×
13.01.2017
217.015.74ac

ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ 3D-ПЕЧАТИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области трехмерной печати и касается электропроводящей полимерной композиции для 3D-печати. Композиция состоит из полимерной матрицы и углеродного наполнителя. В качестве полимерной матрицы используется поливинилацетат, а в качестве углеродного наполнителя используется технический углерод при следующем соотношении массовых частей: поливинилацетат - 30-97, технический углерод - 3-70. Технический результат заключается в увеличении электропроводности и показателя текучести расплава. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области получения электропроводящих полимерных композиций, используемых для изготовления токопроводящих материалов, предназначенных для 3D-печати.

Изобретение может применяться для производства 3D-печатных электропроводящих материалов, таких как механосенсоры, приборы емкостного обнаружения, автоматизированные динамичные механизмы.

Известны электропроводящие полимерные композиции на основе акрилонитрил-бутадиен-стирола и технического углерода марок П803, П805Э и Printex ХЕ-2В, применяемые для изготовления трехмерных объектов методом 3D-печати. [Simon J. Leigh, Robert J. Bradley, Christopher P. Purssell and others. A simple, low-cost conductive composite material for 3D printing of electronic sensors. PLOSONE, November 2012. - V. 7 - №11.]

Недостатком указанной полимерной композиции является низкая электропроводность и текучесть вследствие использования наполненного акрилонитрил-бутадиен-стирола.

Наиболее близкими к предлагаемой электропроводящей композиции являются электропроводящие композиции [Абдуллин М.И., Басыров А.А., Гадеев А.С. и др. Сравнение электропроводности токопроводящих полимерных композиций, наполненных техническим углеродом и углеродными волокнами. Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов, 2014, №8 (98), с. 95-99], содержащие полипропилен и полиэтилен, стирол-бутадиеновый сополимер, технические углероды марок П805Э, Printex ХЕ-2В и УВИС АК-П, в следующих вариантах:

1. Полиэтилен марки 2287 с техническим углеродом (ТУ) марки П805Э со степенью наполнения 40-70%;

2. Полипропилен марки 01270 с ТУ марки УВИС АК-П со степенью наполнения 10-70%;

3. Полиэтилен марки 2287 с ТУ марки Printex XE-2B со степенью наполнения 5-20%;

4. Полипропилен марки 01270 с ТУ марки Printex XE-2B со степенью наполнения 5-20%;

5. Стирол-бутадиеновый сополимер марки LG-501 с ТУ марки Printex XE-2B со степенью наполнения 10-25%.

Недостатком данных электропроводящих композиций является низкий показатель текучести расплавов полимерных композиций (менее 2,5 г/10 мин), что не позволяет осуществлять изготовление на их основе трехмерных объектов методом 3D-печати.

Техническим результатом изобретения является увеличение электропроводности и показателя текучести расплава для полимерных композиций, предназначенных для 3D-печати.

Указанный технический результат достигается тем, что полимерная композиция дополнительно содержит поливинилацетат в количестве от 30 до 97 масс. %. Электропроводящая полимерная композиция содержит компоненты в следующем соотношении, масс. %.:

технический углерод - 3-70;

поливинилацетат - 30-97.

В качестве технического углерода могут использоваться технические углероды марок ТУ П803, ТУ П805Э, Printex ХЕ-2В или углеродные волокна марки УВИС АК-П.

В результате введения в полимерную композицию поливинилацетата, существенно увеличивается электропроводность и показатель текучести расплава электропроводящих полимерных композиций.

Полимерную композицию получают следующим образом.

В реактор загружают 3-70 масс. %. технического углерода, 30-97 масс. %. поливинилацетата. Композиции смешивают в металлическом цилиндре в течение 12 мин при скорости перемешивания 440 мин-1.

Получаемые порошкообразные композиции помещают в лабораторный одношнековый экструдер при температуре материального цилиндра 190°C, с последующим дроблением экструдата.

Измерение удельной электропроводности приготовленных таким образом полимерных композиций проводят на цилиндрических образцах длиной около 20 мм и диаметром 4 мм контактным способом. Измерение показателя текучести расплава (ПТР) полимерных композиций проводят на экструзионном пластографе ИИРТ-2М. Значение электропроводности и ПТР полимерных композиций определяют по ГОСТ 11645-73.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

В реактор загружают 90 масс. %. поливинилацетата, 10 масс. %. гранулированного технического углерода. Композиции смешивают в металлическом цилиндре в течение 12 мин при скорости перемешивания 440 мин-1. Получаемые порошкообразные композиции гранулируют на лабораторном одношнековом экструдере при температуре материального цилиндра 190°C с последующим дроблением экструдата. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 5×10-7 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 11,89 г/10 мин.

Пример 2

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 80, технический углерод марки ТУ П803 - 20. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 3,9×10-5 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 10,57 г/10 мин.

