EA030012B1 - Композиционный армирующий материал и способ получения композиционного армирующего материала - Google Patents

Композиционный армирующий материал и способ получения композиционного армирующего материала Download PDF

Info

Publication number
EA030012B1
EA030012B1 EA201790338A EA201790338A EA030012B1 EA 030012 B1 EA030012 B1 EA 030012B1 EA 201790338 A EA201790338 A EA 201790338A EA 201790338 A EA201790338 A EA 201790338A EA 030012 B1 EA030012 B1 EA 030012B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
graphene
graphite
ratio
carbon
sample
Prior art date
Application number
EA201790338A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201790338A1 (ru
Inventor
Сёдзи Хасегава
Нагиса Камия
Original Assignee
Графен Платформ Корпорэйшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=52823288&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EA030012(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Графен Платформ Корпорэйшн filed Critical Графен Платформ Корпорэйшн
Priority claimed from PCT/JP2015/058331 external-priority patent/WO2015198657A1/ja
Publication of EA201790338A1 publication Critical patent/EA201790338A1/ru
Publication of EA030012B1 publication Critical patent/EA030012B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C01B32/184—Preparation
    • C01B32/19—Preparation by exfoliation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M125/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an inorganic material
    • C10M125/02—Carbon; Graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/20—Graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/20—Graphite
    • C01B32/205—Preparation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/20—Graphite
    • C01B32/21—After-treatment
    • C01B32/22—Intercalation
    • C01B32/225—Expansion; Exfoliation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/022—Carbon
    • C04B14/024—Graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/5607—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on refractory metal carbides
    • C04B35/5611—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on refractory metal carbides based on titanium carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303—Inorganic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • C04B35/83—Carbon fibres in a carbon matrix
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/06—Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/46—Graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/04—Physical treatment, e.g. grinding, treatment with ultrasonic vibrations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C09D11/037—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder characterised by the pigment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/52—Electrically conductive inks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24—Electrically-conducting paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M169/00—Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
    • C10M169/04—Mixtures of base-materials and additives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/74—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by peak-intensities or a ratio thereof only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/77—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by unit-cell parameters, atom positions or structure diagrams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/54—Particles characterised by their aspect ratio, i.e. the ratio of sizes in the longest to the shortest dimension
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C04B2235/425—Graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/004—Additives being defined by their length
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/04—Elements
    • C10M2201/041—Carbon; Graphite; Carbon black
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2203/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/003—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2203/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/02—Well-defined aliphatic compounds
    • C10M2203/022—Well-defined aliphatic compounds saturated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/40—Fatty vegetable or animal oils
    • C10M2207/401—Fatty vegetable or animal oils used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00—Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01—Physico-chemical properties
    • C10N2020/055—Particles related characteristics
    • C10N2020/06—Particles of special shape or size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/06—Oiliness; Film-strength; Anti-wear; Resistance to extreme pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/10—Inhibition of oxidation, e.g. anti-oxidants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/02—Bearings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/04—Oil-bath; Gear-boxes; Automatic transmissions; Traction drives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/25—Internal-combustion engines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2050/00—Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
    • C10N2050/10—Semi-solids; greasy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)

Abstract

Представлен способ получения композиционного армирующего материала с превосходной механической прочностью. Указанный способ получения композиционного армирующего материала включает стадию смешивания, по меньшей мере, углеродного материала на основе графита и армирующего материала с получением материала основы. Углеродный материал на основе графита характеризуется наличием ромбоэдрического слоя графита (3R) и гексагонального слоя графита (2H), где соотношение (3R) ромбоэдрического слоя графита (3R) и гексагонального слоя графита (2H) на основании результатов метода рентгеновской дифракции, которое определяют по следующему уравнению 1, составляет 31% или более. Соотношение (3R) = P3/(P3+P4)×100 (уравнение 1), где P3 представляет собой интенсивность пика (101) плоскости ромбоэдрического слоя графита (3R) на основании результатов метода рентгеновской дифракции и P4 представляет собой интенсивность пика (101) плоскости гексагонального слоя графита (2H) на основании результатов метода рентгеновской дифракции.

Description

изобретение относится к композиционному армирующему материалу и способу получения композиционного армирующего материала.
Уровень техники
В последние годы изучают добавление различных наноматериалов для уменьшения размера и снижения массы в различных областях. В частности, в отношении проблем окружающей среды или ресурсов в качестве неметаллических наноматериалов привлекают внимание углеродные материалы, такие как графен, СЫТ (углеродные нанотрубки) и фуллерен, и предложен смолистый композиционный армирующий материал, в котором армирующий материал (наполнитель) диспергирован в смоле для улучшения физических свойств смолы (прочности на разрыв, модуля упругости и т.д.).
Например, описан смолистый композиционный армирующий материал, в котором углеродный материал, такой как чешуйчатый графит, добавлен к термопластичной смоле, такой как полиолефин (патентная литература 1). Кроме того, описан композиционный армирующий материал, содержащий чешуйчатый графит и неорганический наполнитель, добавленные к нему для улучшения физических свойств (модуля упругости при растяжении, жесткости и ударопрочности) (патентная литература 2 и патентная литература 3).
Среди указанных материалов графен превосходит другие углеродные материалы с точки зрения массовой продуктивности, удобства для обработки и т.д., а также рабочих характеристик, и на графен возложены надежды в различных областях. Однако при смешивании армирующего материала, такого как графен, со смолой армирующий материал должен быть однородно диспергирован для обеспечения достаточного эффекта улучшения физических свойств.
