СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОИСТОГО ИЗДЕЛИЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
PRODUCTION OF LAMINAR ARTICLES FROM POLYMERS

Изобретение относится к способам получения слоистых изделий из высокомолекулярных веществ путем покрытия их пластическими материалами, в частности к способу изготовления из пластических материалов роликов для конвейеров и прочих подобных деталей: колес, шестерен, шкивов, валиков.
Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ изготовления изделия из многослойных полимерных комбинированных материалов, состоящего из трех слоев, включающий следующие последовательные технологические операции: получение двухслойного комбинированного полимерного материала и нанесение поверх этого материала третьего слоя (см. патент РФ №2245793, Кл. B32B 27/08, B32B 31/00, опубл. 10.02.2005), принят за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что он может использоваться только для получения изделий простой формы, а именно листовых и пленочных материалов.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изделие, - получение из пластических материалов слоистых изделий (деталей) сложной формы типа роликов, колес, шестерен, шкивов, валиков, состоящих из нескольких слоев, с требуемыми свойствами.
Технический результат - расширение технологических и эксплуатационных возможностей.
Для достижения указанного технического результата изделие (деталь) состоит из трех слоев: внутреннего - из капролона или полиамида, наружного покрытия из полиуретана и среднего связующего - из адгезива - силбонда. Способ включает следующие последовательные технологические операции:
- получение капролона или полиамида и формирование из него внутреннего основного, несущего, наиболее массивного слоя, имеющего форму детали;
- подготовка внутреннего слоя к нанесению на его рабочую поверхность покрытия путем обработки ее адгезивом - силбондом;
- заливка поверх адгезива наружного слоя из полиуретана, его полимеризация для формирования покрытия на рабочей поверхности детали.
Заявляемый способ позволяет получать из пластических материалов детали машин и механизмов сложной формы, например типа тел вращения, обладающие требуемыми механическими свойствами, в частности прочностью, высокой стойкостью к поверхностному износу и малой их массой по сравнению с аналогичными деталями, изготовленными из металла, что в совокупности расширяет их технологические и эксплуатационные возможности.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Для получения слоистого изделия из полимерных материалов, например ролика конвейера с основным, несущим, первым, внутренним слоем из капролона, выполняют последовательно следующие технологические операции.
1. Производство капролона.
Для этого предварительно осушенный расплавленный капролактам загружают строго одинаковое количество в два реактора, оснащенных рубашкой обогрева, уровнемером и мешалками. Туда же подают инертный газ, например азот, для исключения контакта с кислородом воздуха. Температуру в реакторах поддерживают в пределах 120-135°C.
Затем в одном из реакторов готовят расплав активатора, а в другом - катализатора. Для приготовления расплава активатора в один из реакторов вводят толуилендиизоцианат, а в другой для приготовления расплава катализатора - металлический натрий. Перемешивание расплава в реакторах осуществляют в течение 5-10 минут.
2. Формование изделия.
2
Далее расплавы активатора и катализатора подают в смесительную головку под давлением 100 кгс/см и заливают в предварительно подготовленные формы, нагретые до 135°C.
3. Полимеризация и охлаждение изделия.
Процесс полимеризации начинается с момента смешения расплавов активатора и катализатора и сопровождается повышением температуры на 40-60°C.
Формы с залитой смесью расплавов помещают в предварительно разогретую печь до 140-180°C, где происходит полимеризация в течение 60-90 минут. Затем осуществляют постепенное охлаждение изделия в течение 12 часов путем равномерного понижения температуры печи до температуры окружающей среды.
4. Подготовка рабочей поверхности к нанесению покрытия.
Рабочую поверхность сформированного внутреннего основного слоя изделия обрабатывают механически посредством нанесения проточек в виде встречных левой и правой резьбы до середины по ширине детали, очищают ацетоном и наносят адгезив, например силбонд.
5. Формование покрытия.
Расплавленный полиуретан заливают в предварительно разогретые формы в щель между их внутренней поверхностью и рабочими поверхностями изделий и выдерживают в печи при температуре до 100°C в течение одного часа. После охлаждения изделия извлекают из форм.
Используемые в способе устройства: реакторы, литьевые формы и проч. общеизвестны, а для производства капролона исходные компоненты берутся в известном из литературы по органической химии (по производству высокомолекулярных веществ) соотношении. В качестве основного вещества для внутреннего слоя могут быть использованы и другие полимеры: полиамид-6, -66, -610 и другие.
Заявленный способ предполагается применять для изготовления деталей конструкционного, электротехнического и общего назначения в изделиях, машинах и механизмах машиностроительной, автомобильной, военной, авиационной, электротехнической и других видов техники. Детали характеризуются высоким уровнем требуемых механических, физических и химических свойств, обеспечивающим им высокую эксплуатационную стойкость, в частности износостойкость, и увеличивающим срок их службы.
Использование изобретения позволяет получать детали не только типа тел вращения, но и любой требуемой формы, что расширяет технологические возможности способа.