Композиционный материал



Владельцы патента RU 2757582:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) (RU)

Изобретение относится к области создания композиционных материалов, предназначенных для использования в аддитивных технологиях (3D печать). Композиционный материал выполнен на основе полифениленсульфона, поликарбоната и стекловолокна и дополнительно включает в себя органомодифицированную глину, при следующем соотношении, мас.ч: полифениленсульфон 100, поликарбонат 32-35, стекловолокно 1-3, органомодифицированная глина 0,5-2. Органомодифицированная глина представляет собой продукт модификации монтмориллонитовой глины, катионообменной емкостью 95 мг-экв/100 г глины мочевиной, в количестве 7% от массы монтмориллонита. Технический результат - получение полимерных материалов, удовлетворяющих требованиям по физико-механическим характеристикам и гигроскопичности, предназначенных для аддитивных технологий. 2 табл., 6 пр.

 

Изобретение относится к области создания композиционных материалов, предназначенных для использования в аддитивных технологиях (3D печать).

Аддитивные технологии (3D печать) являются видом радикальных технологических инноваций. Сегодня аддитивные технологии (АТ) активно используются в промышленности. Это не технологии будущего применения, они эффективны уже сейчас. Это доказывает быстрый рост рынка аддитивных технологий - примерно на четверть ежегодно. Что же касается будущего - технологии послойного синтеза еще далеко не исчерпали свой потенциал. Из области науки и техники известны композиционные материалы, предназначенные для аддитивных технологий, однако они в себе сохраняют ряд недостатков, устранениями которых занимаются мировые разработчики и исследователи полимерных материалов для 3D печати.

Известен композиционный материал по изобретению DE № 1998513345 от 30.07.1998 г., описывающий способ получения термопластичной композиции, содержащей хотя бы один полиариленовый эфир, по меньшей мере, один наполнитель или армирующий материал, и один модифицированный карбоксилсодержащий полиариленовый эфир, имеющий повторяющиеся структурные элементы. Как утверждают авторы заявки, композиционный материал обладает улучшенными стабильностью расплава и механическими свойствам. Однако, в материалах заявки не указанно то, что композиционный материал по изобретению может быть использован в аддитивных технологиях.

Патент на изобретение US 6495615 от 17.12.2002 г. относится к термопластичному полимерному материалу с улучшенной ударной вязкостью, содержащей, а) термопластичный полиэфирсульфоновый полимер и б) стекловолокно, обработанное полиолефиновым воском. Полимерный материал по настоящему изобретению обладают высокими модулями упругости и улучшенными ударной вязкостью.

Патент на изобретение US № 8703862B2 от 22.04.2014 г. описывает композиционный материал включающий в себя по меньшей мере, один полиариленовый эфир, имеющий в среднем не более 0,1 фенольных концевых групп на полимерную цепь в количестве от 20 до 92 мас.%, и один полиариленовый эфир, имеющий в среднем 1,5 фенольных концевых групп на полимерную цепь в количестве от 3 до 20 мас.%, один волокнистый или дисперсный наполнитель от 5 до 60 мас.%, а так же может включать дополнительные добавки и / или технологические добавки в количестве от 0 до 40 мас.%. Композиционные материалы по изобретению характеризуются заметно улучшенной стабильностью расплава вместе с хорошими механическими свойствами.

Основными недостатками композиционных материалов по указанным изобретениям является то, что нет полной информации о свойствах материала, то есть нет информации об гигроскопичности, которые являются не мало важными характеристиками создаваемого полимерного материала и они не могут быть использованы в аддитивных технологиях.

Наиболее близкой по технической сущности и предполагаемому эффекту выступает композиционный материал по патенту на изобретение RU № 2688140 от 20.05.2019г. Изобретение относится к способу получения композиционного материала на основе полифениленсульфона, применяемого в качестве суперконструкционного полимерного материала для аддитивных 3D технологий. Способ получения композиционного материала заключается в том, что предварительно сухую смесь 75-85 мас.% полифениленсульфона и 10 мас.% наполнителя экструдируют и гранулируют. Далее гранулят наполненного полифениленсульфона смешивают с гранулами поликарбоната, используемого в качестве пластификатора. Затем осуществляют экструзию полученной смеси. Поликарбонат берут в количестве 5-15 мас.%. В качестве наполнителя используют тальк. Изобретение позволяет повысить ударную вязкость и модуль упругости композиционного материала.

