201487. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fémidomokkal társított poliamid szerkezeti elemek előállítására
HU 201487 A 1 A találmány tárgya eljárás olyan szerkezeti elemek előállítására, amelyeket poliamid és fém-, előnyösen vas-, vagy acélidomok társítása révén állítunk elő. A szerkezeti elemek a fémidomok mellett - adott esetben üvegszállal erősített műanyag-idomokat is tartalmazhatnak. Fémek és műanyagok társítása szerkezeti elemek előállítása céljából széles körben ismert. A társítás legegyszerűbb módja, mikor fémport vagy fémhuzal vagdalékot társítanak műanyaggal, például térhálósítószert is tartalmazó epoxi- vagy poliészter gyantával. Ismert olyan megoldás is, melynél fém-, leginkább vas - vagy acél idomokra, társítanak gyantákkal, például epoxi- vagy poliészter gyantával Olyan polimer beton szerkezeti elemek előállítását is leírja a szakirodalom, amelyek úgy készülnek, hogy fémidomokat ágyaznak be beton és polimer elegyébe. A fémek és polimerek társítása esetén ritkábban műanyagként poliamidokat próbálnak meg fémmel társítani. Ez a megoldás azonban nem elterjedt. Ennek oka az, hogy azt tapasztalták, hogy ha fémidomokat és poliamidot úgy kívánnak társítani, hogy fémidomot öntőformában körülöntik a polimerizálandó laktámmal - a fémidom és a poliamid közötti kapcsolódás nem tökéletes. Az így készült szerkezeti elemek - különösen a nagyobb méretűek - igen sok hibahelyet tartalmaznak, ezért az elemek mechanikai tulajdonságai sok esetben nem kielégítőek. A mechanikai tulajdonságok javítását ezért úgy próbálták elérni, hogy növelték a fém-műanyag térfogatarányt a fém javára. Ennek a megoldásnak hátránya azonban az, hogy megnő az így előállított társított rendszer fajsúlya. Célul tűztük ki, hogy egy olyan eljárást dolgozzunk ki fémidomok és poliamid társítására, mely révén lehetővé vélik a fémidom és a poliamid tökéletes összeépülése, a fém-műanyag térfogatarány csökkentése. A fentieket azáltal tudjuk elérni, hogy társítás előtt a fémidomokat előkezeljük. Azt találtuk, hogy ha társítás előtt a fémidomokat 5-30 mikron vastagságú előkezelő, - illetve tapadásjavító réteggel látjuk el, a késztermék hibahely mentes lesz. A találmány szerinti előkezelő-, illetve tapadásjavító réteget nátrium-, magnézium laktámból, iniciátort tartalmazó poliésztergyantából, illetve térhálósítót is tartalmazó epoxigyantából alakítjuk ki. Azt tapasztaltuk ugyanis, hogy a fém felületén levő oxidréteg, illetve a nedvesség gátolja a fémfelület környezetében a laktám monomer polimerizációját. Emiatt a fémidomok és az in situ előállított poliamid összeépülése nem tökéletes. A fémidomok előkezelésével a káros rétegek kialakulását akadályozzuk meg a fémfelületen, sőt a léterhozott tapadásjavító réteggel a fém és a keletkező poliamid összeépülését elősegítjük. A fémfelületre felvitt nátrium-, magnézium-laktám, illetve a nátrium, magnézium ionok is polimerizációt elősegítő katalikus hatást fejtenek ki. Az 2 előkezelésre alkalmazott epoxigyanta pedig mint tapadásközvetítő segíti elő a keletkező poliamid tapadását a fémen. Poliamidként a találmány szerinti eljárásban anionosan polimerizálható laktámokat, előnyösen kaprolaktámot, laurillaktámot, illetve ezek elegét alkalmazhatjuk. Fémidomként leginkább vas- vagy acélidomokat, előnyösen bordázott betonvasat, alkalmazunk. A fémidomok térfogataránya poliamidhoz viszonyítva 3-60 térfogat% lehet. A szerkezeti elemeket úgy készítjük, hogy az előkezelt fémidomokat behelyezzük az előmelegített öntőszerszámba, majd körülöntjük azokat a katalizátort is tartalmazó, anionosan polimerizálható laktámmal. A találmány tehát fémidomokkal társított poliamid szerkezeti elemek öntéssel történő előállítási eljárásra vonatkozik. Az eljárás azzal jellemezhető, hogy az öntőformában olyan fémidomokat helyezünk el, melyeket előzőleg magnézium-laktámból vagy nátrium-laktámból vagy iniciátort tartalmazó telítetlen poliésztergyantából vagy térhálósítót tartalmazó epoxigyantából kialakított 5-30 mikron vastag előkezelő réteggel láttunk el, majd az öntőformában fennmaradó térfogatrész katalizátort tartalmazó anionosan polimerizálható laktám monomerrel öntjük ki és az elegyet ismert módon polimerizáljuk. A szerkezeti elemek kívánt esetben a fémidomok mellett még üvegszál erősítésű műanyag erősítőidomokat is tartalmazhatnak. Az így előállított, társított szerkezeti elemek javított mechanikai tulajdonsággal rendelkeznek, kopásállóak és emellett elektromosan szigetelő tulajdonságúak, továbbá korrózióállóak. A szerkezeti elemek előnyösen használhatók épületelemként, elektromos vezetékek felfogó-, rögzítő elemeként, járművek sínéinél alkalmazott kapcsolóelemeként. A találmány szerint előállított szerkezeti elemek a javított mechanikai tulajdonságok mellett, nagy ellenállóképességet mutatnak az időben változó, impulzusszerű mechanikai terhelésekkel szemben. Továbbá élettartamuk a hagyományosan előállított elemek élettartamának többszöröse. A találmány szerinti eljárást az alábbi kiviteli példákkal mutatjuk be. 1. példa 8 mm átmérőjű betonvasat, amely 2 mm mély bordázattal rendelkezik, nátrium-laktámmal kezelünk elő úgy, hogy a betonvasat nátrium-laktám 135 °C-os olvadékába merítjük 2 óra hosszáig. Ezt követően a betonvasat az olvadékból kiemeljük és a felesleget lecsurgatjuk. így 10 mikron vastagságú réteget alakítunk ki a fémidom felületén. Az előkezelt betonvasat ezután az előmelegített öntőszerszámba helyezzük. A A szerszámba ekkor nátrium-laktám katalizátort tartalmazó kaprolaktám és laurillaktám 1:1 arányú elegyét öntjük be. A fémidom és a laktám monomer térfogat% aránya 3:97. Öt óra eltelte után a kész elemet kivesszük a szerszámból. Az így készült szerkezeti elemből készült próbatest hajU-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
