ES2240253T3 - Revestimientos sobre materiales compuestos reforzados con fibras. - Google Patents
Revestimientos sobre materiales compuestos reforzados con fibras.Info
- Publication number
- ES2240253T3 ES2240253T3 ES01103841T ES01103841T ES2240253T3 ES 2240253 T3 ES2240253 T3 ES 2240253T3 ES 01103841 T ES01103841 T ES 01103841T ES 01103841 T ES01103841 T ES 01103841T ES 2240253 T3 ES2240253 T3 ES 2240253T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- layer
- polymer
- fiber reinforced
- polymeric
- coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/50—Multilayers
- B05D7/52—Two layers
- B05D7/54—No clear coat specified
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/02—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to macromolecular substances, e.g. rubber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
- B05D5/06—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain multicolour or other optical effects
- B05D5/067—Metallic effect
- B05D5/068—Metallic effect achieved by multilayers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
- Y10T428/1334—Nonself-supporting tubular film or bag [e.g., pouch, envelope, packet, etc.]
- Y10T428/1338—Elemental metal containing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
- Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
- Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
- Y10T428/1355—Elemental metal containing [e.g., substrate, foil, film, coating, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
- Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
Un material compuesto reforzado con fibras que comprende: un sustrato de polímero reforzado con fibras; una primera capa polímera que reviste el sustrato de polímero reforzado con fibras para unir dos diferentes materiales polímeros compuestos, estando la primera capa polímera exenta de fibras y material en partículas; una segunda capa polímera que reviste la primera capa polímera, segunda capa polímera que comprende una matriz polímera y un material en partículas dentro de la matriz polímera; y al menos un material proyectado térmicamente que reviste la segunda capa polímera para formar un revestimiento multicapas adherente unido al sustrato de polímero reforzado con fibras, caracterizado porque el material en partículas de la segunda capa polímera es un material metálico.
Description
Revestimientos sobre materiales compuestos
reforzados con fibras.
La invención se refiere a materiales polímeros
compuestos reforzados con fibras, revestidos por proyección térmica.
Esta invención también se refiere a un procedimiento para producir
los componentes de materiales polímeros compuestos reforzados con
fibras con los revestimientos.
Se pueden diseñar y construir materiales
compuestos reforzados con fibras con matrices polímeras (FRP),
incluidos polímeros reforzados con fibras de carbón (CFRP) que
tienen propiedades mecánicas y físicas sobresalientes tales como una
baja densidad, alta resistencia a tracción y torsión y alto módulo
de elasticidad o rigidez. Se pueden usar una variedad de materiales
de fibras de alta resistencia, incluidas fibras de carbón, fibras
de carburo de silicio, fibras de muchos otros óxidos, carburos y
otros materiales. Análogamente, se pueden usar una amplia variedad
de materiales polímeros, incluidas resinas termoendurecibles tales
como resinas fenólicas, epoxídicas y muchas otras. Las fibras
pueden ser muy largas y dispuestas en configuraciones específicas o
relativamente cortas y dispersadas al azar. Cuando las fibras largas
se ordenan en configuraciones específicas, se pueden alinear en una
sola dirección o colocarse en ordenamientos diseñados para que
resulte una resistencia bidimensional o tridimensional del FRP. Así,
las propiedades mecánicas de la estructura de FRP pueden acomodarse
a los requerimientos específicos de un componente.
Desafortunadamente, las superficies de una matriz
de FRP tienen una baja resistencia al desgaste, incluidas la
resistencia al desgaste adherente, abrasivo y erosivo. También
pueden ser susceptibles a la oxidación u otras formas de corrosión,
pueden necesitar protección frente al calor, no tienen las
características ópticas o eléctricas deseadas, etc. Como resultado
de ello, su utilización ha estado muy limitada en muchas
aplicaciones o ha requerido el uso de insertos metálicos o cerámicos
o manguitos en zonas de contacto o exposición al desgaste, calor,
etc. Por ejemplo, en sistemas de transmisión, se debe unir a un eje
de FRP un manguito masivo y caro resistente al desgaste para evitar
el desgaste por adherencia o abrasivo, y los componentes de FRP de
un ala o la cola de avión deben tener una protección metálica unida
a los bordes de avance para evitar la erosión.
El documento
3P-A-11 165 930 describe un material
compuesto y un procedimiento de acuerdo con el preámbulo de las
reivindicaciones 1 y 3, respectivamente. En él, los rodillos usados
en las industrias impresoras se hacen de RPF. Son mucho más ligeros
y rígidos y, por ello, de manejo más fácil y seguro, requieren menos
energía y tiempo para acelerar y desacelerar (debido a una inercia
menor) y producen mejores productos debido a su rigidez.
Una solución a muchos de los problemas asociados
con la utilización de FRP es un revestimiento adherente con la
resistencia al desgaste requerida u otras propiedades. Usando el
depósito por proyección térmica, se pueden producir una amplia
variedad de revestimientos metálicos, cerámicos, de cermets y
algunos revestimientos polímeros. Muchos de estos materiales son
útiles para proporcionar resistencia al desgaste y otras
propiedades a componentes de FRP si se pueden depositar sobre
ellos.
La familia de procedimientos de proyección
térmica incluye el depósito con Super D-Gun^{MC},
depósito con cañón de detonación, depósito con
oxi-combustible a alta velocidad y sus variantes,
tales como con aire-combustible a alta velocidad,
proyección con plasma, proyección a la llama y proyección por arco
eléctrico con alambre. En la mayoría de los procedimientos de
revestimiento térmico, un material metálico, cerámico, un cermet o
algún material polímero en forma de polvo, alambre o varilla se
calienta a cerca, o algo por encima, de su punto de fusión y se
aceleran gotitas del material en una corriente de gas. Las gotitas
se dirigen contra la superficie del sustrato (parte o componente) a
revestir, donde se adhieren y fluyen en partículas laminares
delgadas denominadas láminas adherentes. El revestimiento está
constituido por múltiples láminas que se solapan y entrelazan.
Estos procedimientos y los revestimientos que producen han sido
descritos detalladamente en Advanced Thermal Spray Deposition
Techniques, R.C. Tucker, Jr., en Handbook of Deposition
Technologies for Films and Coatings, R.F. Bunshah, ed., 2ª
edición, Noyes Publications, Park Ridge, New Jersey, 1994, págs. 591
a 642; Thermal Spray Coatings, R.C. Tucker, Jr., en
Handbook of Thin Films Process Technology, Institute of
Physics Publishing, Ltd., Londres 1995; y Thermal Spray
Coatings, R.C. Tucker, Jr., en Surface Engineering, ASM
Handbook, vol. 5, ASM International, Materials Park, Ohio,
1994, págs. 497-509.