Для получения высококачественного графена, который, например, имеет меньшее количество слоев графита, рассмотрен способ, в котором природный графит в растворителе (ΝΜΡ) обрабатывают слабыми ультразвуковыми волнами в течение продолжительного времени (7-10 ч), затем удаляют крупные агломераты, отложившиеся на дне, и затем центрифугируют надосадочный раствор для его концентрирования с получением дисперсии графена, в которой 20% или более чешуек из одного слоя, 40% или более чешуек из двойных или тройных слоев и менее 40% чешуек из 10 или более слоев графитного материала диспергированы в концентрации примерно 0,5 г/л (патентная литература 2).
Список литературы
Патентная литература.
Патентная литература 1: .
Патентная литература 2: .
Патентная литература 3:
Патентная литература 4:
Патентная литература 5:
Патентная литература 6:
Непатентная литература.
Непатентная литература 1: 81гис1ига1 СЬапде о£ ОгарЬйе тейй Спбищ; авторы: Μίοΐιίο ΙΝΆΟΆΚΙ, Н18ае ΜυΟΙδΗΙΜΆ и Кеир ΗΟδΟΚΑνΑ; 1 февраля 1973 г. (поступило в редакцию).
Непатентная литература 2: Сйапдек о£ РгоЬаЬШбек Ρ1, ΡΑΒΑ, РАВС тейй Неа! ТгеаОпеШ о£ СагЬоиз; авторы: ТокЮ ΝΟΌΑ, Макаакг ΙνΑΤδυΚΙ и МюЫо ΙΝΑΟΑΚΙ; 16 сентября 1966 г. (поступило в редакцию).
Непатентная литература 3: δресΐ^о8сор^с апб Х-гау ббТгасОоп 81иб1е8 оп йшб берокйеб гйотЬойебга1 дгарййе £гот 1Пе ЕаШегп Ойа18 МоЬйе Ве11. Ιηάίη; О.РагШакагаШу, Сиггеп! δ№ι^. т. 90, № 7, 10 апреля 2006 г.
Непатентная литература 4: СкьшЛсаОоп о£ койб сагЬоп таЮпаЕ апб 1Пе1г 81гис1ига1 сйагаПепкбск; Нагойский технологический институт; δΐιίΐ'ΐρ ΚΑνΑδΑΚΙ.
Сущность изобретения
1Ρ-Ά-2010-254822 ([0032]-[0038]). 1Ρ-Ά-2014-201676 ([0048]-[0064]). 1Ρ-Ά-2014-210916 ([0043]).
\УО 2014/064432 (строки 4-9 на стр. 19). 1Ρ-Ά-2013-079348 ([0083]). ΙΡ-Α-2009-114435 ([0044]).
Техническая проблема.
Однако в способах, описанных в патентной литературе 1, 2 и 3, применяют имеющийся в продаже чешуйчатый графит, который с трудом поддается диспергированию посредством простой пластикации вследствие агрегирующей природы чешуйчатого графита, поэтому эффекта чешуйчатого графита достигают в недостаточной степени. Однако даже при смешивании графитного материала (20% или более чешуек из одного слоя, 40% или более чешуек из двойных или тройных слоев и менее 40% чешуек из 10 или более слоев), полученного способом, описанным в патентной литературе 4, в растворителе количество графена, диспергированного в растворителе, было мало, и могла быть получена лишь разбавленная дисперсия графена. Кроме того, несмотря на то, что учтен сбор и концентрирование надосадочного раствора, обработка для повторения стадий сбора и концентрирования надосадочного раствора занимает продолжительное время, и существует проблема низкой эффективности получения дисперсии графена. Как описано в патентной литературе 4, даже при ультразвуковой обработке природного графита в течение продолжительного времени отслаиваются лишь слабые элементы поверхности, а другие крупные элементы не участвуют в отслаивании, и проблема заключается в малом количестве отслоившегося графена.
- 1 030012
Кроме того, для повышения механической прочности армирующий материал, в целом, добавляют к материалу основы, такому как полимер, однако в зависимости от добавляемого количества армирующего материала могут быть ухудшены первоначальные свойства (внешний вид) полимера (патентная литература 5).
В патентной литературе 2 и 3, упомянутой выше, физические свойства, обеспечивающие жесткость (твердость), такие как модуль упругости и ударопрочность, улучшены посредством добавления армирующего материала. Аналогичные результаты получены в примере 5 настоящего описания (нераскрытое изобретение, сделанное до настоящей заявки).
Кроме того, для улучшения прочности при растяжении (прочности на разрыв) реализовано добавление армирующего материала (например, в патентной литературе 1). В целом, для повышения прочности на разрыв армирующий материал (наполнитель), как правило, представляет собой струновидный материал, который включает углеродные волокна, стеклянные волокна, целлюлозные волокна и т.п. Дополнительно предложена возможность повышения предела прочности при растяжении посредством применения компатибилизатора для предотвращения миграции струновидного материала из материала основы (патентная литература 6). Однако было обнаружено, что механическая прочность и подобные свойства, которые включают прочность на разрыв и т.д., не достаточно улучшены посредством простого добавления струновидного материала. Считают, что причина заключается в том, что материал основы слишком мягок, поэтому струновидный материал мигрирует вместе с материалом основы.
