Адгезивы на основе акриловых (метакрилатных) смол

Адгезивы на основе метакрилатов - ударновязкие, эластичные материалы, обладающие высокой сдвиговой и ударопрочностью, а также прочностью на отрыв. Могут склеивать обширный диапазон субстратов и применяться в широком температурном диапазоне. Использование данного вида материалов позволяет добиться очень короткого времени отверждения, обеспечивая тем самым быструю оборачиваемость производства.

 

Адгезивы на основе полиуретановых смол

Большинство адгезивов на основе полиуретановых смол являются отверждаемыми во влажной среде материалами. Они крайне эластичны и присоединяются к целому ряду субстратов. Сочетание высокой прочности на отрыв с умеренной сдвиговой прочностью делает эти адгезивные материалы пригодными для различных применений, от герметизации до конструкционной склейки.

 

Адгезивы на основе уретано-акрилатных смол марки «Crestomer»

Адгезионные свойства материалов марки «Crestomer» обусловлены новой структурой входящей в их состав базовой уретано-акрилатной смолы. Уретановый компонент полностью вступает в реакцию с основной молекулярной цепью, придавая материалу адгезионные свойства и пластичность без угрозы воздействия изоцианата. Ненасыщенные связи акрилата и мономер стирола придают ударновязкие, высокие термореактивные характеристики. Вследствие этого адгезивы «Crestomer» проявляют превосходную адгезию к таким субстратам как заполнители из бальзы и пеноматериала, отвержденные композиционные материалы и металлы.

Линейка адгезивных материалов марки «Crestomer» предназначена для удовлетворения специальных адгезионных и строительных требований, таких как конструкционная и полуконструкционная склейка, приклеивание профильных элементов, связывание заполнителей и заполнение зазоров.

Последние усовершенствования технологии «Crestomer» обеспечили возможность выпуска этих уникальных адгезивных материалов в картриджах и с различными схемами отверждения, тем самым еще более расширив сферы их применения.

 

Материалы для изготовления матриц

Вспомогательные материалы

В начало документа

 

В рамках промышленности композитов существует много технологий изготовления матриц, выбор которых определяется видом конечного изделия. Каждая технология требует наличия своих вспомогательных материалов. Разнообразие изделий, процессов и технологий производства создает необходимость наличия широкого ассортимента вспомогательной продукции.

В настоящем разделе описывается ряд вспомогательных материалов, позволяющих максимизировать процесс производства и качество композиционных материалов.

 

Пластичные материалы для изготовления матриц

Эти соединения широко используются при декоративном литье. Существует три основных их вида:

 

1) Латексная резина. Наиболее часто используется в жидкой форме для изготовления небольших полимерных отливок, таких как шахматные фигуры.

2) Синтетическая резина на виниловой основе. Синтетические резины на виниловой основе поставляются в твердой форме и расплавляются в специальных плавильных тиглях. Выбор того или иного сорта резины зависит от требований, предъявляемых к конечному изделию. Долговечные сорта применяются в мелкосерийном производстве, пластичные сорта - при изготовлении сложных оригинальных моделей. Матрицы из этих материалов могут разрезаться и переплавляться с целью повторного их использования.

3) Силиконовая резина холодного отверждения. Данный материал используется для получения высококачественных матриц, превосходно воспроизводящих мельчайшие детали изделия и имеющих длительный срок службы. Представляет собой двухкомпонентную систему, состоящую из основного материала и катализатора. Идеально подходит для использования в крупносерийном производстве. Для преобразования, в случае необходимости, данного материала из подвижной жидкости в пастообразную используются тиксотропные добавки.

 

Гипсовые и глинистые материалы

Высокопрочный формовочный гипс используется в производстве жестких матриц для мелкосерийного производства. Перед началом использования гипсовых матриц важно обеспечить их герметизацию и нанесение соответствующего разделительного состава.

Отверждаемые в печи высокопрочные виды глин широко используются в производстве детализированных каркасных компонентов, тогда как моделирующие глины общего назначения применяются для временного заполнения и приклеивания профильных элементов.

В производстве матриц также широко используются восковые листы и ленты.

 

Композиционные материалы для изготовления матриц

Контактное формование - наиболее распространенный метод производства композиционных материалов. Матрицы, используемые в данном процессе, как правило, сами производятся из композитов. В связи с этим отдельный раздел настоящего руководства посвящен описанию материалов и процессов, используемых в производстве композиционных матриц (раздел " Производство матриц" ).

 

Полировальные составы и сопутствующая продукция

Внешний вид изделия из армированного волокном композиционного материала может быть значительно улучшен путем полировки поверхности изделия после его извлечения из матрицы.

В настоящее время существует широкий ассортимент полировальных составов и сопутствующих материалов, специально предназначенных для использования в сочетании с композиционными материалами: составы для ручного и машинного нанесения, полировочные ткани и круги, полировальные лаки.