En virtualmente la totalidad de los
procedimientos de proyección térmica, dos de los parámetros muy
importantes que controlan la estructura y las propiedades del
revestimiento son la temperatura y la velocidad de las partículas
individuales cuando impactan sobre la superficie a revestir. De
éstos, la temperatura de las partículas es la de mayor importancia
en relación a las FRPs de revestimiento. La temperatura que
alcanzan las partículas durante el proceso de depósito es función de
varios parámetros, incluidas la temperatura y la entalpía de los
gases del proceso, los mecanismos específicos de transferencia de
calor a las partículas, la composición y las propiedades térmicas
de las partículas, la distribución del tamaño y la forma de las
partículas, el caudal de la masa de las partículas en relación al
caudal del gas y el tiempo de paso de las partículas. También la
velocidad que alcanzan las partículas es función de varios
parámetros, y algunos de éstos son los mismos que afectan a la
temperatura de las partículas, incluida la composición, la
velocidad y el caudal de los gases, la distribución del tamaño y
forma de las partículas, la velocidad de inyección de la masa y la
densidad de las partículas.
En un proceso típico de depósito con cañón de
detonación, se inyecta una mezcla de oxígeno y acetileno junto con
una cantidad del material de revestimiento en un tambor de
aproximadamente 25 mm de diámetro y más de 1 m de largo. Se hace
detonar la mezcla de gas y la onda de detonación que se mueve hacia
abajo en el tambor calienta el polvo a cerca, o un poco por encima,
de su punto de fusión y lo acelera a la velocidad de
aproximadamente 750 m/s. El polvo se calienta rápidamente a gotas
fundidas o casi fundidas de material que chocan contra la
superficie del sustrato a revestir y fluyen como láminas
fuertemente unidas. Después de cada detonación se purga el tambor
con un gas inerte tal como nitrógeno y el proceso se repite muchas
veces durante 1 s. Típicamente, los revestimientos obtenidos con el
cañón de detonación tienen una porosidad de como mínimo 2% en
volumen con una resistencia cohesiva muy alta, así como una
resistencia de unión al sustrato muy alta. En el proceso de
revestimiento con Super D-Gun^{MC}, la mezcla de
gas incluye otros gases combustibles además de acetileno. Como
resultado de ello, hay un aumento del volumen de los productos de
la detonación de los gases, lo que aumenta la presión y, por tanto,
aumenta mucho la velocidad de los gases. Esto, a su vez, aumenta la
velocidad de las partículas del material de revestimiento, que puede
ser superior a 1000 m/s. La elevada velocidad de las partículas da
por resultado un aumento de la resistencia de unión del
revestimiento, la densidad y un aumento de la tensión residual a
compresión del revestimiento. En ambos procedimientos, en el de
revestimiento con cañón de detonación y con Super
D-Gun, a la mezcla del gas de detonación se puede
añadir nitrógeno u otro gas inerte para controlar la temperatura de
la mezcla del gas que ha detonado y, por tanto, la temperatura del
polvo. El proceso total es complejo y se pueden usar varios
parámetros para controlar la temperatura y la velocidad de las
partículas, entre ellos la composición y el caudal de los gases en
el cañón.
En procedimientos de
oxi-combustible a alta velocidad y en procesos de
revestimiento afines, se usa oxígeno, aire u otra fuente de oxígeno
para quemar un combustible tal como hidrógeno, propano, propileno,
acetileno o queroseno en una cámara de combustión y se deja que los
productos de combustión gaseosos se expandan a través de una
boquilla. La velocidad del gas puede ser supersónica. El material de
revestimiento en polvo se inyecta en la boquilla y se calienta a
cerca o por encima de su punto de fusión y se acelera a una
velocidad relativamente alta, hasta de 600 m/s para algunos
sistemas de revestimiento. La temperatura y la velocidad de la
corriente de gas a través de la boquilla y, finalmente, de las
partículas de polvo, se pueden controlar variando la composición y
el caudal de los gases o líquidos en el cañón. Las partículas
fundidas inciden sobre la superficie a revestir y fluyen como
láminas densamente empaquetadas que se unen bien entre sí y al
sustrato.
En el procedimiento de revestimiento por
proyección con plasma, se ioniza parcialmente un gas por un arco
eléctrico a medida que fluye en torno a un cátodo de wolframio y a
través de una boquilla relativamente corta, primero convergente y
luego divergente. El gas parcialmente ionizado, o plasma de gas,
usualmente está basado en argón, pero puede contener, por ejemplo,
hidrógeno, nitrógeno o helio. La temperatura del plasma en su
núcleo puede exceder de 30.000 K y la velocidad del gas puede ser
supersónica. El material de revestimiento, usualmente en forma de
polvo, se inyecta en el plasma de gas y se calienta a cerca o por
encima de su punto de fusión y se acelera a una velocidad que
alcanza aproximadamente 600 m/s. La velocidad de transferencia de
calor al material de revestimiento y la temperatura última del
material de revestimiento son función del caudal y la composición
del plasma de gas así como el diseño de pistola y la técnica de
inyección del polvo. Las partículas fundidas se proyectan contra la
superficie a revestir formando láminas adherentes.
En el procedimiento de revestimiento por
proyección a la llama, se queman en una pistola oxígeno y un
combustible tal como acetileno. El polvo, alambre o la varilla se
inyectan en la llama, en la que funde y se acelera. La velocidad de
las partículas puede alcanzar aproximadamente 300 m/s. La
temperatura máxima del gas y últimamente la del material de
revestimiento son función del caudal y la composición de los gases
usados y el diseño de la pistola. También aquí, las partículas
fundidas se proyectan contra la superficie a revestir formando
láminas adherentes.
Se han hecho muchos intentos para revestir
directamente las superficies de FRP con revestimientos obtenidos
por proyección térmica. Los revestimientos por proyección térmica
de composiciones metálicas, de cermets o cerámicos usualmente no se
adhieren bien o se desconchan cuando sólo se ha depositado una
pequeña cantidad de revestimiento. En la mayoría de aplicaciones de
revestimientos obtenidos por proyección térmica, se debe hacer
rugosa la superficie a cubrir para obtener una unión adecuada.
Usualmente, esto se hace chorreando con granalla la superficie. El
chorreado con granalla u otras formas de dar rugosidad a las
superficie de FRP conduce a una erosión inaceptable de la matriz
polímera y al deshilachado de las fibras. En especial, esto último
conduce a un revestimiento por proyección térmica rugoso y poroso.
Por ejemplo, al tratar de aplicar el procedimiento de Hycner,
patente U.S. nº. 5.857.950, se encontraron estos y otros problemas.
Hycner propugna chorrear con granalla la superficie de un rodillo de
CFRP de alimentación de fluido (un rodillo anilox usado en
imprenta) y luego proyectar térmicamente una capa de zinc,
níquel-20 cromo, o una mezcla de bronce de aluminio
más 20 de poliéster en un ángulo de barrido negativo de 11,5 a 13,5
grados. Luego se aplica un revestimiento cerámico sobre la primera
capa. Seguidamente el revestimiento cerámico se somete a acabado y
se graba. Se ha encontrado que este procedimiento es inaceptable a
causa de la mala resistencia de unión con los revestimiento
especificados de la primera capa y otros problemas de producción, y
también por la presencia de imperfecciones sustanciales en el
revestimiento. También han fallado muchos otros intentos para usar
revestimientos metálicos de base obtenidos por proyección térmica.