Как указано выше, проблема заключается в том, что количество отслаиваемого графена при переработке природного графита без какой-либо обработки обычно является небольшим. Однако в результате тщательных исследований, посредством проведения определенной обработки графита, используемого в качестве исходного материала, получен углеродный материал на основе графита (предшественник графена), от которого легко отслаивается графен, который может быть диспергирован в высокой концентрации или до высокой степени. Часть или весь предшественник графена отслаивают под действием ультразвуковых волн, при перемешивании и пластикации с получением смешанного материала, представляющего собой "графеноподобный графит", содержащий материалы от предшественника графена до графена. Размер, толщина и т.д. графеноподобного графита не ограничены, поскольку они варьируются в зависимости от добавляемого количества, времени обработки и т.д. предшественника графена, однако графеноподобный графит предпочтительно является более слоистым. То есть другими словами, углеродный материал на основе графита (предшественник графена) представляет собой графит, способный к легкому расслаиванию и диспергированию в виде графеноподобного графита под действием существующих перемешивающих и месильных процессов или устройств.
Было обнаружено, что посредством диспергирования в материале основы небольшого количества графеноподобного графита вместе с армирующим материалом может быть улучшена механическая прочность, такая как модуль изгиба, прочность на сжатие, прочность на разрыв и модуль Юнга. Кроме того, было обнаружено, что композиционный армирующий материал может быть получен без существенного изменения традиционного способа производства.
Настоящее изобретение сделано с акцентом на указанные проблемы, и задача настоящего изобретения заключается в обеспечении композиционного армирующего материала и способа получения композиционного армирующего материала с превосходной механической прочностью.
Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении композиционного армирующего материала, способного проявлять требуемые характеристики даже при небольшом содержании графеноподобного графита, диспергированного/добавленного в материал основы.
Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении композиционного армирующего материала с превосходной механической прочностью с применением традиционного производственного процесса.
Решение проблемы.
Для решения описанных выше проблем способ получения композиционного армирующего материала согласно настоящему изобретению включает стадию смешивания, по меньшей мере, углеродного материала на основе графита и армирующего материала с материалом основы, углеродный материал на основе графита, имеющий ромбоэдрический слой графита (3К) и гексагональный слой графита (2Н), где соотношение (3К) ромбоэдрического слоя графита (3К) и гексагонального слоя графита (2Н) на основании результатов метода рентгеновской дифракции, которое определяют по следующему уравнению 1, составляет 31% или более
Соотношение (ЗК) = РЗ/(РЗ+Р4)х 100 ···· Уравнение 1
где Р3 представляет собой интенсивность пика (101) плоскости ромбоэдрического слоя графита (3К) на основании результатов метода рентгеновской дифракции и
Р4 представляет собой интенсивность пика (101) плоскости гексагонального слоя графита (2Н) на основании результатов метода рентгеновской дифракции.
Кроме того, композиционный армирующий материал получают перемешиванием, по меньшей мере, углеродного материала на основе графита и армирующего материала с материалом основы, что приводит
- 2 030012
к отслаиванию части или всего материала на основе графита, углеродный материал на основе графита, имеющий ромбоэдрический слой графита (3К) и гексагональный слой графита (2Н), где соотношение ромбоэдрического слоя графита (3К) и гексагонального слоя графита (2Н) на основании результатов метода рентгеновской дифракции, которое определяют по следующему уравнению 1, составляет 31% или более
Соотношение (ЗК) = РЗ/(РЗ+Р4)х 100 ···· Уравнение 1 где Р3 представляет собой интенсивность пика (101) плоскости ромбоэдрического слоя графита (3К) на основании результатов метода рентгеновской дифракции и
Р4 представляет собой интенсивность пика (101) плоскости гексагонального слоя графита (2Н) на основании результатов метода рентгеновской дифракции.
Кроме того, композиционный армирующий материал содержит, по меньшей мере, армирующий материал, графеноподобный графит, отслоенный от углеродного материала на основе графита, и армирующий материал, диспергированный в материале основы, углеродный материал на основе графита, характеризующийся наличием ромбоэдрического слоя графита (3К) и гексагонального слоя графита (2Н), где соотношение (3К) ромбоэдрического слоя графита (3К) и гексагонального слоя графита (2Н) на основании результатов метода рентгеновской дифракции, которое определяют по следующему уравнению 1, составляет 31% или более
Соотношение (ЗК) = РЗ/(РЗ+Р4)х 100 ···· (Уравнение 1) где Р3 представляет собой интенсивность пика (101) плоскости ромбоэдрического слоя графита (3К) на основании результатов метода рентгеновской дифракции и
Р4 представляет собой интенсивность пика (101) плоскости гексагонального слоя графита (2Н) на основании результатов метода рентгеновской дифракции.
В соответствии с указанными признаками композиционный материал обладает превосходной механической прочностью. Предположительно это обусловлено тем, что эффект увеличения модуля упругости самого материала основы и эффект предотвращения миграции армирующего материала проявляются синергетически при диспергировании графеноподобного графита в материале основы. Среди свойств механической прочности, таких как модуль изгиба, прочность на сжатие, прочность на разрыв и модуль Юнга, в качестве одного примера композиционный материал обладает превосходной прочностью на разрыв.
Армирующий материал характеризуется тем, что он представляет собой микрочастицу в форме струны, в линейной или хлопьевидной форме.
В соответствии с указанным признаком микрочастица окружена графеноподобным графитом, поэтому армирующее действие микрочастицы может проявляться в достаточной степени.
Микрочастица характеризуется тем, что она имеет аспектное отношение 5 или более.