 

Технологии

В начало документа

Технологии формования в открытых формах

Появление в 1950-х гг. смол, отверждаемых в присутствии воздуха, привело к возникновению технологий контактного формования, которые в настоящее время все еще доминируют во многих отраслях промышленности композиционных материалов.

Контактное формование - чрезвычайно гибкая технология производства композиционных изделий любых форм, размеров и сложности при сравнительно невысоких капитальных затратах. Данная технология требует наличия только одной матрицы, позитивной или негативной, в зависимости от того какая сторона формуемого изделия должна быть гладкой.

Существует три основных метода контактного формования: ручное ламинирование, ламинирование методом напыления и укладка с использованием пропиточных валиков. Независимо от используемой для получения детали технологии контактного формования существенное влияние на качество конечного изделия оказывает конструкция матрицы. В связи с этим отдельный раздел настоящего руководства посвящен материалам и технологиям, используемым при изготовлении матриц.

 

Нанесение гелькоута

Долговечность композитных изделий в значительной степени зависит от качества внешней поверхности. Защита внешней поверхности обеспечивается путем нанесения обогащенного смолой слоя, как правило, в виде гелькоута. Поскольку гелькоут является очень важной и наиболее уязвимой частью ламината, то особое внимание необходимо уделять его составу и технологии нанесения.

Чрезвычайно важно обеспечить тщательное перемешивание гелькоута, особенно при добавлении катализатора, т.к. недостаточное диспергирование катализатора приводит к неравномерному отверждению гелькоута, что может ослабить его физические свойства. Плохое перемешивание пигмента приводит к возникновению поверхностных дефектов, ухудшающих внешний вид формуемого изделия, поэтому рекомендуется по возможности использовать предварительно окрашенные гелькоуты. Использование низкоскоростных механических мешалок позволяет минимизировать любые возможные проблемы, связанные со смешением.

Гелькоут может наноситься кистью или распылением. Последние усовершенствования технологий изготовления гелькоута и оборудования для распыления привели к заметному росту использования распылительных методов нанесения. Независимо от способа нанесения рекомендуется использовать гелькоуты марки «Crystic», обладающие специально предназначенными для конкретного метода реологическими свойствами.

Далее в настоящем разделе описываются различные существующие виды оборудования для распыления.

Для достижения оптимального уровня качества необходимо контролировать толщину нанесения гелькоута в пределах 0, 4 – 0, 5 мм. В качестве руководства: 450 - 600 г/м² смеси гелькоута обеспечит получение требуемой толщины. Нанесение гелькоута слишком тонким слоем может привести к неполному его отверждению и проступанию структуры армирующего волокна сквозь ламинатную основу. Нанесенный тонким слоем гелькоут также подвержен воздействию растворителя, выделяющегося из смолы, используемой в последующем слое ламината, что может привести к образованию складок на его поверхности. Если гелькоут нанесен слишком толстым слоем, то он может расколоться или растрескаться и является более чувствительным к ударным повреждениям, особенно с обратной стороны ламината. Поверхность неравномерно нанесенного гелькоута отверждается с различной скоростью. Это является причиной возникновения напряжений в смоле, могущих привести к растрескиванию или, в случаях с окрашенными гелькоутами, к неоднородности наружной поверхности и водным разводам.

Для достижения гелькоутом оптимальных рабочих характеристик крайне необходимо полное, равномерное его отверждение, в связи с этим особую важность представляет контролирование систем и условий отверждения гелькоута. Температура рабочего помещения и материала должна поддерживаться, как минимум, на уровне 18°С. В качестве катализатора всегда следует использовать перекись метилэтилкетона средней степени химической активности в количестве 2%. В глубоких матрицах отверждению гелькоута могут препятствовать скопления испаряющихся паров стирола. Следовательно, для обеспечения равномерного загустевания гелькоута необходима экстракция данных паров.

Как только гелькоут в достаточной степени отвердился, следующим шагом процесса контактного формования является нанесение ламинатной основы. Простым тестом на определение степени отверждения гелькоута является легкое прикосновение чистым пальцем к его поверхности. Если поверхность на ощупь немного липкая, но палец остается чистым, то это значит, что гелькоут готов к ламинированию, к которому необходимо приступить в течение пяти часов.

 

Ламинирование

В начало документа

Ручное ламинирование

Рубленый стекломат - армирующий материал, наиболее часто используемый в контактном формовании. В последние годы, однако, значительно возросло использование тканых и различных комбинированных материалов. Подготовка " комплекта" армирующих материалов, специально раскроенных по форме используемой матрицы, экономит время и снижает количество отходов.

Требуемое для изготовления ламината количество смолы можно рассчитать путем взвешивания предполагаемого к использованию армирующего материала. Для рубленого стекломата отношение смолы к стекловолокну должно находиться в пределах от 2, 3: 1 до 1, 8: 1 (содержание стекла 30-35%). Для тканого ровинга рекомендуется соотношение 1: 1 (содержание стекла 50%), тогда как отношение смолы к стекловолокну при использовании комбинированных материалов различно и зависит от структуры отдельного вида используемой ткани.