Задачей настоящего изобретения является создание полимерных материалов, предназначенных для аддитивных технологий, содержащих в себе улучшенный комплекс таких свойств, как физико-механические и пониженные значения гигроскопичности материалов.

Задача решается путем получения композиционного материала на основе полифениленсульфона (ПФСн), поликарбоната (ПК), стекловолокна и органомодифицированной глины (ОГ), при количественном соотношении компонентов соответственно, мас.ч:

Полифениленсульфон 100,
Поликарбонат 32-35,
Стекловолокно 1-3,
Органомодифицированная глина 0,5-2

В качестве полифениленсульфона предпочтительно использование марки Radel R5100, поликарбонат представляет собой гранулят марки Carbomix изготавливаемый в соответствии с ТУ 2226-002-13619882-2006, в качестве стекловолокна используются рубленные нити стекловолокна с длиной волокон 3 мм.

Органомодифицированная глина представляет собой продукт модификации монтмориллонитовой глины, катионообменной емкостью 95 мг-экв/100 г глины мочевиной, в количестве 7 мас.% от массы монтмориллонита. Органомодифицированную глину получают следующим образом: в суспензию монтмориллонитовой глины в воде, приготовленную перемешиванием на магнитной мешалке в течение 30 минут, добавляют мочевину и перемешивают еще 2 часа при комнатной температуре. Соотношение мочевины и монтмориллонитовой глины, мас.%: 93:7. Полученную органоглину промывают водой многократной декантацией и высушивают при комнатной температуре 24 часа.

Следующие примеры характеризуют, но не ограничивают изобретение.

Изготавливают композиционные материалы согласно изобретению (пример 1-6). Рецептуры композиционного материала приведены в таблице 1.

Пример

В работающий смеситель последовательно загружают в количествах, предусмотренных рецептурой (табл.1), ПФСн, ПК, стекловолокно и ОГ. Полученную порошкообразную смесь засыпают в экструдер и перерабатывают в зонах Ι-ΙV, при температуре 146°С, 149°С, 155°С и 160°С соответственно.

Из полученного гранулята изготавливают полимерную нить диаметром 1,75 мм, которая в последующем используется для получения образцов для испытаний методом 3D - печати. Образцы получены использованием 3D - принтера RobozeOne +400.

При исследовании композиционного материала были использованы следующие стандарты:

1. ГОСТ РФ 9550-81. Пластмассы. Методы определения модуля упругости при растяжении, сжатии и изгибе;

2. ГОСТ РФ 4648-2014 (ISO 178:2010). Пластмассы. Метод испытания на статический изгиб (с Поправкой);

3. ГОСТ РФ 11262-80 (СТ СЭВ 1199-78) Пластмассы. Метод испытания на растяжение (с Изменением N 1);

4. ГОСТ РФ 4650-2014 (ISO 62:2008) Пластмассы. Методы определения водопоглощения.

Результаты испытаний отображены в таблице 2.

Таблица 1

Состав композиционного материала

Наименование компонента композиции Композиционный материал
1 2 3 4 5 6
ПФСн 100 100 100 100 100 100
ПК 33 34 35 35 33 32
Стекловолокно 3 1,2 2,5 1,0 1,2 2,4
ОГ 0,5 0,5 1 1,5 2 0,5

Таблица 2

Свойства композиционного материала

Наименование показателя Композиция Исходный материал
1 2 3 4 5 6
Модуль упругости при изгибе, ГПа 5,32 7,45 5,48 11,4 7,5 9,9 2,55
Прочность при изгибе, МПа 117,0 99,54 147 100,1 104,5 102,3 98,2
Модуль упругости при растяжении, ГПа 3,9 2,10 5,1 5,3 5,02 4,5 2,10
Прочность при разрыве, МПа 79,5 84,0 81,0 85,3 83,3 80,2 79
Водопоглощение, % масс, 0,1 0,09 0,07 0,05 0,05 0,08 0,6

В качестве исходного материала предполагается использование полифениленсульфона марки Radel R5100 компании Solvay.

