983141B1 (en) | Method for making a laminate and laminate obtainable by said method | |
| Patil et al. | Characterization of glass laminate aluminium reinforced epoxy-a review | |
| PL245866B1 (pl) | Laminat metal-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| EP2026962A1 (en) | Laminate of metal sheets and polymer | |
| WO2005031037A1 (ja) | チタンまたはチタン合金、接着用樹脂組成物、プリプレグおよび複合材料 | |
| PL240796B1 (pl) | Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| PL243790B1 (pl) | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| PL243791B1 (pl) | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| PL248762B1 (pl) | Laminat metal-węgiel i sposób jego wytwarzania | |
| JP2021103075A (ja) | 防弾パネル、及び防弾パネルの製造方法 | |
| CN104015917A (zh) | 一种用作飞机壁板的纤维铝锂合金层板及其制备方法 | |
| PL249433B1 (pl) | Laminat samonaprawiający się i sposób jego wytwarzania | |
| PL249434B1 (pl) | Laminat samonaprawiający się i sposób jego wytwarzania | |
| PL249436B1 (pl) | Laminat samonaprawiający się i sposób jego wytwarzania | |
| PL249435B1 (pl) | Laminat samonaprawiający się i sposób jego wytwarzania | |
| PL249437B1 (pl) | Laminat samonaprawiający się i sposób jego wytwarzania | |
| PL248763B1 (pl) | Laminat metal-węgiel-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| PL248600B1 (pl) | Laminat metal-węgiel i sposób jego wytwarzania | |
| PL248599B1 (pl) | Laminat metal-węgiel i sposób jego wytwarzania | |
| PL248601B1 (pl) | Laminat metal-węgiel i sposób jego wytwarzania | |
| PL245867B1 (pl) | Laminat metal-szkło-węgiel i sposób jego wytwarzania |