Пример 3

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 70, технический углерод марки ТУ П803 - 30. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 5,3×10-3 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 5,47 г/10 мин.

Пример 4

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 60, технический углерод марки ТУ П803 - 40. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 1,6×10-1 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 2,86 г/10 мин.

Пример 5

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 50, технический углерод марки ТУ П803 - 50. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 1,7×10-1 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 2,30 г/10 мин.

Пример 6

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 60, технический углерод марки ТУ П805Э - 40. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 5×10-7 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 2,31 г/10 мин.

Пример 7

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 50, технический углерод марки ТУ П805Э - 50. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 5×10-7 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 1,74 г/10 мин.

Пример 8

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 40, технический углерод марки ТУ П805Э - 60. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 2,8×10-5 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 1,03 г/10 мин.

Пример 9

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 35, технический углерод марки ТУ П805Э - 65. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 5,9×10-4 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 0,73 г/10 мин.

Пример 10

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 30, технический углерод марки ТУ П805Э - 70. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 4,3×10-1 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 0,22 г/10 мин.

Пример 11

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 95, углеродные волокна марки УВИС АК-П - 5. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 2,00×10-6 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 7,80 г/10 мин.

Пример 12

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 90, углеродные волокна марки УВИС АК-П - 10. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 8,3×10-6 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 3,70 г/10 мин.

Пример 13

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 85, углеродные волокна марки УВИС АК-П - 15. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 3,8×10-5 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 1,00 г/10 мин.

Пример 14

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 80, углеродные волокна марки УВИС АК-П - 20. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 1,8×10-4 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 0,01 г/10 мин.

Пример 15

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 70, углеродные волокна марки УВИС АК-П - 30. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 1,5×10-3 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава менее 0,01 г/10 мин.

Пример 16

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 60, углеродные волокна марки УВИС АК-П - 40. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 2,00×10-6 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава менее 0,01 г/10 мин.

Пример 17

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 50, углеродные волокна марки УВИС АК-П - 50. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 7,8×10-4 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава менее 0,01 г/10 мин.

Пример 18

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 97, технический углерод марки Printex ХЕ-2В - 3. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 4×10-7 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 8,86 г/10 мин.

Пример 19

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 95, технический углерод марки Printex ХЕ-2В - 5. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 5×10-7 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 8,70 г/10 мин.

Пример 20

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 90, технический углерод марки Printex ХЕ-2В - 10. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 5,3×10-3 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 4,30 г/10 мин.

Пример 21

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 85, технический углерод марки Printex ХЕ-2В - 15. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 1,6×10-1 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 1,60 г/10 мин.

Пример 22

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 80, технический углерод марки Printex ХЕ-2В - 20. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 1,7×10-1 (Ом × мм2/см)-1, показатель текучести расплава 0,60 г/10 мин.

Пример 23

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 29, технический углерод марки П805Э - 71. Электропроводность полученной полимерной композиции составляет 4,2×10-1 (Ом × мм2/см)-1, расплав полимерной композиции не проявляет текучести.

Пример 24

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, масс. %: поливинилацетат - 98, технический углерод марки Printex ХЕ-2В - 2. Полученная полимерная композиция не обладает электропроводностью, показатель текучести расплава 10,4 г/10 мин.

Из данных табл. 1 следует, что электропроводящие полимерные композиции, получаемые с использованием поливинилацетата, обеспечивают по сравнению с прототипом существенно более высокую электропроводность и показатель текучести расплава.

Таким образом, дополнительное введение поливинилацетата позволяет увеличить электропроводность и показатель текучести расплава полимерных композиций.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 107 items.
20.01.2013
№216.012.1cb4

Применение органической соли для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья и способ увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслям промышленности и может быть использовано для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья. В качестве добавки для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья в термокаталитических процессах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472842
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.02.2013
№216.012.2ab8

Полимерная композиция

Изобретение относится к области химической технологии пластмасс, в частности к полимерным композициям для пленочных материалов и ПВХ-пластикатов. Полимерная композиция для пленочных материалов содержит суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, металлсодержащий стабилизатор и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476463
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.04.2013
№216.012.3a64

Способ получения анизотропного волокнообразующего нефтяного пека экстракцией ароматическими и гетероциклическими соединениями

Изобретение относится к способам получения анизотропного нефтяного волокнообразующего пека и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа получения анизотропного нефтяного пека путем термообработки изотропного нефтяного пека в инертной атмосфере...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480509
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.06.2013
№216.012.4627

Средство для борьбы с грибковыми заболеваниями сельскохозяйственных культур

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Средство для борьбы с грибковыми заболеваниями сельскохозяйственных культур Bipolaris sorokiniana, Fusarium oxsporium и Aspergillus niger включает активное вещество дитиазинанового ряда - α,ω-бис-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)-3-оксопентан формулы (1) в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483539
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.06.2013
№216.012.5039