Представленные в таблице 2 данные показали, что введение модификаторов в полимерный материал способствует улучшению значений физико-механических характеристик. Данное улучшение связанно со снижением степени разрушения волокон, что является результатом введения органомодифицированной глины. Во многих случаях при введении волокнистых наполнителей водостойкость композиционного материала ухудшается вследствие проникновения и накопления воды на границе разделе полимер - наполнитель В данном случае весьма эффективной является введение органомодифицированной глины, которая значительно понижает водопоглощение композитов и уменьшает изменение их механических характеристик.

Технический результат - получение композиционных материалов, удовлетворяющих требованиям по физико-механическим характеристикам и гигроскопичности, предназначенных для аддитивных технологий.

Композиционный материал, предназначенный для аддитивных технологий, на основе полифениленсульфона, поликарбоната и стекловолокна, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя органомодифицированную глину, при следующем соотношении, мас.ч:

Полифениленсульфон 100,
Поликарбонат 32-35,
Стекловолокно 1-3,
Органомодифицированная глина 0,5-2,

причем органомодифицированная глина представляет собой продукт модификации монтмориллонитовой глины, катионообменной емкостью 95 мг-экв/100 г глины мочевиной, в количестве 7% от массы монтмориллонита.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к углерод-полисульфоновым полимерным композитам, в частности к углепластикам на основе полисульфона, которые применяются в космической технике, авиа-, вертолето-, автомобилестроении, аддитивных технологиях. Полимерный композит на основе полисульфона и армирующих углеродных лент или волокон, аппретированных сополигидроксиэфиром, в качестве аппрета содержит термопластичный сополимер - сополигидроксиэфир на основе ди(4-оксифенил)-сульфона, ди(4-оксифенил)-пропана и 3-хлор-1,2-эпоксипропана с молекулярной массой 30-50 тыс.

Изобретение относится к композиционным материалам, предназначенным для аддитивных технологий производства изделий. Композиционный материал включает следующие компоненты при их соотношении, масс.

Изобретение относится к способу получения композиционного материала на основе полифениленсульфона, применяемого в качестве суперконструкционного полимерного материала для аддитивных 3D технологий. Способ получения композиционного материала заключается в том, что предварительно сухую смесь 75-85 мас.% полифениленсульфона и 10 мас.% наполнителя экструдируют и гранулируют.

Изобретение относится к применению композиционного материала в качестве суперконструкционного полимерного материала для аддитивных 3D-технологий методом послойного наплавления (FDM). Композиционный материал содержит следующие компоненты, мас.%: 85-95 полифениленсульфона (ПФС) и 5-15 талька.

Настоящее изобретение относится к бис(сульфонил)алканолсодержащему простому политиоэфиру, где бис(сульфонил)алканолсодержащий простой политиоэфир включает фрагмент формулы (1): –A–R9–S(O)2–R10–CH(–OH)–R10–S(O)2–R9–A– (1), в которой: каждый R9 представляет собой фрагмент, образовавшийся в результате реакции бис(сульфонил)алканола с тиольными группами; каждый R10 независимо выбран из C1-3-алкандиила и замещённого C1-3-алкандиила, в котором одна или несколько групп заместителей представляют собой –OH; каждый A независимо представляет собой фрагмент формулы (2): –S–R1–[–S–(CH2)p–O–(R2–O)m–(CH2)2–S–R1–]n–S– (2), в которой: каждый R1 независимо заключает в себе C2-10-алкандиил, C6-8-циклоалкандиил, C6-10-алканциклоалкандиил, C5-8-гетероциклоалкандиил или фрагмент –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, в котором: s представляет собой целое число от 2 до 6; q представляет собой целое число от 1 до 5; r представляет собой целое число от 2 до 10; каждый R3 независимо воплощает в себе водород или метил; и каждый X независимо воплощает в себе –O–, –S– и –NR5–, в котором R5 выбран из водорода и метила; и каждый R2 независимо заключает в себе C1-10-алкандиил, C6-8-циклоалкандиил, C6-14-алканциклоалкандиил или фрагмент –[(–CHR3–)s–X–]q– (–CHR3–)r–, в котором s, q, r, R3 и X являются такими, как описаны в случае R1; m представляет собой целое число от 0 до 50; n представляет собой целое число от 1 до 60; и p представляет собой целое число от 2 до 6.

