×
13.02.2018
218.016.1f38

Электропроводящая металлонаполненная полимерная композиция для 3D-печати (варианты)

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может применяться для производства 3D-печатных электропроводящих материалов, таких как механосенсоры, приборы емкостного обнаружения, автоматизированные динамичные механизмы. Электропроводящая полимерная композиция в качестве полимерной основы содержит полимер стирол-бутадиен-стирола (СБС) в количестве 10 мас.%, в качестве токопроводящего металлического наполнителя - припой марки ПОС-63 или свинец в количестве 40 мас.%, а в качестве пластификатора - масло ПН-6Ш в количестве 50 мас.%. Вариант композиции в качестве полимерной основы содержит СБС в количестве 10-20 мас.%, в качестве токопроводящего металлического наполнителя – медь или алюминий в количестве 30-40 мас.%, а в качестве пластификатора - масло ПН-6Ш в количестве 50 мас.%. Техническим результатом изобретения является увеличение электропроводности и показателя текучести расплава для полимерных композиционных материалов, предназначенных для 3D-печати. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 16 пр.
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 меди и термопластов или эпоксидных смол, применяемые для изготовления электронных объектов [Conductive polymer composites. Patent US 20080272344 A1, №12/077,812].

Недостатком указанной полимерной композиции является низкая электропроводность и текучесть вследствие использования наполненного полимера.

Наиболее близкими к предлагаемой электропроводящей композиции являются электропроводящие композиции [Абдуллин М.И., Басыров А.А., Николаев А.В. Металлополимерные композиции для 3D-печати // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. 2015. №11 (18).] на основе поливинилацетата марки М10 и металлического наполнителя (свинец марки ПС, никель марки А-2, медь марки ПМУ, алюминий марки ПАД-4), следующего состава, мас %:

1. Поливинилацетат марки М10 - свинец марки ПС со степенью наполнения 0-50%;

2. Поливинилацетат марки М10 - никель марки А-2 со степенью наполнения 0-70%

3. Поливинилацетат марки М10 - медь марки ПМУ со степенью наполнения 0-70%;

4. Поливинилацетат марки М10 - алюминий марки ПАД-4 со степенью наполнения 0-70%

Недостатком данных электропроводящих композиций является низкая электропроводность (менее 1⋅10-4 (Ом×мм2/см)-1), что не позволяет осуществлять изготовление на их основе токопроводящих трехмерных объектов методом 3D-печати.

Техническим результатом изобретения является получение полимерных композиций с повышенной электропроводностью и технологичностью, предназначенных для 3D-печати.

Указанный технический результат достигается тем, что в качестве полимерной основы электропроводящей композиции используется стирол-бутадиен-стирол сополимер СБС, в качестве токопроводящего порошки - металлические наполнители: ПОС-63, свинца, алюминия, меди. Предлагаемая композиция дополнительно содержит пластификатор - масло ПН-6Ш.

Токопроводящий порошок ПОС-63 представляет собой оловянно-свинцовый сплав. Состав: олово - 63%; свинец - 27% (ТУ 48-13-39-89). Масло ПН-6Ш (ТУ 38.1011217-89) - нефтяной пластификатор, представляет собой концентрат ароматических углеводородов. Его получают путем компаундированиия экстрактов селективной (фенольной) очистки масляных фракций нефти.

Использование в составе электропроводящей композиции СБС позволяет существенно увеличить электропроводность и показатель текучести расплава электропроводящих полимерных композиций по сравнению с прототипом.

Электропроводящую полимерную композицию получают следующим образом.

В реактор загружают 20-40 мас % металлического наполнителя; 10-30 мас % СБС; 50 мас % масла ПН-6Ш. Компоненты смешивают в металлическом смесителе, снабженном механической мешалкой, в течение 12 мин при скорости перемешивания 440 мин-1.

Порошкообразную получаемую композицию загружают в лабораторный одношнековый экструдер (D/L=15 см, глубина витка 16,5 мм, ширина гребня 20 мм) и получают экструдат при температуре материального цилиндра 150°С и скорости вращения шнека 30 мин-1.