Incluso los intentos para depositar por proyección térmica un
revestimiento de base de material polímero sólo tuvieron un éxito
marginal en experimentos de laboratorio, y fue difícil obtener
resultados reproductibles de forma fiable en la producción.
Habenicht ha propuesto en el documento EP 0 514
640 B1 un método alternativo. Primeramente, Habenicht crea sobre la
superficie de una CFRP una capa constituida por una mezcla de
resina sintética que se une a la CFRP y un material en partículas.
Después de curar esta capa, se elimina parcialmente la superficie
para exponer el material en partículas. El material en partículas
debe ser capaz de unirse químicamente al material del revestimiento
exterior que se ha depositado térmicamente sobre la primera capa.
Los materiales en partículas y el material de revestimiento exterior
proyectado térmicamente se seleccionan entre varios metales y
materiales cerámicos. Si bien este método ha tenido un éxito
limitado, la mezcla de resina sintética y material en partículas
puede no unirse bien a la CFRP y tender a que se formen bolas de
material sobre la superficie, siendo por ello inadecuado para la
producción comercial.
E. Lugscheider, R. Mathesius, G. Spur y A. Kranz,
en Proceedings of the 1993 National Thermal Spray Conference,
Anaheim, California, 7 a 11 de junio de 1993, han descrito
otras varias técnicas para preparar la superficie de una CFRP para
revestimiento por proyección térmica. Parece que un método es
similar al de Habenicht, pero el método de más éxito parece que es
uno en el que se laminó una malla tridimensional de alambre en el
material polímero compuesto. Luego se chorreó con granalla la
superficie para exponer el alambre y se aplica un revestimiento por
proyección térmica. Esta técnica sería muy cara para aplicarla
industrialmente y tendría tendencia a producir por proyección
térmica una superficie del revestimiento muy rugosa.
Es un objetivo de la presente invención
proporcionar materiales polímeros compuestos reforzados con fibras
revestidos, cuyo revestimiento está bien unido y tiene una capa
exterior con una alta resistencia al desgaste, a la corrosión u
otras propiedades singulares que no tienen los materiales
compuestos reforzados con fibras.
Es otro objetivo de la presente invención
proporcionar un procedimiento para aplicar por proyección térmica
revestimientos bien unidos a materiales polímeros compuestos
reforzados con fibras.
La invención es un material compuesto reforzado
con fibras de acuerdo con la reivindicación 1.
El procedimiento de la invención aplica un
revestimiento sobre un material compuesto reforzado con fibras de
acuerdo con la reivindicación 9.
Se ha encontrado que, aplicando una primera capa
que comprende sólo materiales polímeros y luego una segunda capa
que comprende una mezcla de materiales polímeros y metálicos en
partículas, se pueden aplicar una o más capas de materiales
adicionales para proyección térmica. Es necesario escoger
juiciosamente los materiales polímeros en las dos capas iniciales
para conseguir una alta resistencia de unión entre la primera capa
y la FRP y entre la primera y la segunda capa. Seleccionando
apropiadamente los materiales, se pueden depositar revestimientos
muy bien unidos sin imperfecciones significativas.
Los materiales polímeros que se pueden usar en la
primera capa polímera o como material polímero en la segunda capa
que comprende una mezcla de materiales polímeros y en partículas
incluyen resinas epoxídicas y termoendurecibles. Los materiales
polímeros preferidos son los epoxídicos y el material polímero más
preferido es la resina epoxídica de bisfenol F/epiclorhidrina
(Shell Epon Resin 862), peso equivalente medio de hidrógeno de
agente de curado/peso equivalente de epóxido de resina = 20,7/170 =
0,1218 o 12,18 por ciento en peso del agente de curado
dietilentriamina (Epi-Cure 3223), un epóxido de dos
partes que cura a temperatura ambiente. La primera capa polímera
queda libre de fibras y partículas para asegurar una unión fuerte a
la FRP.
La superficie de la FRP se debe limpiar antes de
aplicar la primera capa. Se pueden usar disolventes apropiados para
eliminar aceite u otros contaminantes. Se prefiere hacer rugosa la
superficie después de haberla limpiado, preferiblemente a una
rugosidad de no menos de 3,048 micras Ra. Para ello se puede
recurrir al chorreado con granalla. Los residuos de viruta y otros
contaminantes se pueden eliminar arrastrándolos con un disolvente
apropiado tal como metanol o acetona.
Se pueden usar varios métodos para aplicar la
primera capa de materiales polímeros. La elección del método
depende, en parte, de la geometría de la superficie a revestir y la
composición y características físicas de los materiales polímeros.
Entre los métodos están incluidos esparcir el material polímero
sobre la superficie si es suficientemente viscoso, proyectar
gotitas atomizadas de los materiales usando dispositivos típicos
para proyectar líquidos o cualquier otro método para aplicar un
líquido a una superficie. Un material viscoso se puede dispersar
sobre la superficie manualmente o con un sistema automático o
semiautomático. Para controlar el espesor de la capa se puede usar
una espátula. El material polímero se puede aplicar por proyección
si la viscosidad es suficientemente baja o si se añade un diluyente
para reducir su viscosidad suficientemente y proyectarlo. El método
preferido es el de esparcir el material polímero sobre la superficie
como material algo viscoso, muy preferiblemente usando un método
automático o semiautomático. Si la superficie a revestir es
cilíndrica, se puede girar el cilindro y aplicar el material
polímero a la superficie aportándolo sobre una cuchilla que se
mantiene paralela a la superficie del cilindro y a una distancia
adecuada para controlar el espesor de la capa. Luego se deja que el
material escurra de la superficie de la cuchilla a la superficie del
cilindro como una hoja lisa de espesor uniforme. Así se controla el
espesor y no se libera a la atmósfera material en exceso, como es
el caso cuando la aplicación se hace por proyección.
Preferiblemente, a la superficie de la FRP sólo se aplica una
delgada capa de material polímero, justo el suficiente para mojar
la superficie. El espesor preferido de la capa que comprende una
capa polímera está en el intervalo de aproximadamente 0,002 a
aproximadamente 0,127 mm, siendo el intervalo más preferido de
aproximadamente 0,005 a 0,076 mm.
La segunda capa del sistema de revestimiento que
comprende una mezcla de materiales polímeros y metálicos en
partículas, usualmente se aplica sobre la primera capa que
comprende un material polímero antes de curar la primera capa; esto
es, cuando la primera capa está todavía pegajosa. Alternativamente,
la primera capa que comprende un material polímero se cura después
de haber sido aplicada. Si es necesario y se aplica una capa de un
espesor suficiente, la primera capa curada se puede mecanizar por
pulido u otros métodos para alisar la capa y ajustar su espesor.