Изобретение относится к катализируемым фосфином герметизирующим композициям, содержащим серосодержащие форполимеры. Описаны варианты осуществления герметизирующих композиций, включающих: (а) серосодержащий форполимер с концевыми группами, являющимися акцептором Михаэля; (b) серосодержащий форполимер с концевыми тиольными группами, где форполимер политиоэфира с концевыми тиольными группами включает основную цепь со структурой формулы (6): –R1–[–S–(CH2)p–O–(R2–O)m–(CH2)2–S–R1–]n– (6), в которой каждый R1 независимо выбран из С2-10 алкандиила, C6-8 циклоалкандиила, С6-10 алканциклоалкандиила, С5-8 гетероциклоалкандиила и –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, где s является целым числом 2-6; q является целым числом 1-5; r является целым числом 2-10; каждый R3 независимо выбран из водорода и метила; и каждый Х независимо выбран из -О-, -S-, -NН- и -N(-CH3)-; каждый R2 независимо выбран из C1-10 алкандиила, C6-8 циклоалкандиила, С6-14 алканциклоалкандиила и –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, где s, q, r, R3 и Х имеют значения, определенные для R1; m является целым числом 0-50; n является целым числом 1-60; и p является целым числом 2-6; и (с) фосфинный катализатор.

Изобретение относится к высококонцентрированным безводным аминным солям углеводородполиалкоксисульфатов, причем эти соли выбраны из группы замещенных аминов, предпочтительно алканоламинов. Высококонцентрированная и текучая при 25°С композиция аминных солей углеводородполиалкоксисульфатов для хранения и транспортировки в виде высококонцентрированной композиции и применения для повышения нефтеотдачи пластов после ее разбавления содержит (A) более 80 мас.% аминных солей углеводородполиалкоксисульфатов с формулой где один, два или три из заместителей R1, R2 и R3 независимо друг от друга выбраны из группы, содержащей алкил, содержащий от 1 до 14 атомов углерода, алкенил, содержащий от 3 до 18 атомов углерода, гидроксиалкил, содержащий 3 или 4 атома углерода, два или три заместителя являются гидроксиалкилами, содержащими 2 атома углерода, и их смеси, причем гидроксиалкил может быть алкоксилирован, и причем каждый из остальных заместителей представляет собой водород; и R4 является одним или более различными углеводородами, содержащими от 10 до 36 атомов углерода; необязательно в смеси с менее чем 20 мас.% указанных аминных солей углеводородполиалкоксисульфатов, в которых алкоксигруппы являются исключительно ЕО-группами; (B) по меньшей мере от 0,1 до менее чем 5 мас.% несульфатированного полиалкоксилированного углеводорода R4-O-[EO,PO,AO]n-H или смеси; (С) до менее чем 5 мас.% несульфатированного гидроксиуглеводорода R4-ОН или смеси; причем (В) и (С) совместно составляют от 0,1 до 10 мас.% композиции; причем композиция содержит менее 2 мас.% воды, и число n алкоксигрупп ЕО, РО, АО совместно лежит в диапазоне от 1 до 16, и алкоксигруппы выбраны из от 1 до 16 пропоксигрупп (РО) и, необязательно, одной или более из групп от 0 до 15 этоксигрупп (ЕО) и от 0 до 10 алкиленоксигрупп (АО), содержащих от 4 до 12 атомов углерода, и алкоксигруппы распределены статистически или сгруппированы в блоки, или и то, и другое.

Изобретение относится к серосодержащему аддукту, являющемуся акцептором Михаэля, содержащему аддукт формулы (3) в форме простого политиоэфира, являющегося акцептором Михаэля, аддукт формулы (3a) в форме простого политиоэфира, являющегося акцептором Михаэля, и их сочетание:R6 -S -R1 -[ -S -(CH2)p -O -(R2 -O)m -(CH2)2 -S -R1 -]n -S -R6 (3);{R6 -S -R1 -[ -S -(CH2)p -O -(R2 -O)m -(CH2)2 -S -R1 -]n -S- V’ -}zB (3a),в которых каждый R1 независимо выбран из C2-10-алкандиила, C6-8-циклоалкандиила, C6-10-алканциклоалкандиила, C5-8-гетероциклоалкандиила и -[( -CHR3 -)s -X -]q -( -CHR3 -)r -, где s является целым числом от 2 до 6; q является целым числом от 1 до 5; r является целым числом от 2 до 10; каждый R3 независимо выбран из водорода и метила; и каждый X независимо выбран из -O -, -S - и –NR–, при этом R выбран из водорода и метила; каждый R2 независимо выбран из C1-10-алкандиила, C6-8-циклоалкандиила, C6-14-алканциклоалкандиила и -[( -CHR3 -)s -X -]q -( -CHR3 -)r -, при этом s, q, r, R3 и X являются такими, как описаны для R1; m является целым числом от 0 до 50; n является целым числом от 1 до 60; p является целым числом от 2 до 6; B представляет собой ядро z-валентного, сообщающего полифункциональность реагента B(-V)z с концевыми винильными группами, в котором z является целым числом от 3 до 6; и каждый V представляет собой группу, заключающую в себе группу, реакционноспособную в отношении тиольных групп; и каждый -V’ получен по реакции -V с тиолом; и каждый R6 независимо представляет собой фрагмент, содержащий концевую 1-(этиленсульфонил)-n- (винилсульфонил)алканольную группу, а также раскрыто применение химических составов, отверждающихся посредством присоединения по Михаэлю, в случае композиций, содержащих серосодержащие полимеры, такие как простые политиоэфиры и полисульфиды, пригодные для вариантов применения в качестве аэрокосмического герметика.

Изобретение относится к отверждаемой полимерной композиции, предназначенной для получения композита, и композиционному материалу. Отверждаемая полимерная композиция содержит следующие компоненты: (A) компонент, представляющий собой предшественник термореактивной бисмалеимидной смолы, полученный в результате реакции малеинового ангидрида и диамина, выбранного из толуолдиаминов, метилендианилинов, 1,3- и 1,4-фенилендиаминов, диаминодифенилизопропилиденов, диаминодифенилкетонов, диаминодифенилоксидов, диаминодифенилсульфидов и C2-20 алкилендиаминов; (B) арилсульфонсодержащий бисмалеимидный компонент и (C) полиарилсульфоновый термопластичный агент, повышающий сопротивление разрушению, который не содержит малеимидных боковых и/или концевых групп.

Описан простой сульфонсодержащий политиоэфир, содержащий фрагмент формулы (1): , где: каждое А независимо представляет собой фрагмент формулы (2): , где: каждый R1 независимо содержит С2-10 алкандиил, С6-8 циклоалкандиил, С6-10 алканциклоалкандиил, С5-8 гетероциклоалкандиил, или -[(-CHR3-)s-X-]q-(-CHR3-)r-, где: s является целым числом от 2 до 6; q является целым числом от 1 до 5; r является целым числом от 2 до 10; каждый R3 независимо содержит водород или метил; и каждый X независимо содержит -О-, -S- и -NR5-, где R5 содержит водород или метил; и каждый R2 независимо содержит С1-10 алкандиил, С6-8 циклоалкандиил, С6-14 алканциклоалкандиил или -[(-CHR3-)s-X-]q-(-CHR3-)r-, где s, q, r, R3 и X являются такими, как указано для R1; m является целым числом от 0 до 50; n является целым числом от 1 до 60; и р является целым числом от 2 до 6.

Настоящее изобретение относится к грязеотталкивающим и устойчивым к действию микробов изделиям, которые включают основу, порошковое покрытие, нанесенное на основу, где порошковое покрытие может включать сшитое полимерное связующее. Композиция порошкового покрытия с грязе- и маслоотталкивающими свойствами включает смесь: полимерной смолы, выбранной из полиэфирной смолы, полиуретановой смолы, эпоксидной смолы и полиэфируретанакрилатной смолы, и имеющей температуру стеклования (Tg) в диапазоне от 45°C до 80°C, сшивающего агента, выбранного из полиольных соединений, соединений - поликарбоновых кислот, полиизоцианатных соединений и эпоксифункциональных соединений, и жидкого носителя, и жидкого анионогенного фторсодержащего поверхностно-активного вещества, имеющего содержание твердого вещества 13%-15%, содержащего по меньшей мере одну фосфатную группу, имеющего величину pH от 1 до 5 и температуру плавления в диапазоне от 50°C до 70°C.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2020-08-31 2021-10-19T10:00:49
Наверх