На примере стеклотекстолита марки СТЭФ рассмотрим (опишем) технологический процесс его производства. Исходными компонентами для производства стеклотекстолитов являются полимерный связующий состав и наполнитель - электроизоляционная стеклоткань.
Связующий состав
Для производства стеклотекстолитамарок СТЭФ, СТЭФ-1, СТЭФ-У в качестве связующего применяют совмещенный лак. Берут соотношение 65 % эпоксидиановой смолы и 35 % фенолоформальдегидной смолы резольного типа. Отверждая диановую эпоксидную смолу фенолоформальдегидной смолой, получают так называемую смесевую эпоксифенольную композицию. Смешение эпоксидных смол с отвердителем производят в растворах, при этом подбирают общий растворитель для эпоксидной смолы и отвердителя. Так, для смешения фенолоформальдегидной смолы с эпоксидной смолой дианового типа удается применить спирто-толуольную смесь.
В отличие от фенолоформальдегидных смол, при горячем отвержденииэпоксифенольной смолы не происходит выделения побочных продуктов реакции (вода), поэтому не происходит большой усадки связующего и разрушения наполнителя (стеклоткань под действием воды, продукта реакции фенолоформальдегидной смолы). Низкая усадка не приводит к возникновению внутренних напряжений, ухудшающих прочность сцепления связующего с наполнителем, что обеспечивает высокие технические характеристики. Так же отвержденные смесевые композиции обладают несколько более высокой стойкостью к щелочам и несколько меньшей к кислотам, а также к органическим растворителям и воде, по сравнению с отвержденными резольными фенолоформальдегидными смолами. Диэлектрические свойства одновременно улучшаются за счет отсутствия в слоистом пластике побочных низкомолекулярных продуктов.
Наполнитель
Стеклоткани для слоистых пластиков изготавливают на основе бесщелочного алюмоборосиликатного стекла. Увеличение содержания щелочных окислов в стекловолокне ведет к ухудшению диэлектрических свойств, поэтому стекловолокнистые материалы на основе щелочного стекла для слоистых пластиков не применяют.
В производстве стеклянного волокна в качестве замасливателя применяют различные плавкие смеси и эмульсии на основе парафина, которые в дальнейшем ухудшают адгезию связующего к стекловолокну. Поэтому рекомендуется удалять замасливатель со стеклоткани перед пропиткойпутем термообработки ее при 300 - 400 °С.
Приготовление препрега
Стеклоткани пропитывают на вертикальных пропиточных машинах.При пропитке происходит равномерное насыщение стеклоткани связующим(необходимо вытеснить находящийся в порах наполнителя воздух и заменить его связующим с последующим его отжимом для установления требуемого содержания)
При прохождении полотна через сушильную камеру происходит два процесса: испарение растворителя и химическое отверждение смолы. Когда пропитанное полотно поступает в сушильную камеру, температура поддерживается вначале несколько ниже температуры кипения растворителя, а затем постепенно повышается. Слишком быстрое испарение может вызвать нежелательные явления на поверхности наполнителя (образование кратеров, вздутий и т.д.). Когда полотно при прохождении камеры достигает зоны с температурой равной температуре кипения растворителя, последний должен уже быть в основном удален из пленки смолы. Температура в сушильной камере регулируется таким образом, чтобы в конце сушки состояние смолы было близко к точке желатинизации (стадия Б). Затем стеклоткань попадает в охлаждаемую зону пропиточной машины. Охлажденный препрег поступает на узел резки, который нарезает листы заданного размера, после чего листы подвергаются визуальному контролю на отсутствие натеков и посторонних включений. Препрег проходит контроль по показателям, заложенным в нормативной документации (текучесть, количество летучих веществ, содержание смолы, растворимость смолы). Далее препрег направляется на сборку пакетов и прессование.
Прессование
Перед загрузкой в пресс, между навесками с двух сторон прокладывают листы полированной нержавеющей стали, а в месте примыкания к плитам пресса укладывается компенсационная подушка.
Процесс прессования заключается в одновременном воздействии на материал высокого давления и температуры. Под влиянием повышенной температуры связующее, находящееся в пропитанном наполнителе, расплавляется и под давлением более глубоко пропитывает листы наполнителя, образующие пакет, склеивая их друг с другом. В то же время смола, содержащаяся в верхних слоях пакета, равномерно растекается по поверхности материала, образуя блестящую прозрачную пленку. Затем смола отверждается под действием высокой температуры и давления и окончательно скрепляет между собой листы наполнителя. В результате образуется плотный и монолитный лист пластика.
Воздушная прослойка между металлическим прокладочным листом и верхним слоем пропитанного наполнителя выжимается по периметру листа. Растекающаяся по поверхности пластика смола образует прозрачный сплошной слой над верхним слоем наполнителя толщиной 10-15 мкм и более. При этом структура поверхностного слоя полностью отражает структуру поверхности прокладочного листа.
После окончания цикла прессования пресс остывает, его размыкают, пакеты отделяют от прокладочных листов и пленки и отправляют на обработку кромки.
Контроль качества
Приемо-сдаточным испытаниям подвергается каждая партия стеклотекстолита, в объеме и по показателям указанным в ГОСТ 25500-82. По итогам составляют протокол испытаний, а на его основании выписывают паспорт качества. Кроме приемосдаточных испытаний проводят периодические и типовые испытания.