En la segunda capa, es muy ventajoso que al menos
uno de los materiales en partículas se seleccione entre el grupo
constituido por: Grupo I, aluminio, níquel, hierro, cromo y
cobalto; Grupo II, aleaciones de base aluminio, de base níquel, de
base hierro, de base cromo y de base cobalto; Grupo III, óxidos de
aluminio, cromo, zirconio; Grupo IV, compuestos de aluminio, cromo,
zirconio; Grupo V, carburos de cromo, wolframio; y Grupo VI,
nitruros de cromo. El tamaño del material en partículas depende de
la composición específica del material en partículas, pero puede ser
de esencialmente 0 aproximadamente 500 \mum (menos de
aproximadamente malla 50). El tamaño preferido para más de 90% del
material para aluminio es tamaño de tamiz -127/ +78 \mum (malla
-200/+325), para níquel es tamaño de tamiz -149/+78 \mum (malla
-170/+325) y, para hierro, tamaño de tamiz -318/+78 \mum (malla
-80/+325). Para otros materiales en partículas, el tamaño preferido
de tamiz es de -318/+64 \mum (malla -80/400). La cantidad de
material en partículas en la segunda capa es función de la
composición del material en partículas, la geometría del componente
que se está revistiendo y el método de aplicación, puesto que
pequeños cambios de la composición pueden cambiar
significativamente la viscosidad de la mezcla. En porcentaje
ponderal, la cantidad preferida de material en partículas está en
el intervalo de aproximadamente 20 a 85 y, la cantidad más
preferida está en el intervalo de aproximadamente 60 a 80.
La segunda capa del sistema de revestimiento que
comprende una mezcla de un material polímero y un material en
partículas se puede aplicar por cualquiera de los métodos descritos
antes para la primera capa que comprende un material polímero. El
método usado para la primera capa puede ser diferente del usado para
la primera capa, dependiendo, sin embargo, de las características
físicas de la mezcla. Por ejemplo, la primera capa se puede
proyectar y la segunda se puede esparcir. Sin embargo, el método
preferido para aplicar la segunda placa es el de esparcir
manualmente o de manera semiautomática o automática. Si la
superficie a revestir tiene forma cilíndrica, el método más
preferido es aportar la mezcla a una cuchilla que se mantiene
paralela a un elemento del cilindro y a una distancia adecuada para
controlar el espesor de la capa. Luego se deja que la mezcla fluya
desde la cuchilla a la superficie del cilindro como una hoja lisa
de espesor uniforme. El espesor preferido de la capa que comprende
una mezcla de materiales polímeros y en partículas está en el
intervalo de aproximadamente 0,05 a 3,2 mm, siendo el intervalo más
preferido de aproximadamente 0,5 a 1,27 mm.
La segunda capa que comprende una mezcla de
materiales polímeros y en partículas se cura después de haber sido
aplicada. Si es necesario, la segunda capa curada se puede
mecanizar por pulido o cualquier otro método para alisar la
superficie de la capa y ajustar su espesor. Se puede optimizar
luego la rugosidad de la superficie de la segunda capa para
aumentar la resistencia de unión del revestimiento aplicado
posteriormente por proyección térmica sobre ella. El método
preferido para obtener una superficie rugosa es el chorreado con
granalla. Preferiblemente, los parámetros del chorreado con granalla
se escogen para obtener la rugosidad máxima sin eliminar de la
superficie una capa de material de un espesor de no más de
aproximadamente 0,025 mm.
Sobre la capa adecuadamente preparada que
comprende una mezcla de material polímero y material en partículas
se aplican por cualquier método de proyección térmica una o más
capas de revestimiento. Aunque se puede usar cualquier método de
proyección térmica, el método preferido es el de depósito con
plasma. Por proyección térmica se pueden depositar materiales
metálicos, cerámicos, cermets y algunos polímeros. Como se ha
indicado antes, el material específico para revestimiento por
proyección térmica se selecciona sobre la base de los
requerimientos del medio de servicio. Se pueden alcanzar unas
propiedades mecánicas intensificadas usando 2 o más capas de
revestimiento de diferentes composiciones aplicadas por proyección
térmica. Por ejemplo, la primera capa o capa interior de proyección
térmica puede ser de un metal o una aleación metálica tal como
níquel o una aleación de níquel-cromo, y la segunda
capa, o capa exterior, puede ser de un óxido tal como óxido de
cromo. Este sistema de revestimiento con dos capas por proyección
térmica puede tener una resistencia de unión más alta y una
resistencia mayor a daños por impacto que una sola capa de óxido de
cromo. El espesor de la capa o las capas de revestimiento obtenidas
por proyección térmica depende de los requerimientos del ambiente
en que trabaja el material, incluidas la vida frente al desgaste y
las propiedades mecánicas esperadas. El intervalo de espesor
preferido del revestimiento obtenido por proyección térmica es de
aproximadamente 0,05 a 0,5 mm. El intervalo de espesor preferido es
de aproximadamente 0,05 a 0,25 mm para el revestimiento metálico
inicial aplicado por proyección térmica cuando se usan dos o más
capas re revestimiento por proyección térmica.
Esta invención es aplicable al revestimiento de
muchos artículos manufacturados usando materiales compuestos
reforzados con fibras para mejorar el desgaste, la corrosión y
otras propiedades de sus superficies. Usando los métodos de esta
invención, se puede revestir virtualmente cualquier geometría de un
componente usando tecnología de proyección térmica (un procedimiento
de depósito en línea a la vista). Algunas de las superficie de los
componentes que se pueden revestir más fácilmente son las de forma
plana o cilíndrica. Usualmente, los cilindros se revisten
haciéndolos girar en torno a su eje y aplicando simultáneamente el
revestimiento con un movimiento a lo largo del cilindro. Tanto la
velocidad de rotación como la velocidad del desplazamiento
transversal según la longitud del cilindro se seleccionan para
aplicar uniformemente los revestimientos a la velocidad de depósito
prescrita en una o más pasadas.
Los cilindros de FRP de importancia particular
son rodillos usados para impresión y en la industria del papel,
como se ha indicado aquí antes en la sección de antecedentes. En la
industria impresora, se usan rodillos de anilox para transportar
cantidades medidas con mucha precisión de tinta desde un depósito al
rodillo de impresión. Corrientemente, los rodillos más avanzados de
este tipo se hacen de metal con una superficie de óxido de cromo
depositada por proyección con plasma. Primeramente, el óxido de
cromo se pule para obtener una superficie lisa y luego se graba
usando un láser con orificios muy pequeños. A medida que el rodillo
gira a través del depósito, se adsorbe tinta sobre la superficie.
El exceso de tinta se quita de la superficie con una espátula y
luego se pasa al rodillo de impresión el resto de tinta que queda en
los orificios. La superficie del rodillo debe ser resistente a la
corrosión por la tinta y resistente al desgaste producido por la
espátula. Un material ideal para esta aplicación es el óxido de
cromo. Por las razones apuntadas en la sección de antecedentes,
sería altamente ventajoso cambiar de un cuerpo de cilindro metálico
a un cuerpo de rodillo de material polímero compuesto reforzado con
fibras de carbón. Después de varios intentos fracasados usando los
varios métodos conocidos en la técnica, se encontró que los métodos
de esta invención dieron un sistema de revestimiento singularmente
reproductible y valioso desde el punto de vista de la producción
para esta aplicación.
El sistema de revestimiento preferido para
rodillos de anilox consiste en una primera capa que comprende un
revestimiento polímero basado en epóxido de un espesor de
aproximadamente 0,005 a 0,076 mm, una segunda capa que comprende una
mezcla de un revestimiento polímero basado en epóxido y un material
metálico en partículas de un espesor de aproximadamente 0,5 a 1,27
mm, una capa de revestimiento obtenido por proyección de un metal o
una aleación metálica de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 0,25
mm de espesor y un revestimiento de óxido de cromo obtenido por
proyección térmica de un espesor de aproximadamente 0,01 a 0,5 mm.
El material polímero basado en epóxido más preferido para la
primera capa y la segunda capa es la resina epoxídica de bisfenol
F/epiclorhidrina + 12,8% en peso de dietilentriamina. El material
en partículas más preferido en la mezcla de la segunda capa se
selecciona entre el grupo consistente en aluminio, aleaciones de
aluminio, níquel, aleaciones de níquel o aleaciones de hierro. La
cantidad preferida de material en partículas en la mezcla de
materiales polímeros y en partículas de la segunda capa es de
aproximadamente 20 a 85% en peso. La cantidad más preferida de
material en partículas de la mezcla de la segunda capa es de
aproximadamente 58 a 64% en peso para aluminio y de 71 a 77% en peso
para níquel. El metal preferido de la primera capa obtenida por
proyección térmica se selecciona entre el grupo consistente en
níquel, cromo, hierro, zinc y sus aleaciones. El metal más
preferido de la primera capa obtenida por proyección térmica se
selecciona entre el grupo consistente en níquel y aleaciones de
níquel. El método preferido para aplicar la capa polímera y la capa
que comprende una mezcla de materiales polímeros y en partículas es
el de esparcimiento. El método de proyección térmica preferido para
las capas metálica y de óxido de cromo es el de depósito por
proyección con plasma.
Los rodillos de FRP para uso en la industria
papelera pueden revestirse de manera similar a la usada para
anillos de anilox, descrita antes, pero con una capa exterior de
revestimiento basada en alúmina en vez de óxido de cromo. Para estas
aplicaciones, usualmente la alúmina está menos grabada con
láser.
Los ejemplos siguientes se proporcionan para
ilustrar la invención, pero su finalidad no es demostrar el ámbito
total de la invención o limitar de alguna forma su aplicabilidad.
Los Ejemplos 1 a 6 representan ejemplos fuera del ámbito de la
invención.
Se hicieron muchos intentos para revestir varios
tipos de materiales compuestos reforzados con fibras de carbón y
fibra de vidrio directamente con revestimientos de óxido de cromo
proyectados con plasma y con revestimientos de níquel proyectados
con plasma. A las superficies se dieron diversos grados de
rugosidad por chorreado con granalla y se variaron los parámetros
de depósito, pero sin éxito alguno. Virtualmente no se consiguió
depositar óxido de cromo y la cobertura lograda con níquel fue
incompleta, y las fibras de carbón estaban más deshilachadas que
después del chorreado con granalla. Unas pocas muestras se
revistieron con una primera capa de un espesor de níquel de
aproximadamente 0,25 mm de espesor y seguidamente con una segunda
capa de óxido de cromo. La resistencia de unión de algunos de estos
revestimientos de níquel/óxido de cromo a CFRP es midió usando un
ensayo de unión a tracción modificado de la American Society for
Testing Materiales, diseñado para revestimientos obtenidos por
proyección térmica. La resistencia de unión máxima obtenida fue de
7,6 MPa cuando la capa de óxido de cromo tenía un espesor de 0,175
mm, que disminuyó a casi 0 cuando la capa de óxido de cromo tenía
un espesor de 0,300 mm. Estos valores son inaceptables para uso en
servicio.
Se hizo un intento para revestir un material
compuesto reforzado con fibras de carbón con un material diluido
basado en epóxido antes de intentar depositar óxido de cromo o
níquel por proyección con plasma. Virtualmente no se depositó óxido
de cromo al proyectar con plasma, ni cuando la capa basada en
epóxido era todavía pegajosa ni cuando se había curado
completamente.
A muestras de materiales compuestos reforzados
con fibras de carbón se aplicaron por electrodepósito
revestimientos de níquel de un espesor mayor que 0,5 mm y luego se
rebajaron por pulido a un espesor de aproximadamente 0,175 a 0,200
mm. También se produjeron revestimientos de níquel de un espesor de
aproximadamente 0,125 mm. Ambos se revistieron satisfactoriamente
con óxido de cromo proyectado con plasma. Se ensayó un
revestimiento de níquel electrodepositado de un espesor de
aproximadamente 0,125 mm; pero se desconchó cuando se aplicó sobre
él óxido de cromo proyectado con plasma. Si bien pareció que este
enfoque para revestir CFRP tenía algún éxito, su reproducibilidad
era muy cuestionada. Además, este procedimiento requiere una
instalación de electrodepósito y sería muy caro para aplicarlo a
componentes de gran tamaño.
Muestras de material compuesto reforzado con
fibras de carbón se revistieron con microesferas huecas unidas con
resina, que luego se esmerilaron para abrir las esferas huecas y
tener cavidades para unir un segundo revestimiento. Algunas de las
muestras se revistieron además con acero inoxidable proyectado con
plasma. Se intentó luego revestir estas muestras con óxido de cromo
proyectado con plasma. En todos los casos, se desconchó el
revestimiento subyacente de microesferas unidas con resina.
Se obtuvieron muestras de material compuesto
reforzado con fibras de carbono que tenían un sobrerrevestimiento
de gel blanco (resina). Estas muestras pudieron revestirse con
óxido de cromo proyectado con plasma, pero se encontró que el
revestimiento de óxido de cromo tenía muchas picaduras de alfiler y
pequeñas zonas sin el revestimiento de óxido de cromo. Además, el
procedimiento con gel blanco era difícil de usar en producción a
causa de la excesiva cantidad de diluyente, metil etil cetona, que
se desprendía durante la proyección, lo que daba por resultado: (1)
un riesgo potencial para la salud y de incendio; (2) dificultad de
obtener un revestimiento uniforme, y (3) dificultad de mantener su
uniformidad al curar el revestimiento.
Se revistió una serie de muestras de CFRP y de
rodillos prototipo por el procedimiento siguiente. Para cada etapa
del procedimiento se optimizaron los parámetros:
(a) la CFRP se limpió y luego se produjo una
superficie rugosa por chorreado con granalla de óxido de aluminio
de malla 60 a 138 kPa, obteniéndose una rugosidad de 0,003048 mm
Ra. La superficie se lavó luego con metanol o acetona.
(b) se preparó una mezcla de un epóxido y
aluminio o níquel. El epóxido era una mezcla de bisfenol
F/epiclorhidrina (Shell Epon 862) + 12,18% en peso de
dietilentriamina (Shell Epi-Cure 3223). En el caso
del aluminio, la mezcla era de 60 a 62% en peso de aluminio. En el
caso del níquel, la mezcla era de 73 a 75% en peso de níquel. Los
polvos metálicos tenían un tamaño nominal inferior a 44 micras. La
viscosidad cambia significativamente dentro de los intervalos de
composición dados y la relación específica usada se escogió para
facilidad de aplicación en una muestra o componente específico. Se
tuvo gran cuidado en evitar que se introdujera aire en la mezcla
mientras que se mezclaba el epóxido con el polvo metálico. Se
hicieron varios intentos para esparcir la mezcla sobre la muestra o
componente usando técnicas descritas antes. Ninguno de estos
intentos tuvo éxito.