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 полимерных композиций проводят на экструзионном пластографе ИИРТ-АМ. Значение электропроводности и ПТР полимерных композиций определяют по ГОСТ 11645-73.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

В смеситель загружают 30 мас % СБС; 20 мас % ПОС-63; 50 мас % масла ПН-6Ш. Композицию смешивают в смесителе в течение 12 мин при скорости перемешивания 440 мин-1. Полученную порошкообразную композицию гранулируют на лабораторном одношнековом экструдере при температуре 150°С. Полученная полимерная композиция не обладает электропроводностью, показатель текучести расплава 3,7 г/10 мин.

Пример 2.

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, мас %: СБС - 20; ПОС-63 - 30; масло ПН-6Ш - 50. Полученная полимерная композиция не обладает электропроводностью, показатель текучести расплава 0,5 г/10 мин.

Пример 3.

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, мас %: СБС - 10; ПОС-63 - 40; масло ПН-6Ш - 50. Электропроводность полимерной композиции составляет 1,2×10-2 (Ом×мм2/см)-1, показатель текучести расплава 0,2 г/10 мин.

Пример 4.

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, мас %: СБС - 5; ПОС-63 - 45; масло ПН-6Ш - 50. Электропроводность полимерной композиции составляет 0,20 (Ом×мм2/см)-1, расплав полимерной композиции не проявляет текучести.

Пример 5.

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, мас %: СБС - 30; свинец - 20; масло ПН-6Ш - 50. Полученная полимерная композиция не обладает электропроводностью, показатель текучести расплава 1,53 г/10 мин.

Пример 6.

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, мас %: СБС - 20, свинец - 30; масло ПН-6Ш - 50. Полученная полимерная композиция не обладает электропроводностью, показатель текучести расплава 0,3 г/10 мин.

Пример 7.

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, мас %: СБС - 10, свинец - 40; масло ПН-6Ш - 50. Электропроводность полимерной композиции составляет 2,2×10-2 (Ом×мм2/см)-1, показатель текучести расплава 0,1 г/10 мин.

Пример 8.

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, мас %: СБС - 5, свинец - 45; масло ПН-6Ш - 50. Электропроводность полимерной композиции составляет 0,21 (Ом×мм2/см)-1, расплав полимерной композиции не проявляет текучести.

Пример 9.

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, мас %: СБС - 30; медь - 20; масло ПН-6Ш - 50. Полученная полимерная композиция не обладает электропроводностью, показатель текучести расплава 2,8 г/10 мин.

Пример 10.

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, мас %: СБС - 20; медь - 30; масло ПН-6Ш - 50. Электропроводность полимерной композиции составляет 1,7×10-2 (Ом×мм2/см)-1, показатель текучести расплава 0,9 г/10 мин.

Пример 11.

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, мас %: СБС - 10; медь - 40; масло ПН-6Ш - 50. Электропроводность полимерной композиции составляет 6,5×10-2 (Ом×мм2/см)-1, показатель текучести расплава 0,3 г/10 мин.

Пример 12.

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, мас %: СБС - 5; медь - 45; масло ПН-6Ш - 50. Электропроводность полимерной композиции составляет 0,11 (Ом×мм2/см)-1, расплав полимерной композиции не проявляет текучести.

Пример 13.

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, мас %: СБС - 30; алюминий - 20; масло ПН-6Ш - 50. Полученная полимерная композиция не обладает электропроводностью, показатель текучести расплава 3 г/10 мин.

Пример 14.

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, мас %: СБС - 20; алюминий - 30; масло ПН-6Ш - 50. Электропроводность полимерной композиции составляет 1,1×10-2 (Ом×мм2/см)-1, показатель текучести расплава 0,4 г/10 мин.

Пример 15.

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, мас %: СБС - 10; алюминий - 40; масло ПН-6Ш - 50. Электропроводность полимерной композиции составляет 3,6×10-2 (Ом×мм2/см)-1, показатель текучести расплава 0,1 г/10 мин.

