×
09.05.2019
219.017.4a5b

Композиционный материал

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002686916
Дата охранного документа
06.05.2019
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области создания композиционного материала предназначенных в качестве суперконструкционных материалов, используемых в 3D-печати методом послойного наплавления (FDM), то есть создание трехмерных объектов за счет нанесения последовательных слоев материала, повторяющих контуры цифровой модели. Описан композиционный материал по настоящему изобретению, который получают путем экструзиооного смешения полифениленсульфона (ПФСн) с температурой стеклования 200,5°С, с высокомолекулярным ПФСн с температурой стеклования 214°С совместно с наполнителем на основе молотых углеродных волокон. Технический результат состоит в том, что полученный композиционный материал, предназначенный для 3D печати, обладает улучшенными механическими характеристиками. 1 н.п. ф-лы, 5 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области создания композиционного материала предназначенных в качестве суперконструкционных материалов, используемых в 3D-печати методом Fused deposition modeling (FDM), то есть создание трехмерных объектов за счет нанесения последовательных слоев материала, повторяющих контуры цифровой модели.

Наука и инноватика регулярно предлагают новые материалы для 3D-печати. Базовой наукой, поставляющей производителям 3D-принтеров большую часть сырья для прототипирования по-прежнему остается композиционные материалы на основе полифениленов. На данный момент, очень сложно представить себе более практичный и дешевый «расходник» для создания прототипов, чем производные высокомолекулярной химической технологии. Однако, современные требования к создаваемым изделиям, заставляют исследователей искать решения, в области создания композиционного материала обладающих улучшенными характеристиками.

Свойства напечатанных образцов находятся в прямой зависимости от степени сплавления нитей. Для достижения хорошего качества печати и достаточной плотности напечатанных образцов, обеспечивающих высокие физико-механические свойства, встает задача по оптимизации реологических свойств материала. Особенно это актуально для волокнонаполненных композиционных материалов, так как волокнистые наполнители значительно повышают вязкость расплава, что приводит к недостаточному сцеплению нитей при 3D-печати и, соответственно, к низким физико-механическим свойствам. Исходя из этого, существующие промышленные марки волокнонаполненных полимерных материалов перерабатываются только традиционными методами (литьем, экструзией, прессованием) и непригодны для 3D-печати.

Из уровня техники известен патент на изобретение US 6495615 от 16.02.2001 г., относящийся к композиционным материалом с улучшенной ударной вязкостью, содержащей: а) термопластичную полиэфирсульфоновую смолу и б) стекловолокно, обработанное полиолефиновым воском. Стеклянная смесь полиэфирсульфоновой смолы обладает высоким модулем и улучшенной ударной вязкостью. Основным недостатком указанной композиции является использование стекловолокна, дополнительно обработанное воском, которое влечет за собой пределенную сложность технологического процесса получения композита.

Заявка на изобретение ЕР 20060118409 от 03.08.2006 г. раскрывает полимер в состав которого входят полиарилэфиркетон (выбранный из полиэфирэфиркетонов, полиэфиркетекетонов и сополимеров полиэфиртеркетон-полиэфиркетонкетона), полифенилсульфона, армирующего волокна, а так же цинк содержащее волокно. В качестве полифениленсульфонов используется полимер таких торговых марок, как REDEL R-5100 NT и REDEL R-5000 NT.

Недостатком способа получения по настоящему изобретению является использование дорогостоящего полиариленэфиркетона, который повышает стоимость конечного продукта. Так же в качестве недостатка можно указать большое количество наполнителя, до 75 масс. %., ведь как известно очень трудно получить высокое содержание наполнителя в композите, так как требуется большое количество полимера для смачивания суммарной поверхности частиц этого наполнителя.

Наиболее близким по сущности и предлагаемому эффекту является композиционный материал по заявке на изобретение WO 2014202673 от 24.12.2014 г. описывающий Композицию, включающую в себя от 1 до 90 мас. % по меньшей мере одного полиэфиримидного полимера, от 5 до 94 мас. % по меньшей мере одного полифенилсульфонового полимера и от 5 до 75 мас. %. по меньшей мере одного волокнистого армирующего наполнителя (стекловолокно или углеродное волокно). В качестве полимерсульфонового полимера автор изобретения предполагает использование РАДЭЛ RG-5010 и РАДЭЛ RG-5030 с температурой стеклования 220°С, от производителя Solvay Specialty Polymers USA.

Задачей настоящего изобретения является создание композиционного материала предназначенных для 3D печати с улучшенными механическими характеристиками.

Задача решается путем получения композиционного материала на основе полифениленсульфона (ПФСн) с температурой стеклования 200,5°С, с высокомолекулярным ПФСн с температурой стеклования 214°С совместно с наполнителем на основе молотых углеродных волокон. Композиционный материал по изобретению состоит из матричного полимера со специально подобранными реологическими свойствами, который представляет собой смесь полимеров с определенными значениями молекулярной массы. При наполнении данной смеси углеродными волокнами, композиционный материал сохраняет высокую текучесть расплава, что обеспечивает высококачественную печать. Модуль упругости образцов напечатанных из армированных материалов превосходит соответствующее свойство образцов из ненаполненного полимера примерно на 250%.

Получение композиционных материалов производилось методом экструзионного смешения в расплаве на двухшнековом микроэкструдере Twin Tech Screw 10 mm (Великобритания). Режимы экструдирования представлены в табл. 1.

Перед экструзией компоненты сушились в вакуумном шкафу при температуре 150°С, в течении 10 часов, затем смешивались на высокоскоростном смесителе при 700 об/мин., в течение 3 мин.

Технологический режим получения нити для 3D печати из данного состава приведен в таблице 1.

В качестве матрицы в композиционном материале использовалась смесь полифениленсульфона (ПФСн) с температурой стеклования 200,5°С, приведенной вязкостью 0,3 дл/г (ПТР при 350°С при нагрузке 5 кг - 95 г/10 мин) и молекулярной массой 28000 г/моль, с высокомолекулярным ПФСн с температурой стеклования 214°С, приведенной вязкостью 0,43 дл/г (ПТР при 350°С при нагрузке 5 кг - 40 г/10 мин) и молекулярной массой 44000 г/моль. В качестве наполнителя использовались молотые углеродные волокна с длиной волокон 0,2 мм в количестве 3-20 масс. %.

ПФСн с температурой стеклования 200,5°С и ПФСн с температурой стеклования 214°С в композиционном материале используются в соотношении 1:1 соответственно.

Композиционный материал получали методом экструзии, с одновременным получение нити с диаметром 1,75 мм для печати. Печать проводилась при различных значениях угла ориентации нитей и воздушного зазора. Основные механические свойства напечатанных образцов приведены в табл. 2-5.

Технический результат - получение композиционного материала с улучшенными механическими характеристиками для 3D-печати методом FDM, предназначенных в качестве суперконструкционных материалов

Композиционный материал для 3D-печати методом послойного наплавления (FDM), предназначенный в качестве суперконструкционных материалов на основе полифениленсульфона с температурой стеклования 200,5°С и наполнителем на основе молотых углеродных волокон, отличающийся тем, что также в качестве компонента смеси используется высокомолекулярный полифениленсульфон с температурой стеклования 214°С.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 91.
10.03.2013
№216.012.2df4

Электроизоляционная композиция

Изобретение относится к кабельной технике и может быть использовано для изоляции и оболочек кабелей и проводов, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности. Электроизоляционная композиция включает поливинилхлоридную композицию - И 40-13 А и содержит в качестве антипирена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477295
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.10.2013
№216.012.7616

Электроизоляционная композиция

Изобретение относится к области электротехники, а именно к кабельной технике и, в частности, к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженными горючестью, выделением дыма и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции внутренних и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495890
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.11.2013
№216.012.8642

Электроизоляционная композиция

Изобретение может быть использовано в кабельной технике для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности. Электроизоляционная композиция включает суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, дифенилолпропан,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500048
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.12.2013
№216.012.8a62

Электроизоляционная полимерная композиция

Изобретение относится к кабельной промышленности, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, выделением дыма в условиях горения и тления, предназначенных для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501108
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.04.2014
№216.012.bba6

Суперконцентрат и композиционные материалы на его основе

Изобретение относится к экологически чистым и экономически эффективным слоистосиликатным полимерным суперконцентратам и композиционным материалам на его основе и может быть использовано при создании качественных конструкционных изделий в автомобилестроении, кабельной, строительной и других...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513766
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.05.2015
№216.013.490f

Полипропиленовая композиция

Изобретение относится к полипропиленовым композициям, используемым для получения изделий литьем под давлением. Композиция содержит гомополимер полипропилена, блок-сополимер пропилена и этилена, сополимер этилена и винилацетата и минеральный наполнитель. Сочетание компонентов в определенном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550210
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.05.2015
№216.013.49cd

Высоконаполненная поливинилхлоридная композиция

Изобретение относится к поливинилхлоридным электроизоляционным композициям, применяемым в кабельной промышленности для производства изоляции, предназначенной для кабельно-проводникой продукции. Электроизоляционная композиция содержит суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550400
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.06.2015
№216.013.52db

Полимерная композиция на основе полиэтилентерефталата

Изобретение относится к полимерным композициям на основе полиэтилентерефталата, которые могут применяться при производстве бутылок, контейнеров различного назначения, пленочных изделий, волокон. Полимерная композиция на основе полиэтилентерефталата содержит 3-10 вес.% полигидроксиэфира с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552732
Дата охранного документа: 10.06.2015
27.07.2015
№216.013.65a1

Нанокомпозитный полиамидный материал, обладающий повышенными барьерными свойствами

Изобретение относится к нанокомпозитному полиамидному материалу, используемому в упаковочной пленке, обладающей достаточно высокими прочностными и барьерными свойствами. Нанокомпозитный полиамидный материал содержит полиамид и наполнитель - слоистый силикат, в качестве которого используется...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557570
Дата охранного документа: 27.07.2015
27.09.2015
№216.013.7fd2

Полимерная композиция

Изобретение относится к композиционным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок, обладающих улучшенными барьерными свойствами. Композиционный материал получают путем модификации полиэфира модифицирующим композитом....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564319
Дата охранного документа: 27.09.2015
+ добавить свой РИД