Se encontró que la adición de una delgada capa de
material polímero sobre la superficie de FRP servía para mejorar la
resistencia de unión y la fiabilidad de los revestimientos. Lo
siguiente ilustra los materiales y procedimientos de revestimiento
usados para revestir muestras de laboratorio y rodillos prototipo de
anilox hechos con materiales compuestos reforzados con fibras de
carbono.
(a) se limpió la CFRP y luego se chorreó su
superficie con granalla de óxido de aluminio de malla 60 (tamaño
de tamiz -423 \mum) a 138 kPa y una distancia de 152 mm a una
rugosidad de más de 0,003048 mm Ra. Luego la superficie se frotó
con metanol o acetona.
(b) se aplicó luego una delgada capa de epóxido a
un espesor de 0,005 a 0,025 mm. El epóxido era una mezcla de
bisfenol F/epiclorhidrina (Shell Epon 862) + 12,18% en peso de
dietilentriamina (Shell Epi-Cure 3223). El epóxido
se aplicó uniformemente a la muestra o la superficie del rodillo
durante un tiempo corto (menos de 20 min) antes de aplicar la
mezcla de epóxido más aluminio.
(c) se preparó una mezcla del mismo epóxido de
la etapa (b) y aluminio o níquel. En el caso del aluminio, la mezcla
contenía de 60 a 62% en peso de aluminio. En el caso del níquel, la
mezcla contenía de 73 a 75% en peso de níquel. El tamaño nominal de
los polvos metálicos era inferior a 44 micras. La viscosidad cambia
significativamente dentro de los intervalos de composición dados y
la relación específica usada se escogió para facilidad de aplicación
en una muestra o componente específico. Se tuvo gran cuidado en
evitar que se introdujera aire en la mezcla mientras que se mezclaba
el epóxido con el polvo metálico. La mezcla se esparció sobre la
muestra o el componente a un espesor de aproximadamente 0,500 mm
usando técnicas descritas antes.
(d) se dejó que la mezcla de epóxido/metal curara
durante al menos 3 horas y luego se mecanizó un solo punto a un
espesor de aproximadamente 0,300 mm.
(e) al cabo de como mínimo 36 horas desde el
momento en que se aplicó la mezcla de epóxido/metal, se pudo
producir rugosidad en la superficie por chorreado con granalla
usando granalla de óxido de aluminio (tamaño de tamiz 423 \mum) a
138 kPa a una distancia de 150 mm a una rugosidad de
aproximadamente 0,00508-0,00635 mm Ra.
(f) opcionalmente, se aplicó luego un
revestimiento de níquel por proyección con plasma a un espesor de
aproximadamente 0,125 mm.
(g) se aplicó un revestimiento de óxido de cromo
por plasma a un espesor de aproximadamente 0,300 mm.
(h) se pulió el revestimiento de óxido de cromo
de un rodillo prototipo de anilox obteniéndose una superficie lisa
que luego se grabó con láser.
Todas las muestras preparadas por este
procedimiento eran muy aceptables. No se observaron imperfecciones
superficiales significativas. Las resistencias de unión de los
sistemas de revestimiento con y sin la capa opcional proyectada con
plasma se midieron usando un procedimiento recomendado de la
American Society for Testing Materials. Con la capa de níquel, se
obtuvo una resistencia a tracción de la unión de 20,8 MPa y, sin la
capa de níquel, de 22,1 MPa. Así, en cualquier caso la resistencia
de la unión era más que adecuada para el servicio proyectado como
rodillo de anilox. La estructura multicapas alcanza fácilmente la
resistencia a tracción de 10 MPa requerida para la mayor parte de
las aplicaciones.
El procedimiento reviste fácilmente rodillos
cilíndricos construidos con sustratos polímeros reforzados con
fibras, tales como CRFPs. Aplicando primeramente las dos capas
polímeras a una superficie cilíndrica exterior de un rodillo
cilíndrico y proyectando térmicamente sobre esta superficie el
material de revestimiento, se crea un revestimiento que cubre y
protege efectivamente la superficie de trabajo del rodillo. Esto es
particularmente efectivo para artículos de manufactura tales como
rodillos de alimentación controlada, rodillos usados en la
producción de papel y rodillos usados en el procesamiento de
películas.
La estructura multicapas proporciona un
revestimiento efectivo para materiales y componentes polímeros
compuestos reforzados con fibras. Estos revestimientos están bien
unidos y tienen una capa exterior con una alta resistencia al
desgaste y la corrosión u otras propiedades singulares que no
tienen per se los materiales compuestos reforzados con
fibras. Además, proporciona un procedimiento mejorado para aplicar
revestimientos por proyección térmica bien unidos a los materiales
polímeros compuestos reforzados con fibras y, en particular, a
materiales y componentes compuestos reforzados con fibras de
carbón.
Se pueden hacer muchas realizaciones de esta
invención sin desviarse de su ámbito, por lo que se debe entender
que toda el material presentado aquí tiene carácter ilustrativo y
no un sentido limitativo.
Claims (10)
1. Un material compuesto reforzado con fibras que
comprende: un sustrato de polímero reforzado con fibras; una primera
capa polímera que reviste el sustrato de polímero reforzado con
fibras para unir dos diferentes materiales polímeros compuestos,
estando la primera capa polímera exenta de fibras y material en
partículas; una segunda capa polímera que reviste la primera capa
polímera, segunda capa polímera que comprende una matriz polímera y
un material en partículas dentro de la matriz polímera; y al menos
un material proyectado térmicamente que reviste la segunda capa
polímera para formar un revestimiento multicapas adherente unido al
sustrato de polímero reforzado con fibras, caracterizado
porque el material en partículas de la segunda capa polímera es un
material metálico.
2. El material compuesto reforzado con fibras de
la reivindicación 1, en el que la primera capa polímera es un
material seleccionado entre el grupo consistente en resinas
epoxídicas y termoendurecibles.
3. El material compuesto reforzado con fibras de
la reivindicación 1, en el que la primera capa polímera es una
resina epoxídica de dos componentes de bisfenol F/epiclorhidrina +
dietilentriamina.
4. El material compuesto reforzado con fibras de
la reivindicación 1, en el que la segunda capa polímera contiene
aproximadamente de 60 a 80 por ciento en peso de material en
partículas.
5. El material compuesto reforzado con fibras de
la reivindicación 1, en el que la primera capa polímera es una
primera capa de epóxido; la segunda capa polímera es una segunda
capa de epóxido, y la matriz polímera es una matriz epoxídica; y en
el que el revestimiento multicapas está unido al sustrato polímero
reforzado con fibras con una resistencia a tracción de como mínimo
aproximadamente 10 MPa.
6. El material compuesto reforzado con fibras de
la reivindicación 5, en el que la primera capa de epóxido tiene un
espesor de aproximadamente 0,005 a 0,076 mm y la segunda capa de
epóxido tiene un espesor de aproximadamente 0,5 a 1,27 mm.
7. El material compuesto reforzado con fibras de
la reivindicación 6, en el que el primer material de epóxido y el
segundo material de epóxido son una resina de bisfenol
F/epiclorhidrina + dietilentriamina, el material en partículas de la
segunda capa de epóxido es aluminio o níquel, y el material
proyectado térmicamente es óxido de cromo o níquel/óxido de cromo,
en el que el óxido de cromo reviste el níquel.
8. El material compuesto reforzado con fibras de
la reivindicación 5, en el que el sustrato de polímero reforzado con
fibras es un rodillo cilíndrico que tiene una superficie exterior
cilíndrica y el revestimiento multicapas cubre la superficie del
diámetro exterior del rodillo cilíndrico.
9. Un procedimiento para aplicar un revestimiento
sobre un material compuesto reforzado con fibras, que comprende las
etapas de:
(a) aplicar una primera capa polímera a un
sustrato de polímero reforzado con fibras, estando la primera capa
polímera exenta de fibras y material en partículas;
(b) aplicar una segunda capa polímera que reviste
la primera capa polímera para unir el sustrato de polímero reforzado
con fibras a la segunda capa polímera usando la primera capa
polímera como agente de unión, segunda capa polímera que comprende
una matriz polímera y un material en partículas dentro de la matriz
polímera; y
(c) proyectar térmicamente un material para
revestir la segunda capa polímera protegiendo las capas polímeras
primera y segunda el sustrato de polímero reforzado con fibras;
caracterizado porque el material en
partículas mencionado de la segunda capa polímera es un material
metálico.
10. El procedimiento de la reivindicación 9, en
el que las capas polímeras primera y segunda son una resina de
bisfenol F/epiclorhidrina + dietilentriamina, el material en
partículas de la segunda capa polímera es aluminio o níquel, y el
material proyectado térmicamente es una monocapa de óxido de cromo o
una multicapa que consiste en una capa interior de níquel y una capa
exterior de óxido de cromo.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US507769 | 2000-02-18 | ||
US09/507,769 US6982116B1 (en) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | Coatings on fiber reinforced composites |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2240253T3 true ES2240253T3 (es) | 2005-10-16 |
Family
ID=24020060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES01103841T Expired - Lifetime ES2240253T3 (es) | 2000-02-18 | 2001-02-16 | Revestimientos sobre materiales compuestos reforzados con fibras. |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6982116B1 (es) |
EP (1) | EP1129787B1 (es) |
JP (1) | JP4011857B2 (es) |
BR (1) | BR0100598B1 (es) |
DE (1) | DE60111658T2 (es) |
ES (1) | ES2240253T3 (es) |
Families Citing this family (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10127908A1 (de) | 2001-06-08 | 2002-12-19 | Roland Man Druckmasch | Verfahren zur Herstellung einer chemikalienbeständigen Schutzschicht für Rotationskörper mit einem Grundkörper aus faserverstärktem Kunststoff und andere Rotationskörper |
DE102005008487C5 (de) * | 2005-02-24 | 2011-08-18 | Praxair S.T. Technology, Inc., Conn. | Beschichteter Körper aus Kohlefaser verstärktem Kunststoff für Papier- und Druckmaschinen, insbesondere Walze, und Verfahren zum Herstellen eines solchen Körpers |
DE102005050045B3 (de) * | 2005-10-19 | 2007-01-04 | Praxair Surface Technologies Gmbh | Verfahren zur Beschichtung eines Bauteils |
DE102006046518B4 (de) * | 2006-09-29 | 2008-10-30 | Airbus Deutschland Gmbh | Verfahren zum Beschichten eines Substrates |
US9764351B2 (en) | 2006-09-29 | 2017-09-19 | Airbus Operations Gmbh | Method of coating a substrate |
DE102007006207A1 (de) * | 2007-02-08 | 2008-08-14 | Man Roland Druckmaschinen Ag | Druckmaschinenzylinder |
DE102008001468B4 (de) * | 2008-04-30 | 2013-09-19 | Airbus Operations Gmbh | Verfahren zum Beschichten eines Faserverbundbauteils für ein Luft- oder Raumfahrzeug und durch ein derartiges Verfahren hergestelltes Faserverbundbauteil |
DE102009029697A1 (de) * | 2009-09-23 | 2011-03-24 | Voith Patent Gmbh | Spritzpulver zur Cermet-Beschichtung von Rakelklingen |
DE102010011401A1 (de) * | 2010-03-15 | 2011-09-15 | Oerlikon Textile Components Gmbh | Umlenkrolle |
US8475884B2 (en) * | 2011-05-25 | 2013-07-02 | GM Global Technology Operations LLC | Coatings with organic polymeric fillers for molded SMC articles |
CN102705691B (zh) * | 2012-06-29 | 2015-04-15 | 宁夏青龙塑料管材有限公司 | 一种耐油耐有机溶剂腐蚀增强聚乙烯复合管材 |
US20140057127A1 (en) * | 2012-08-22 | 2014-02-27 | Infineon Technologies Ag | Method for processing at least one carbon fiber, method for fabricating a carbon copper composite, and carbon copper composite |
US9943937B2 (en) | 2012-09-28 | 2018-04-17 | The Boeing Company | System and method for manufacturing a wing panel |
US10060019B2 (en) | 2012-11-16 | 2018-08-28 | The Boeing Company | Thermal spray coated reinforced polymer composites |
CN105307843B (zh) | 2013-05-07 | 2017-11-10 | 内乌沃卡斯公司 | 制造复合材料的方法 |
US11268526B2 (en) | 2013-07-09 | 2022-03-08 | Raytheon Technologies Corporation | Plated polymer fan |
US11691388B2 (en) | 2013-07-09 | 2023-07-04 | Raytheon Technologies Corporation | Metal-encapsulated polymeric article |
CA2917925A1 (en) * | 2013-07-09 | 2015-01-15 | United Technologies Corporation | Plated polymers with intumescent compositions and temperature indicators |
WO2015006438A1 (en) | 2013-07-09 | 2015-01-15 | United Technologies Corporation | Plated polymer compressor |
EP3019705B1 (en) | 2013-07-09 | 2019-01-30 | United Technologies Corporation | High-modulus coating for local stiffening of airfoil trailing edges |
WO2015017095A2 (en) | 2013-07-09 | 2015-02-05 | United Technologies Corporation | Plated polymer nosecone |
CA2917922A1 (en) | 2013-07-09 | 2015-01-15 | United Technologies Corporation | Erosion and wear protection for composites and plated polymers |
US20150111058A1 (en) * | 2013-10-21 | 2015-04-23 | The Boeing Company | Method of coating a composite material and a coated edge of a composite structure |
DE202014000329U1 (de) | 2014-01-17 | 2014-03-12 | Balluff Gmbh | Beschichtetes Sensor- oder RFlD-Gehäuse |
JP6409340B2 (ja) * | 2014-05-30 | 2018-10-24 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | 樹脂被覆方法とその装置 |
US20160153080A1 (en) * | 2014-12-01 | 2016-06-02 | Inometa Gmbh & Co. Kg | Method for producing a coated component and a coated component |
EP3266607B1 (en) * | 2015-03-04 | 2020-10-07 | Tocalo Co., Ltd. | Fiber-reinforced resin structure and method for producing fiber-reinforced resin structure |
EP3285994B1 (en) | 2015-04-21 | 2023-06-07 | Coumans, Roeland Hubert Christiaan | Object comprising a fiber reinforced plastic and a ceramic material and process for making the object |
CN107921719B (zh) | 2015-07-02 | 2020-04-07 | 内乌沃卡斯公司 | 制造复合材料的方法 |
EP3519334B1 (en) * | 2016-09-29 | 2024-06-19 | Toray Industries, Inc. | Nip roller and method of manufacturing film roll body |
CN110049902A (zh) * | 2016-12-08 | 2019-07-23 | 欧拓管理公司 | 用于外部装饰部件的表面涂覆物 |
EP3571352B1 (en) * | 2017-01-23 | 2023-08-02 | Volvo Construction Equipment AB | Roller compactor |
CN107159542B (zh) * | 2017-06-29 | 2020-07-14 | 常州市新创智能科技有限公司 | 一种金属板材高能喷丸碳纤维喷涂方法 |
JP2020009620A (ja) * | 2018-07-06 | 2020-01-16 | 東京製綱株式会社 | 電線用耐熱コア |
WO2021097058A1 (en) | 2019-11-12 | 2021-05-20 | Neuvokas Corporation | Method of manufacturing a composite material |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3698053A (en) * | 1971-05-06 | 1972-10-17 | Sw Ind Inc | High speed roll for machinery |
US4301730A (en) | 1977-09-29 | 1981-11-24 | Pamarco Incorporated | Anilox roll and method of making the same |
US4301583A (en) | 1979-02-15 | 1981-11-24 | Consolidated Engravers Corporation | Fluid metering roller |
EP0178648B1 (en) * | 1984-10-17 | 1989-07-19 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Undercoat composition and composite molded articles produced usin said compositon |
DE3713027A1 (de) | 1987-04-16 | 1988-11-17 | Frankenthal Ag Albert | Rasterwalze fuer ein offsetfarbwerk, sowie verfahren zur herstellung einer derartigen rasterwalze |
US4997704A (en) * | 1989-06-02 | 1991-03-05 | Technetics Corporation | Plasma-arc ceramic coating of non-conductive surfaces |
ES2082203T3 (es) * | 1990-04-03 | 1996-03-16 | Kanegafuchi Chemical Ind | Composicion de resina curable. |
DE4116641A1 (de) * | 1991-05-22 | 1992-11-26 | Sigri Great Lakes Carbon Gmbh | Verfahren zum beschichten eines faserverstaerkten kunststoffkoerpers |
DE4204896C2 (de) * | 1992-02-19 | 1995-07-06 | Tridelta Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Schichtverbundkörpers |
US5324248A (en) * | 1992-11-03 | 1994-06-28 | Composite Development Corporation | Composite machine roll and method of manufacture |
FI943777A (fi) | 1994-08-17 | 1996-02-18 | Valmet Paper Machinery Inc | Paperikoneen vedenpoistoelin ja menetelmä sen valmistamiseksi |
JPH08100162A (ja) * | 1994-09-29 | 1996-04-16 | Nippon Zeon Co Ltd | エポキシ樹脂系接着性組成物を用いる接着方法 |
DE69531352T2 (de) | 1995-12-13 | 2004-07-22 | Agfa-Gevaert | Walze zur Verwendung in einem Behandlungsgerät für fotographisches blattförmiges Material |
US5840386A (en) | 1996-02-22 | 1998-11-24 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Sleeve for a liquid transfer roll and method for producing it |
US5857950A (en) | 1996-11-06 | 1999-01-12 | Pamarco Incorporated | Fluid metering roll |
JP2952224B2 (ja) * | 1997-12-03 | 1999-09-20 | 吉川工業株式会社 | 被印刷体圧着・移送用ローラー |
-
2000
- 2000-02-18 US US09/507,769 patent/US6982116B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-02-16 BR BR0100598A patent/BR0100598B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2001-02-16 EP EP20010103841 patent/EP1129787B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-16 ES ES01103841T patent/ES2240253T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-16 DE DE2001611658 patent/DE60111658T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-16 JP JP2001039684A patent/JP4011857B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE60111658D1 (de) | 2005-08-04 |
BR0100598A (pt) | 2001-10-09 |
EP1129787A2 (en) | 2001-09-05 |
DE60111658T2 (de) | 2006-05-04 |
BR0100598B1 (pt) | 2011-06-14 |
EP1129787A3 (en) | 2003-09-24 |
JP2001287312A (ja) | 2001-10-16 |
EP1129787B1 (en) | 2005-06-29 |
JP4011857B2 (ja) | 2007-11-21 |
US6982116B1 (en) | 2006-01-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2240253T3 (es) | Revestimientos sobre materiales compuestos reforzados con fibras. | |
US7419704B2 (en) | Coatings on fiber reinforced composites | |
US4595637A (en) | Plasma coatings comprised of sprayed fibers | |
US8153204B2 (en) | Imparting functional characteristics to engine portions | |
US20080254227A1 (en) | Method for Coating a Component | |
JPS62267460A (ja) | 溶射法 | |
US10745793B2 (en) | Ceramic coating deposition | |
EP0219536A1 (de) | Schutzschicht. | |
EP0165311A1 (en) | Method and apparatus for applying metal cladding on surfaces and products formed thereby | |
EP0984073B1 (en) | Making and using thermal spray masks carrying thermoset epoxy coating | |
WO2001046324A2 (en) | Erosion-resistant coatings for organic matrix composites | |
Djendel et al. | Characterization of alumina-titania coatings produced by atmospheric plasma spraying on 304 SS steel | |
Rezzoug et al. | Metallic coating for carbon fiber reinforced polymer matrix composite substrate | |
EP3266607B1 (en) | Fiber-reinforced resin structure and method for producing fiber-reinforced resin structure | |
ES2250101T3 (es) | Procedimiento de revestimiento con polimeros de cristales liquidos. | |
JPS58501944A (ja) | 溶射された繊維を含むプラズマコ−ティング | |
EP2395123A1 (en) | Composition and method for applying a protective coating | |
FI124667B (fi) | Menetelmä ja raaka-aine metallipinnoitteen valmistamiseksi ja terästuote | |
Zarini et al. | Cracks susceptibility elimination in fiber laser cladding of Ni-based alloy with addition of tungsten carbides | |
RU2245938C1 (ru) | Способ газотермического нанесения покрытий на внутренние поверхности отверстий | |
Helfrich | Protective Coatings for Extended Life of Aircraft Jet Engine Parts | |
Bradai et al. | Microstructural investigation on bond coats in molybdenum and steel coatings for the renovation of mechanical pieces | |
Ahmad et al. | Resistance of nanostructured titanium dioxide coatings to erosion corrosion | |
Yazdi et al. | Metal spraying for revamping and keeping pieces | |
Hull et al. | Laser glazing/cladding as chrome plating alternatives |