Способ получения наночастиц металлов

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения наночастиц металлов для использования в термокаталитических процессах переработки углеводородного сырья. Способ получения наночастиц металлов включает восстановление их из органической соли металла в условиях термического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486130
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.5086

Способ получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, в частности к получению полимерных продуктов, содержащих в составе макромолекул эпоксидные группы. Предложен способ получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов, заключающийся во взаимодействии раствора полимера в органическом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486207
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.5089

Способ получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов

Настоящее изобретение относится к получению полимерных продуктов на основе 1,2-полибутадиенов, содержащих в составе макромолекул эпоксидные группы. Описан способ получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов, заключающийся во взаимодействии раствора полимера в органическом растворителе с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486210
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.07.2013
№216.012.56ee

Способ получения 2,2-бис-(карбокси)-1,3-пропандикарбоновой кислоты окислением пентаэритрита

Изобретение относится к способу получения 2,2-бис-(карбокси)-1,3-пропандикарбоновой кислоты (метантетракарбоновой кислоты, МТКК). Способ осуществляют путем окисления пентаэритрита раствором перманганата калия, взятых в мольном соотношении перманганат калия:пентаэритрит, равном (6,4-6,6):1, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487862
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.07.2013
№216.012.59c2

Способ поверхностной модификации эпоксидными группами 1,2-полибутадиенов

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, в частности к получению полимерных продуктов, содержащих в составе макромолекул эпоксидные группы. Способ получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов заключается во взаимодействии полимера с эпоксидирующим агентом, содержащим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488599
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.59f2

Способ ингибирования коррозии металлов

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано при защите оборудования и трубопроводов, контактирующих со сточными водами в нефтяной отрасли промышленности. Способ включает добавление ингибитора в водные среды, в качестве которого используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488647
Дата охранного документа: 27.07.2013
Showing 1-10 of 111 items.
20.01.2013
№216.012.1cb4

Применение органической соли для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья и способ увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслям промышленности и может быть использовано для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья. В качестве добавки для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья в термокаталитических процессах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472842
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.04.2013
№216.012.3a64

Способ получения анизотропного волокнообразующего нефтяного пека экстракцией ароматическими и гетероциклическими соединениями

Изобретение относится к способам получения анизотропного нефтяного волокнообразующего пека и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа получения анизотропного нефтяного пека путем термообработки изотропного нефтяного пека в инертной атмосфере...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480509
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.06.2013
№216.012.5039

Способ получения наночастиц металлов

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения наночастиц металлов для использования в термокаталитических процессах переработки углеводородного сырья. Способ получения наночастиц металлов включает восстановление их из органической соли металла в условиях термического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486130
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.5086

Способ получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, в частности к получению полимерных продуктов, содержащих в составе макромолекул эпоксидные группы. Предложен способ получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов, заключающийся во взаимодействии раствора полимера в органическом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486207
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.5089

Способ получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов

Настоящее изобретение относится к получению полимерных продуктов на основе 1,2-полибутадиенов, содержащих в составе макромолекул эпоксидные группы. Описан способ получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов, заключающийся во взаимодействии раствора полимера в органическом растворителе с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486210
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.07.2013
№216.012.56ee

Способ получения 2,2-бис-(карбокси)-1,3-пропандикарбоновой кислоты окислением пентаэритрита

Изобретение относится к способу получения 2,2-бис-(карбокси)-1,3-пропандикарбоновой кислоты (метантетракарбоновой кислоты, МТКК). Способ осуществляют путем окисления пентаэритрита раствором перманганата калия, взятых в мольном соотношении перманганат калия:пентаэритрит, равном (6,4-6,6):1, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487862
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.07.2013
№216.012.59c2

Способ поверхностной модификации эпоксидными группами 1,2-полибутадиенов

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, в частности к получению полимерных продуктов, содержащих в составе макромолекул эпоксидные группы. Способ получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов заключается во взаимодействии полимера с эпоксидирующим агентом, содержащим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488599
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.59f2

Способ ингибирования коррозии металлов

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано при защите оборудования и трубопроводов, контактирующих со сточными водами в нефтяной отрасли промышленности. Способ включает добавление ингибитора в водные среды, в качестве которого используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488647
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.59f3

Способ ингибирования коррозии металлов

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано при защите оборудования и трубопроводов, контактирующих со сточными водами, в нефтяной отрасли промышленности. Способ включает добавление в водные среды ингибитора коррозии, в качестве которого используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488648
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5cb3

Способ получения сульфата аммония

Изобретение относится к производству сульфата аммония, который может быть использован в качестве азотного удобрения в сельском хозяйстве. Способ получения включает нейтрализацию раствора, содержащего сульфат железа и серную кислоту, отделение полученного осадка гидроксида железа с получением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489352
Дата охранного документа: 10.08.2013
+ добавить свой РИД