Пример 16.

В условиях примера 1 при следующей загрузке компонентов, мас %: СБС - 5; алюминий - 45; масло ПН-6Ш - 50. Электропроводность полимерной композиции составляет 0,1 (Ом×мм2/см)-1, расплав полимерной композиции не проявляет текучести.

Таким образом, использование в качестве полимерной основы СБС позволяет получить полимерные композиции с повышенной электропроводностью и технологичностью, предназначенные для изготовления трехмерных объектов методом 3D-печати, который предполагает нанесение электропроводящего полимерного слоя в виде расплава.

Использование в качестве пластификатора масла ПН-6Ш увеличивает эластичность металлонаполненных композиций при их переработке и эксплуатации.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 45.
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
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
№216.012.5086

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
20.03.2014
№216.012.ac21

Способ получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, в частности 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 полимера с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509780
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.03.2014
№216.012.ac22

Способ получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов

Настоящее изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, в частности 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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509781
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.05.2014
№216.012.c3ba

Способ получения клеевой композиции для липких поливинилхлоридных лент, содержащей гидроксилированные 1,2-полибутадиены

Изобретение относится к области получения клеевых композиций, используемых в производстве липких поливинилхлоридных (ПВХ) лент; предназначенных для обмотки газо- и нефтепроводов в качестве изолирующего и защитного покрытия, а также для проведения ремонтных работ. Клеевая композиция включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515865
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c62c

Способ получения клеевой композиции для липких поливинилхлоридных лент, содержащей эпоксидированные 1,2-полибутадиены

Изобретение относится к области получения клеевых композиций, используемых в производстве липких поливинилхлоридных (ПВХ) лент, предназначенных для обмотки газо- и нефтепроводов в качестве изолирующего и защитного покрытия, а также для проведения ремонтных работ. Клеевая композиция включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516491
Дата охранного документа: 20.05.2014
Показаны записи 1-10 из 34.
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
20.03.2014
№216.012.ac21

Способ получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, в частности 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 полимера с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509780
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.03.2014
№216.012.ac22

Способ получения эпоксидированных 1,2-полибутадиенов

Настоящее изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, в частности 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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509781
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.05.2014
№216.012.c3ba

Способ получения клеевой композиции для липких поливинилхлоридных лент, содержащей гидроксилированные 1,2-полибутадиены

Изобретение относится к области получения клеевых композиций, используемых в производстве липких поливинилхлоридных (ПВХ) лент; предназначенных для обмотки газо- и нефтепроводов в качестве изолирующего и защитного покрытия, а также для проведения ремонтных работ. Клеевая композиция включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515865
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c62c

Способ получения клеевой композиции для липких поливинилхлоридных лент, содержащей эпоксидированные 1,2-полибутадиены

Изобретение относится к области получения клеевых композиций, используемых в производстве липких поливинилхлоридных (ПВХ) лент, предназначенных для обмотки газо- и нефтепроводов в качестве изолирующего и защитного покрытия, а также для проведения ремонтных работ. Клеевая композиция включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516491
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.06.2014
№216.012.d5bb

Способ получения нерастворимого в воде серосодержащего биополимера на основе хитозана

Изобретение относится к области органического синтеза. Способ получения не растворимого в воде серосодержащего биополимера на основе хитозана включает взаимодействие хитозана с тиометилирующим агентом, предварительно полученным насыщением раствора формальдегида газообразным HS, при мольном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520493
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.12.2014
№216.013.0f75

Способ получения фосфорилированных 1,2-полибутадиенов

Изобретение относится к получению полимерных продуктов, содержащих в составе макромолекул фосфатные группы. Предложен способ получения фосфорилированных 1,2-полибутадиенов, заключающийся во взаимодействии раствора полимера с фосфорилирующим агентом, при этом в фосфорилирующий агент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535374
Дата охранного документа: 10.12.2014
+ добавить свой РИД