После того, как гелькоут в достаточной степени отвердился, наносится, как можно более равномерно, обильный слой смолы. Затем крепко прижимается и уплотняется кистью или валиком первый слой стекломатериала. Это дает смоле возможность пропитать стекломат и растворить скрепляющее волокна связующее, после чего армирующий материал легко принимает форму матрицы. Как только первый слой стекломата полностью пропитается, то, при необходимости, перед нанесением последующих слоев армирующего материала, добавляется дополнительное количество смолы. Важно, чтобы первый слой не содержал пузырьков с воздухом, поскольку любое попадание воздуха непосредственно между гелькоутом и последующим слоем ламината может привести к вспучиванию поверхности, в случае, если в течение периода своей эксплуатации формуемое изделие будет подвергаться воздействию тепла или воды.

Армирующий материал пропитывается с помощью кисти, валиков из мохера или полиэфирного волокна. При использовании кисти необходимо производить точечные движения ею, поскольку любые перемещения кисти в боковом направлении приводят к смещению волокон и нарушению произвольного характера их расположения. Использование валиков эффективно при работе с крупногабаритными матрицами. Существуют валики с длинной и короткой рукояткой. Валики с длинной рукояткой способны принимать большее количество смолы и требуют более точного контроля за соотношением смолы и стекломатериала. Процесс уплотнения ламината более эффективен, если производится с помощью валиков. С этой целью было разработано несколько их видов. Существуют металлические валики с продольным и поперечным ребром, угловые валики. Из них наиболее эффективным для удаления попавших в смолу пузырьков воздуха оказалось использование валиков с поперечным ребром.

Последующие слои смолы и армирующего материала наносятся до получения требуемой толщины, при этом необходимо обеспечить тщательную пропитку и надлежащее уплотнение каждого слоя. Во избежание скопления избыточного количества выделяемого при ламинировании тепла рекомендуется единовременно наносить не более четырех слоев смолы и армирующего материала. Высокие экзотермические температуры могут привести к растрескиванию гелькоута, преждевременному высвобождению изделия из матрицы, деформации или обгоранию ламината. При создании ламинатов большой толщины после нанесения четырех слоев, перед нанесением последующих, ламинат необходимо выдержать для выделения тепла, после чего охладить. Продолжительных временных задержек между нанесением слоев, однако, следует избегать, за исключением случаев использования смол с длительным «периодом созревания». «Период созревания» - термин, используемый для описания периода времени между загустеванием и отверждением смолы, в течение которого она находится в размягченном, высокоэластичном состоянии. В таком состоянии ламинат может быть легко подогнан по форме матрицы, а обрезная кромка заделана в матрицу для ускорения данного процесса.

Упрочнение формуемого изделия достигается введением в ламинат ребер жесткости. Момент введения зависит от формы, толщины и конечного назначения изделия. В качестве общего руководства рекомендуется размещать их непосредственно перед нанесением последнего слоя армирующего материала. Элементы, образующие ребра жесткости, покрываются армирующим матом и тщательно пропитываются смолой. После чего, для придания обратной поверхности однородности, на всю поверхность формуемого изделия может наноситься заключительный слой армирующего материала.

Иногда в качестве фиксирующих или опорных точек и т.д. используются металлические вставки, вводимые на этапе ламинирования. Если предполагается подвергать ламинат воздействию значительных нагрузок, то толщина формуемого изделия, начиная с места вставки, должна постепенно уменьшаться в целях распределения нагрузки. Металлические вставки необходимо размещать как можно ближе к середине ламината, а поверхность контакта ламината со вставкой должна быть по возможности максимально большой.

Сегодня в распоряжении современных производителей композиционных материалов имеется широкий ассортимент металлических крепежных элементов и вставок, специально предназначенных для использования в рамках промышленности композитов. Разработка адгезивных систем марки «Crestomer» позволила осуществлять присоединение металлических вставок непосредственно к ламинатам, сокращая тем самым время изготовления продукции.

Если для покрытия поверхности матрицы необходимо соединить между собой части армирующего материала, то может использоваться стыковое соединение или соединение внахлест. Стыковые соединения необходимо производить с особой осторожностью, таким образом, чтобы не оставалось расстояния между двумя краями материала. Соединения внахлест не должны перекрываться более чем на 25 мм, если иное не требуется в целях повышения жесткости. Сделать места соединения рубленого стекломата менее заметными можно путем распределения излишнего количества мата, находящегося по обе стороны соединения, с помощью небольших круговых движений кистью вдоль линии стыка.

Обратная поверхность формуемого изделия может быть довольно шероховатой, особенно, если в качестве армирующего материала применяется рубленый стекломат. Улучшить качество поверхности можно одним из двух способов: использованием в качестве последнего слоя ламината поверхностной ткани для получения более гладкой обогащенной смолой поверхности, либо нанесением на отвержденную поверхность специального жидкого покрытия, аналогичного имеющемуся в ассортименте материалов марки «Crystic». Дополнительное преимущество использования жидкого покрытия заключается в возможности его окрашивания.

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: