Способ получения слоистых армированных термопластов

Способ получения слоистых армированных термопластов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

«ii 655570

e s ета

Сециалистимескн»

Ресиублми

И АВТОРСКОМУ СВИДИВЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено13.12.76 (21) 2428971/23 05 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано05,04.79.Бюллетень № 13 (51) И. Кл

В 32 В 27/04

В 32 В 7/04

Гасу,аврствв»»ы9 квмвтвт

СССР вв двлам»звбрвтв»»»

N вткрыт»» (5З) P.< 678.027. .94 (088 8) Дата опубликования описания 10,04,79 (72) Авторы изобретения

К. С. Азбукин, H. И. Егоренков, А. А. Брожат, H. И, Тишков

Институт механики металлополимерных систем АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОИСТЫХ АРМИРОВАННЫХ

ТЕРМОПЛАСТОВ!

Изобретение относится к технологии производства слоистых материалов, преимушественно многослойных диэлектриков, содержаших плоские наружные слои из термопластичных полимеров и внутренний слой в виде армируюших пористых наполнителей (например, тканей), и может быть использовано в производстве многослойных печатных плат, гибких ленточных электрических кабелей, печатных резисторов и т. д.

Для получения диэлектрической основы из термопластнчньм полимерных материалов с минимальной усадкой и короблением применяют различные методы, в том числе: наполнение полимерного связуюшего дисперспыми неорганическими материалами Щ, испол ьзованне комбинированныхх конструкций, состояших из слоев термопласта и реактопласта (21, проведение радиапионной и химической curHBKH поли- мерного связуюшего 131 (4), Однако применение указанных ме ходов не всегда эффективно. Например, армированне термопластичных полимеров. тканы». ми наполнителями повышает размерную стабильность, прочность, снижает усадку, но не исключает, особенно в тонкослойных конструкпиях, скручиваемости композипионн.ых материалов.

Известны способы получения слоистых армированных термопластов с минималь ной скручиваемостью, Например, пластик, состояший из двух внешних пленочных слоев и внутреннего слоя из непропитанного армируюшего волокна, получают путем термического прессования слоев в зазоре валков (5).

Пленки термопласта нагревают инфракрасными нагревателями таким образом, что толшина внутреннего размягченного слоя пленки составляет только часть ее толшины (до 40%), а внешние непроплавлеиные слои пленок сохраняют первоначальную жесткость. Армнруюший слой пентри руют по толшине материала. Оборудование для осушествления етого способаслож но по конст",ухпии, а обеспечение стабиль3

655570 4 ных параметров процесса зависит от мно- Целью изобретен гих факторов. скручиваемости сло

Способ производства издепий, имитирую- упрощение технолог ших кожу на основе поливинипхпоридных Поставленная це пленок и ткани, предусматривает нагрев 3 что предваригепьн полимерного материала перед дубпирова- ппекга перед пресс нием на валках между апектродами высо- юг из раэногопщинн кочастотной установки (6) . при разности их го

Способ изготовления многослойных ар- нию объема пор в а мированных пластмасс Ц состоит в пок- 10 теле в пределах ко рытии армируюшей сетки многослойными сования к величине полимерными пленками, которые изготов- сование осущесгвпя лены из различных полимерных материа- со стороны полимер пов, причем полимерные слои, контактирую толщины. шие с сеткой, должны иметь температуру 1> Процесс получени плавления меньшую, чем наружные слои. ного ячеистым нано

Соответственно при нагреве до темпера- состоит в спедующе туры плавления слои полимера с более мируюг пакет исхо низкой температурой плавления пропиты- гоящий из разногопщ вают сетку, а наружные слои центрируют "О термопластичного по армировку в слоистом пекете. армирующего ячеист

Однако при осуществлении всех этих Расчетная разность способов прессование пакета споистых ра опредепяегся при материалов должно происходить в строго Сформированный однородном температурном попе, а процес- в пресс, где под де

25 сы плавления полимерного связующего пения соединяют сп и цропитка им ячеистого напопнителя- версгия (поры) арми одновременно и одинаково дпя каждого из Подвод тепла гопьк наружных слоев, что практически выпоп- толстого слоя поли нить очень трудно. пее быстрый наг ев

Наибопе . близким к предложенному является способ (8), По ачому способу в ячейки (отверстия) армирующей основы вводят пластик и отверждают его при нагреве. Затем с обеих сторон основы располагают слои такого же пластика таким образом, что они контактируют с пластиком, находящимся в отверстиях основы, и сформированный комплект слоистого материала помешают в пресс, где под действием тепла и давления происходит соединение слоев. Предварительное заполнение ппастиком ячеек армируюшей основы препятствует перетеканию расплава полимера при неодновременном плавлении слоев попимера по обе стороны от основы, что позволяет получить симметричный относительно центрального армирующего слоя композиционный материал с минимальной склонностью к скручиванию.

Необходимость выполнения процесса в две стадии усложняет технологический процесс. Существенную трудность представпяет также введение пластика и отвертия основы на первой стадии процесса.ия является снижение истого материала и ического процесса. пь достигается тем, ое форм ир ова н ие к омованием осущесгвпяых полимерных слоев лщин, равной огношермирующем наполнингурной площади прес атой плошади, и пресюг при подводе тепла ного слои большей я слоистого армированпнигепем гермоппасга м. Предварительно фор» дных материалов, сосинных наружных слоев пимера и центрального

oro слоя типа ткани. гопщин слоев полимеведенным отношением. пакет помешают затем йсгвием тепла и давои полимера через огрующего напопнитепя. о со стороны более мера обеспечивает бор и ппавпеиие материала слоя и заполнение ячеек армируюшего наполнигепя материалом агого слоя, после чего происходит соединение материалов слоев в зоне конгакгирования более тонкого слои полимера с напопнигепем. Использование разнотолшинных полимерных слоев и характер подвода геппа обеспечивает получение равнотопшинных поспе прессования слоев полимера по обе стороны армирующего напопнитепа и, таким образом, получение плоского нескручивающегося армированного гермоппасга.

Предлагаемый способ обеспечиваег достижеыие поставленной цели - устранение скручиваемосги слоистых армированных материалов при минимальных трудозатратах и при использовании стандартного оборудования.

Пример 1. Сгеклогкань пропитывают в .45%-ной спиртовой суспензия фгороппасга ФЗМ по ТУ 323-57, удаляют высушиванием разбавигепь и термообрабагываюг в нагревательной камере при

Т 230 С.

Дпя запопнения,пор стекпотквни фторопластом Ф-3М проводят три-четыре повторных операции нанесения фгороипасга и гермообработки.

655570

Таблица 1

18

15

Практически плоские

Подготовленную таким образом стеклоткань с двумя наружными равнотолшинными слоями из пленочного фторопласта толщиной 30 мкм помешают между нагревательными плитами и прессуют под давлением 20 кгс/см при различных темпера9 турах в течение 3 мин, с последующим охлаждением под давлением со скоростью

50 С /мин. о.

Пример 2. Формируют пакет, состоящий из непропитанной стеклоткани

31-62 и двух наружных пленок фторопласта Ф-ЗМ, одна из которых имеет толщину 30 мкм, а другая 80 мкм. Расчетную разность толщин пленок определяют как отношение обьема пор стеклоткани

Пропитка стеклоткани суспензией фторопласта Ф-ЗМ. Прессование стеклоткани меЖду пленками Ф-ЗМ толщиной 30 мкм каждая.

Подвод тепла с двух сторон пакета

Прессование непропитанной стеклоткани между пленками фторопласта Ф-ЗМ толшиной 80 мкм и 30 мкм.

Подвод тепла со стороны пленки толщиной 80 мкм

Как видно иэ таблиць, заявляемый способ позволяет снизить величину иэги ба отпрессованных армированных термопластов и получать практически плоские материалы.

Пример 3. Получают армированный диэлектрик известным (прототип) н предложенным способами с использованием в качестве армирующего наполнителя стеклотка-. ни марки 31-62 ГОСТ 19907-74 (толшина 0,062 мм, плотность ткани по основе и утку 20 нитей). Облицовочными слоями служат термопластичные пленки в пределах контурной плошади прессования к величине этой площади.

Сформированный пакет помешают между плитами пресса, нагрев пакета производят от плиты, контактирующей с плен кой толщиной 80 мкм, вторую плиту в этом случае не нагревают. Режимы нагрева и охлаждения при прессовании соответствуют режимам термообработки по примеру 1.

Оценку свойств полученных образцов по параметру скручиваемость проводят путем измерения стрелы прогиба свободно лежащих на плоскости полос мате-риала размерами 200 х 50 мм, Результаты испытаний приведены в таблице 1 (средние значения величин для 10 образцов). из полиэтилена высокого давления марки

А" (ГОСТ 10354 -63) и полипропилена марки ОЗП10 /005 (МРТУ 6-05-110567).

По известному способу стеклоткань предварительно пропитывают при 120 С в 50%ном растворе полимера в ксилоле (в случае, когда используют полиэтилен), а пропитку стеклоткани полипропиленом о осуществляют при 120 С и 50%ном растворе полимера в бензоле. Затем удаляют высущиванием растворитель, и пропитано ную стеклоткань обрабатывают при200 C

Табл ица 2

7 6555 в течение 3 мин. Для заполнения пор стекпоткани полимером проводят 2-3 операции нанесения полимера и термообрабо тки»

Подготовленную таким образом стекло- 3 ткань с двумя наружными разнотолшннными слоями из пленочного полимера толшиной 30 мкм помещают между нагревательными плитами и прессуют под давлео нием. 20 кгс/см при температуре 200 С в течение 3 мнн с последующим охлаждением под давлением со скоростью о

50 С/мин.

По. предлагаемому способу формируют пакет, состоящий из непропитанной стеклоткани Э1«62 и двух наружных пленок полимера, одна из которых имеет толшину 30 мкм, а другая 80 мкм. Расчетную разность толщин пленок определяют

Пропитка стеклоткани

B 50%-ном pBOTBDpe полимера в растворителе

Прессование стеклотканн между пленками полимера толщиной 30 мкм каждая.

Подвод тепла с двух -,торон пакета.Прессование непропитанной стеклоткани между пленками полимера толщиной

80 мкм и 30 мкм.

Подвод тепла со стороны ппенки 80 мкм

Пример 4. Получают образцы армированногодиэлектрика известным (прототип) н предложенным способами» При этом используют в качестве облицовочных слоев пленку Ф-ЗМ (ТУ 6-05 041-353-72), в качестве армируюшего наполнителя хлопчатобумажную ткань (ГОСТ 12530-67) углеродную ткань УТМ-8 (ТУ 640-65).

Пропитку тканей но известному спосоЯ бу осуществляют в 45%-аой спиртовой суспензии фтороппаста Ф-ЗМ по ТУ 323о

57 и термообрабатывают при 230 С в течение 3 мин, Формирование и термичес70 8 как отношение объема пор стекпоткани в пределах контурной ппошади прессования к величине этой плошади.

Сформированный пакет прессуютр при этом нагрев пакета производят от плиты, контактирующей с пленкой толщиной

80 мкм, вторая плита в этом случае не нагревается. Режимы нагрева и охлаждения при прессовании соответствуют режимам термообработки по известному способу.

Оценку свойств полученных образцов по параметру скручиваемость проводят путем измерения стрелы прогиба свободно лежащих на плоскости полос материала размерами 200 х 50 мм. Результа« ты испытаний приведены в таблице 2 (средние значения величин для 10 образцов). кое прессование пакета слоев исходных материалов по известному и предложенному способам осуществляют по описанной методике (см. пример осуществления способа). Расчетную разность толшин ппенок определяют как отношение объема пор тка» ни в пределах контурной площади прессования к величине этой плошади.

В таблице 3 приведены данные оценки свойств полученных образцов слоистого материала по параметру "скручиваеMDCTb»

6,5 г> 570

Табл ицп 3

Пропитка ткани суспензией фторопласта

Ф-3М

Прессование ткани между пленками Ф ЗМ толшиной 30 мкм каждая. Подвод тепла с

32 двух сторон пакета

Прессование непропитанной ткани между пленками Ф-3М толшиной 100 и 30 мкм. Подвод тепла со стороны пленки 100 мкм

Составитель А. Кулакова

Редактор H. Вирко Текред А. Богдан Корректор Й. М ..льиичеико

Заказ 1430/12 Тираж 512 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ получения слоистых армирован- ных термоппастов, включаюший термическое прессование комплекта из двух слоев термопластичного полимера и расположенного между ними пористого слоя, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью снижения скручиваемости слоистого материала и упрошения технологического процесса, предварительное . формирование комплекта перед прессованием осушествляют из разнотолшннных полимерных слоев при разности их толшин, равной отношению объема пор в армируюшем наполнителе в пределах контурной плошади прессования к величине этой площади, и прессование осушествпяют при подводе

45 тепла со стороны полимерного слоя большей толшины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1; Патент Великобритании, № 1309318, кл. В 23 В 15/08» 19232. Патент США ¹ 2955974, кл. 161 93 1960.

3. Патент США ¹ 3136680, кл 161-189э 1964.

4. Патент Швеции N 309494, кл. 39 в 22/10 1969.

5. Патент США N 3791911, кл. 161-58 1974.

6. Патент Франции N. 2082793, кл. В 29 С, 1972.

7. Патент США N» 3687764, nt. 156-179, 1972.

8. Патент США ¹ 3725172, кл. В 32 В 31/00 1973.