В соответствии с указанным признаком армирующее действие микрочастицы может проявляться еще более значительно.
Массовое отношение суммы углеродного материала на основе графита и графеноподобного графита к армирующему материалу характеризуется значением от 1/100 или более до менее 10.
В соответствии с указанным признаком армирующее действие армирующего материала может проявляться достаточно эффективно.
Материал основы характеризуется тем, что он представляет собой полимер.
В соответствии с указанным признаком может быть получен композиционный армирующий материал с превосходной механической прочностью.
Материал основы характеризуется тем, что он представляет собой неорганический материал.
В соответствии с указанным признаком, может быть получен композиционный армирующий материал с превосходной механической прочностью.
Формовочный материал характеризуется тем, что он содержит композиционный армирующий материал.
В соответствии с указанным признаком может быть получен формовочный материал, используемый для 3Ώ печати и т.п., с превосходной механической прочностью.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлено изображение, демонстрирующее кристаллическую структуру графита, где (а) относится к кристаллической структуре гексагональных кристаллов и (Ъ) относится к кристаллической структуре ромбоэдрических кристаллов;
на фиг. 2 - диаграмма, демонстрирующая профиль рентгеновской дифракции обычного природного графита;
на фиг. 3 - схема, которая иллюстрирует производственное устройство А с применением струйной мельницы и плазмы в соответствии с примером 1;
на фиг. 4 - изображение, которое демонстрирует производственное устройство В с применением шаровой мельницы и магнетрона в соответствии с примером 1, где (а) представляет собой схему, которая иллюстрирует состояние пульверизации, и (Ъ) представляет собой схему, которая иллюстрирует состоя- 3 030012
ние, в котором собирают углеродные материалы на основе графита (предшественники);
на фиг. 5 - схема, которая демонстрирует профиль рентгеновской дифракции углеродного материала на основе графита образца 5, полученного с помощью производственного устройства В в соответствии с примером 1;
на фиг. 6 - схема, которая демонстрирует профиль рентгеновской дифракции углеродного материала на основе графита образца 6, полученного с помощью производственного устройства А в соответствии с примером 1;
на фиг. 7 - схема, которая демонстрирует профиль рентгеновской дифракции углеродного материала на основе графита образца 1, представляющего собой сравнительный пример;
на фиг. 8 - схема, демонстрирующая устройство для получения дисперсии, в котором получают дисперсию с применением углеродного материала на основе графита в качестве предшественника;
на фиг. 9 - фотография, демонстрирующая состояния диспергирования дисперсий, полученных с применением углеродных материалов на основе графита образца 1, представляющего собой сравнительный пример, и образца 5, полученного с помощью производственного устройства В в соответствии с примером 1;
на фиг. 10 - ТЕМ фотография углеродного материала на основе графита (графена), диспергированного в дисперсии;
на фиг. 11 - диаграмма, демонстрирующая состояния распределения углеродного материала на основе графита, диспергированного в дисперсии, который был получен с применением углеродного материала на основе графита (предшественника) образца 5, где (а) представляет собой диаграмму, демонстрирующую распределение по среднему размеру, а (Ь) представляет собой диаграмму, демонстрирующую распределение количества слоев;
на фиг. 12 - диаграмма, демонстрирующая состояние углеродного материала на основе графита, диспергированного в дисперсии, который был получен с применением углеродного материала на основе графита образца 1, представляющего собой сравнительный пример, где (а) представляет собой диаграмму, демонстрирующую распределение по среднему размеру, а (Ь) представляет собой диаграмму, демонстрирующую распределение по количеству слоев;
на фиг. 13 - схема, которая демонстрирует распределения по количеству слоев углеродных материалов на основе графита, диспергированных в дисперсиях, которые были получены с применением образцов 1-7 в качестве предшественников;
на фиг. 14 - диаграмма, демонстрирующая отношение графена, имеющего 10 слоев или менее, к содержанию ромбоэдрических кристаллов, диспергированных в дисперсии;
на фиг. 15 - диаграмма, которая демонстрирует состояние распределения графита при изменении условий получения дисперсии с применением углеродного материала на основе графита (предшественника) образца 5 в соответствии с примером 2, где (а) представляет собой диаграмму, демонстрирующую распределение в случае комбинирования ультразвуковой обработки и микроволновой обработки, и (Ь) представляет собой диаграмму, демонстрирующую распределение по количеству слоев в случае осуществления только ультразвуковой обработки;
на фиг. 16 - диаграмма, которая демонстрирует значение сопротивления при диспергировании углеродного материала на основе графита из примера 3 в проводящих чернилах;
на фиг. 17 - диаграмма, которая демонстрирует значение прочности на разрыв при перемешивании углеродного материала на основе графита из примера 4 со смолой;
на фиг. 18 - диаграмма, которая демонстрирует значение модуля упругости при перемешивании углеродного материала на основе графита из примера 5 со смолой;
на фиг. 19 - диаграмма, демонстрирующая состояния распределения в дисперсии углеродного материала на основе графита, диспергированного в Ν-метилпирролидоне (ΝΜΡ), для обеспечения вспомогательного описания состояния диспергирования примера 5, где (а) представляет собой состояние распределения образца 12, и (Ь) представляет собой состояние распределения образца 2;
на фиг. 20 - диаграмма, демонстрирующая прочность на разрыв и модуль изгиба исследуемого образца примера 6;
на фиг. 21 - 8ΕΜ фотография (вид сверху) предшественника графена; на фиг. 22 - 8ΕΜ фотография (вид сбоку) предшественника графена;
на фиг. 23 - 8ΕΜ фотография (вид в поперечном сечении) смолы, в которой диспергирован графеноподобный графит;
на фиг. 24 - 8ΕΜ фотография (вид сбоку) графеноподобного графита, представленного на фиг. 23; на фиг. 25 - диаграмма, демонстрирующая прочность на разрыв и модуль изгиба исследуемого образца примера 7;
на фиг. 26 - диаграмма, демонстрирующая прочность на разрыв и модуль изгиба исследуемого образца примера 8, в котором изменена форма армирующего материала;
на фиг. 27 - схематическое изображение, иллюстрирующее форму армирующего материала примера 8, где (а) представляет собой форму стеклянных волокон и углеродных волокон, (Ь) представляет собой форму талька и (с) представляет собой форму диоксида кремния;
- 4 030012
на фиг. 28 - диаграмма, демонстрирующая прочность на разрыв и модуль изгиба исследуемого образца примера 9, в котором изменено отношение предшественника графена к армирующему материалу.
Описание вариантов реализации изобретения
Настоящее изобретение сфокусировано на кристаллической структуре графита, и, в первую очередь, следует рассмотреть вопросы, касающиеся кристаллической структуры. Известно, что природный графит классифицируют на три типа кристаллических структур, а именно гексагональные кристаллы, ромбоэдрические кристаллы и разупорядоченные кристаллы, в зависимости от формы перекрывания слоев. Как показано на фиг. 1, гексагональные кристаллы имеют кристаллическую структуру, в которой слои расположены в порядке АВАВАВ, тогда как ромбоэдрические кристаллы имеют кристаллическую структуру, в которой слои расположены в порядке АВСАВСАВС.
В природном графите практически отсутствуют ромбоэдрические кристаллы на стадии добычи природного графита. Однако в обычных природных углеродных материалах на основе графита присутствует примерно 14% ромбоэдрических кристаллов вследствие пульверизации или подобной обработки на стадии очистки. Кроме того, известно, что доля ромбоэдрических кристаллов приближается к пределу примерно 30% даже при осуществлении пульверизации во время очистки в течение продолжительного времени (непатентная литература 1 и 2).
Кроме того, известен способ, в котором графит вспучивают нагреванием, а не физическими силами, такими как пульверизация, что приводит к чешуированию графита. Однако даже при обработке графита нагреванием при 1600 К (примерно 1300°С) доля ромбоэдрических кристаллов составляет примерно 25% (непатентная литература 3). Кроме того, его доля увеличивается до примерно 30% даже при нагревании при чрезвычайно высокой температуре 3000°С (непатентная литература 2).
Таким образом, несмотря на возможность увеличения доли ромбоэдрических кристаллов обработкой природного графита физическими силами или нагреванием, верхний предел составляет примерно 30%.
Гексагональные кристаллы (2Н), которые в большой степени входят в состав природного графита, очень устойчивы, и межслойная сила Ван-дер-Ваальса между графеновыми слоями представлена уравнением 3 (патентная литература 2). При приложении энергии, превышающей указанную силу, происходит отслаивание графена. Энергия, необходимая для отслаивания, обратно пропорциональна кубу толщины. Следовательно, в состоянии большой толщины, при перекрывании многочисленных слоев, графен отслаивается под действием слабой физической силы, такой как ультразвуковые волны очень низкой интенсивности. Однако при отслаивании графена от более тонкого графита необходима очень большая энергия. Другими словами, даже при обработке графита в течение продолжительного периода времени отслаиваются лишь слабые элементы поверхности, а крупные элементы остаются не отслоившимися.
Ρνάλν = Η·Α/(6π·ΐ3) ···· Уравнение 3
где Τνά^ - сила Ван-дер-Ваальса,
Н - константа Гамакера,
А - площадь поверхности графита или графена,
Т - толщина графита или графена.
Авторы настоящего изобретения достигли увеличения доли ромбоэдрических кристаллов (3К), которая была увеличена лишь до примерно 30% посредством обработки пульверизацией или нагреванием до чрезвычайно высокой температуры, до 30% или более посредством определенной обработки природного графита, как описано ниже. Следующие данные были получены в результате экспериментов и исследований. То есть если содержание ромбоэдрических кристаллов (3К) в углеродном материале на основе графита выше, в частности, если их содержание составляет 31% или более, существует тенденция, что графен будет легко отслаиваться при применении такого углеродного материала на основе графита в качестве предшественника, обеспечивая простое получение высококонцентрированной и диспергированной дисперсии графена или т.п. Поэтому полагают, что при применении сдвиговой силы или т.п. в отношении ромбоэдрических кристаллов (3К) между слоями возникает деформация, т.е. деформация всей структуры графита увеличивается и графен легко отслаивается независимо от силы Ван-дерВаальса. Соответственно, в настоящем изобретении углеродный материал на основе графита, от которого легко отслаивается графен посредством определенной обработки природного графита, и который обеспечивает возможность диспергирования графена в высокой концентрации или до высокой степени, называют предшественником графена. Здесь и далее способ получения предшественника графена, демонстрирующий определенную обработку, кристаллическую структуру предшественника графена, и способ получения дисперсии графена с применением предшественника графена описаны в том порядке, в котором они представлены в следующих примерах.
В тексте настоящего описания графен относится к чешуйчатому или пластинчатому графену, который представляет собой кристалл со средним размером 100 нм или более, но который не представляет собой мелкий кристалл размером от нескольких нанометров до десятков нанометров и который содержит 10 слоев или менее.
Кроме того, поскольку графен представляет собой кристалл со средним размером 100 нм или более,
- 5 030012
то даже при обработке искусственного графита и технического углерода, которые представляют собой аморфные (микрокристаллические) углеродные материалы, отличные от природного графита, графен не может быть получен (непатентная литература 4).
Кроме того, в данном описании графеновый композит означает композит, полученный с применением углеродного материала на основе графита, подходящего в качестве предшественника графена, в соответствии с настоящим изобретением, т.е. углеродного материала на основе графита, имеющего соотношение (3К) 31% или более (например, образцы 2-7 примера 1, образцы 2, 21, примера 5, описанные ниже).
Далее описаны примеры получения композиционного армирующего материала и формовочного материала согласно настоящему изобретению.
Пример 1. Получение углеродного материала на основе графита, подходящего в качестве предшественника графена.
Далее представлено объяснение способа получения углеродного материала на основе графита, подходящего в качестве предшественника графена, с помощью производственного устройства А с применением струйной мельницы и плазмы, представленного на фиг. 3. Например, производственное устройство А относится к корпусу, в котором используют плазму для обработки радиоволновой силой и в котором используют струйную мельницу для обработки физической силой.
На фиг. 3 символ 1 относится к частице природного графитного материала (чешуйчатый графит АСВ-50 производства компании Νίρροη ОгарЬйе 1п6и8йте8, Ь6.) размером 5 мм или менее; символ 2 относится к бункеру, который удерживает природный графитный материал 1; символ 3 относится к соплу Вентури, через которое происходит выгрузка природного графитного материала 1 из бункера 2; символ 4 относится к струйной мельнице, которая выбрасывает струю воздуха, нагнетаемого из компрессора 5, разделяя его на восемь частей, что обеспечивает возможность сталкивания природного графитного материала с внутренней поверхностью камеры под действием реактивной струи; и символ 7 относится к генератору плазмы, который разбрызгивает газ 9, такой как кислород, аргон, азот или водород, через сопло 8 из резервуара 6 и который подает напряжение на обмотку 11, навитую вокруг внешней периферии сопла 8, из источника 10 электропитания высокого напряжения, создавая плазму внутри камеры струйной мельницы 4, и генератор плазмы обеспечен в каждом из четырех мест внутри камеры. Символ 13 относится к трубе, которая соединяет друг с другом струйную мельницу 4 и пылеулавливатель 14; символ 14 относится к пылеулавливателю; символ 15 относится к коллекторному контейнеру; символ 16 относится к углеродному материалу на основе графита (предшественнику графена); и символ 17 относится к воздуходувке.
Далее представлено объяснение указанного способа получения. Ниже представлены условия для струйной мельницы и плазмы.
Ниже представлены условия для струйной мельницы.
Давление: 0,5 МПа.
Объем воздуха: 2,8 м3/мин.
Внутренний диаметр сопла: 12 мм.
Скорость потока: примерно 410 м/с.
Ниже представлены условия для плазмы.
Мощность: 15 Вт.
Напряжение: 8 кВ.
Вид газа: Аг (чистота 99,999 об.%).
Скорость потока газа: 5 л/мин.
Предполагают, что природные графитные материалы 1, которые загружены в камеру струйной мельницы 4 из сопла Вентури 3, ускоряются до звуковой скорости или выше внутри камеры и распыляются посредством соударений между натуральными графитными материалами 1 или их соударений со стенкой, и что плазма 12 одновременно выделяет электрический ток или возбуждает природные графитные материалы 1, действует непосредственно на атомы (электроны) и увеличивает деформацию кристаллов, ускоряя пульверизацию. Когда природные графитные материалы 1 превращаются в мелкие частицы с определенным диаметром частиц (от около 1 до 10 мкм), их масса уменьшается, центробежная сила ослабевает и, следовательно, природные графитные материалы 1 выкачивают из трубы 13, которая соединена с центром камеры.
Газ, содержащий углеродные материалы на основе графита (предшественники графена), перемещенный из трубы 13 в цилиндрический контейнер камеры пылеулавливателя 14, образует спиральный поток и стекает каплями углеродных материалов 16 на графитной основе, которые сталкиваются с внутренней стенкой контейнера, в коллекторный контейнер 15, расположенный ниже, а в центре камеры образуется восходящий поток воздуха вследствие сужения контейнерной части внизу камеры, и газ выпускают из воздуходувки 17 (так называемый эффект циклона). В соответствии с производственным устройством А в данном примере использовали примерно 800 г предшественника графена из 1 кг сырьевых материалов, т.е. природных графитных материалов 1. Получали углеродный материал 16 на основе графита (предшественники графена) (коэффициент извлечения: примерно 80%).
- 6 030012
Далее описан способ получения углеродного материала на основе графита, подходящего в качестве предшественника графена, на основании производственного устройства В, с применением шаровой мельницы и микроволн, как показано на фиг. 4. Устройство В относится, например, к корпусу, в котором используют микроволны в качестве обработки радиоволновой силой и в котором используют шаровую мельницу для обработки физической силой.
На фиг. 4(а) и (Ь) символ 20 относится к шаровой мельнице; символ 21 относится к микроволновому генератору (магнетрону); символ 22 относится к волноводу; символ 23 относится к входному отверстию микроволн; символ 24 относится к среде; символ 25 относится к частицам природного графитного материала (чешуйчатый графит АСВ-50 производства компании Νίρροη СтарЬИе 1пйи51пе5. Ий.) размером 5 мм или менее; символ 26 относится к коллекторному контейнеру; символ 27 относится к фильтру; и символ 28 относится к углеродному материалу на основе графита (предшественники графена).
Далее представлено объяснение указанного способа получения. Ниже представлены условия для шаровой мельницы и микроволнового генератора.
Ниже представлены условия для шаровой мельницы.
Скорость вращения: 30 об/мин.
Размер среды размола: φ5 мм.
Вид среды размола: шарики из диоксида циркония.
Время пульверизации: 3 ч.
Ниже представлены условия для микроволнового генератора (магнетрона).
Мощность: 300 Вт.
Частота: 2,45 ГГц.
Способ излучения: периодический.
1 кг сырьевого материала 25, представляющего собой природный графитный углерод, и 800 г среды 24 загружали в камеру шаровой мельницы 20, камеру закрывали и обрабатывали смесь при скорости вращения 30 об/мин в течение 3 ч. Во время обработки камеру периодически облучали микроволнами (в течение 20 с каждые 10 мин). Предполагают, что микроволновое излучение действует непосредственно на атомы (электроны) сырьевых материалов, увеличивая деформацию кристаллов. После обработки среду 24 удаляли с помощью фильтра 27 и, таким образом, порошок углеродных материалов 28 на основе графита (предшественники) размером около 10 мкм может быть собран в коллекторном контейнере 26.
Профиль рентгеновской дифракции углеродных материалов на основе графита (предшественников графена).
Ссылаясь на фиг. 5-7 описаны профили рентгеновской дифракции и кристаллической структуры в отношении природных материалов на основе графита (образцы 6 и 5), полученных с помощью производственных устройств А и В, и порошка размером примерно 10 мкм природных материалов на основе графита (образец 1: сравнительный пример), полученного с применением только шаровой мельницы производственного устройства В.
Ниже представлены условия измерения на рентгеновском дифракционном приборе.
Источник: лучи Си Κα.
Скорость сканирования: 20°/мин.
Напряжение трубки: 40 кВ.
Ток трубки: 30 мА.
В соответствии с методом рентгеновской дифракции (многоцелевой рентгеновский дифрактометр модели с горизонтальным закреплением образца ИШта IV производства компании Ктдаки Сотротайоп), каждый образец демонстрировал интенсивности пиков Р1, Р2, Р3 и Р4 в плоскостях (100), (002) и (101) гексагональных кристаллов 2Н и в плоскости (101) ромбоэдрических кристаллов 3К. Далее представлено пояснение интенсивностей указанных пиков.
В последние годы при измерении профиля рентгеновской дифракции использовали так называемые стандартизированные значения в своей стране и за рубежом. Многоцелевой рентгеновский дифрактометр модели с горизонтальным закреплением образца ИШта IV производства компании Ртдаки Согрогаΐίοη представляет собой прибор, который может измерять профиль рентгеновской дифракции в соответствии с Л8 К 7651:2007 "Меакигетеп! о! 1аЮсе рагате1ет8 апй сгуНаППе 51/С5 о! сагЬоп таЮпаЕ". Кроме того, соотношение (3К) представляет собой отношение интенсивности дифракции, полученной по уравнению соотношение (3К) = Р3/(Р3+Р4)х100, и даже если значение интенсивности дифракции изменилось, значение соотношения (3К) не меняется. Подразумевая, что соотношение интенсивности дифракции является стандартизированным, его обычно используют во избежание определения абсолютного значения, и его значение не зависит от измерительных приборов.
Как показано на фиг. 5 и в табл. 1, образец 5, полученный с помощью производственного устройства В, в котором использовали обработку в шаровой мельнице и микроволновую обработку, имел высокие соотношения интенсивностей пиков Р3 и Р1, и соотношение (3К), определенное по уравнению 1, демонстрировало отношение Р3 к сумме Р3 и Р4 46%. Кроме того, соотношение интенсивностей Р1/Р2 составило 0,012.
- 7 030012
Соотношение (ЗК) = Ρ3/(Ρ3+Ρ4)χ 100 ···· Уравнение 1 где Р1 представляет собой интенсивность пика (100) плоскости гексагонального графитного слоя (2Н), на основании метода рентгеновской дифракции,
Р2 представляет собой интенсивность пика (002) плоскости гексагонального графитного слоя (2Н) на основании метода рентгеновской дифракции,
Р3 представляет собой интенсивность пика (101) плоскости ромбоэдрического слоя графита (3К) на основании результатов метода рентгеновской дифракции, и
Р4 представляет собой интенсивность пика (101) плоскости гексагонального слоя графита (2Н) на основании результатов метода рентгеновской дифракции.
_ Т аблица 1
Интенсивности пиков [импульсы· град] (20[°])
Гексагональные кристаллы 2Н (100) 162
[Р1] (42,33)
Гексагональные кристаллы 2Н (002) 13157
[Р2] (26,50)
Ромбоэдрические кристаллы ЗК (101) 396
[РЗ] (43,34)
Гексагональные кристаллы 2Н (101) 466
[Р4] (44,57)
Таким же образом, как показано на фиг. 6 и в табл. 2, образец 6, полученный с помощью производственного устройства А, в котором использовали обработку в струйной мельнице и обработку плазмой, имел высокие соотношения интенсивностей пиков Р3 и Р1, и соотношение (3К) составило 51%. Кроме того, соотношение интенсивностей Р1/Р2 составило 0,014.
Т аблица 2
Интенсивности пиков [импульсы·град] (20[°])
Гексагональные кристаллы 2Н (100) 66
[Р1] (42,43)
Гексагональные кристаллы 2Н (002) 4675
[Р2] (26,49)
Ромбоэдрические кристаллы ЗК (101) 170
[РЗ] (43,37)
Гексагональные кристаллы 2Н (101) 162
[Р4] (44,63)
Далее, как показано на фиг. 7 и в табл. 3, образец 1, представляющий собой сравнительный пример, полученный лишь с помощью шаровой мельницы, имел низкое соотношение интенсивности пика Р3 по сравнению с образцами 5 и 6, и соотношение (3К) составило 23%. Кроме того, соотношение интенсивностей Р1/Р2 составило 0,008.
__Т аблица 3
Интенсивности пиков [импульсы· град] (20[°])
Гексагональные кристаллы 2Н (100) 120
[Р1] (42,4)
Гексагональные кристаллы 2Н (002) 15000
[Р2] (26,5)
Ромбоэдрические кристаллы ЗК (101) 50
[РЗ] (43,3)
Гексагональные кристаллы 2Н (101) 160
[Р4] (44,5)
Таким образом, образец 5, полученный с помощью производственного устройства В примера 1, и образец 6, полученный с помощью производственного устройства А примера 1, имели соотношения (3К) 46 и 51%, соответственно, и было показано, что их соотношения (3К) составляли 40% или более или 50% или более по сравнению с природным графитом, показанным на фиг. 2 и в образце 1, представляющим собой сравнительный пример.
Затем получали дисперсии графена с применением полученных ранее предшественников графена и оценивали легкость отслаивания графена.
Дисперсии графена.
Способ получения дисперсии графена пояснен со ссылкой на фиг. 8. На фиг. 8 показан в качестве примера случай комбинирования ультразвуковой обработки и микроволновой обработки в жидкости при получении дисперсии графена.
(1) 0,2 г углеродного материала на основе графита, подходящего в качестве предшественника графена, и 200 мл Ν-метилпирролидона (ΝΜΡ), использованного в качестве дисперсионной среды, загружа- 8 030012
ли в лабораторный стакан 40.
(2) Лабораторный стакан 40 помещали в камеру 42 микроволнового генератора 43 и вставляли ультразвуковой прерыватель 44А ультразвукового раструба 44 в дисперсионную среду 41 в направлении сверху.
(3) Ультразвуковой раструб 44 активировали и обеспечивали непрерывное излучение ультразвуковых волн 20 кГц (100 Вт) в течение 3 ч.
(4) После приведения в действие ультразвукового раструба 44 активировали микроволновой генератор 43 для обеспечения периодического излучения микроволн частотой 2,45 ГГц (300 Вт) (облучение в течение 10 с каждые 5 мин).
Фиг. 9 относится к внешнему виду дисперсий графена, полученных так, как описано выше, по истечении 24-часового периода.
Несмотря на отложение части дисперсии 30 графена, полученной с применением образца 5, полученного с помощью производственного устройства В, наблюдали продукт, в целом, черного цвета. Поэтому считали, что большая часть углеродных материалов на основе графита, использованных в качестве предшественников графена, была диспергирована до состояния, в котором от них отслаивался графен.
В дисперсии 31, полученной с применением примера 1, представляющего собой сравнительный пример, произошло отложение большей части углеродных материалов на основе графита, и было подтверждено, что их часть всплыла в виде надосадочного раствора. Из указанных фактов сделан вывод, что графен отслаивался от небольшой их части, и что они всплывали в виде надосадочного раствора.
Кроме того, дисперсию графена, полученную так, как описано выше, разбавляли до пригодной для наблюдения концентрации, наносили в виде покрытия на предметный столик (решетка ТЕМ) и высушивали решетку. Таким образом, наблюдали размер и количество слоев графена в захваченном кадре просвечивающего электронного микроскопа (ТЕМ), как показано на фиг. 10. Кроме того, решетку, покрытую разбавленным надосадочным раствором, использовали для образца 1. Например, в случае фиг. 10 размер соответствует максимальной длине Ь чешуйки 33, составившей 600 нм, на основании фиг. 10(а). Что касается количества слоев, на фиг. 10(Ь) наблюдали торцевую поверхность чешуйки 33 и подсчитывали перекрывающиеся слои графена, и количество слоев составило 6 (часть, обозначенная символом 34). Таким образом, измеряли размер и количество слоев для каждой чешуйки ("Ν" означает количество чешуек), и получали количество слоев графена, а также их размеры, представленные на фиг. 11 и 12.
Ссылаясь на фиг. 11(а) распределение частиц по размеру (распределение размеров) тонких чешуек, содержащихся в дисперсии графена образца 5 (соотношение (К3) 46%), полученного с помощью производственного устройства В примера 1, представляло собой распределение с пиком при 0,5 мкм. Кроме того, на фиг. 11(Ь) в отношении количества слоев наблюдали распределение с пиком в 3 слоя, при этом содержание графена, имеющего 10 или менее слоев, составляло 68%.
Ссылаясь на фиг. 12 распределение частиц по размеру (распределение размеров) тонких чешуек, содержащихся в дисперсии образца 1 (соотношение (К3) 23%) сравнительного примера, представляло собой распределение с пиком при 0,9 мкм. Кроме того, в отношении количества слоев наблюдали распределение, в котором графен из 30 или более слоев составлял большую часть, а графен из 10 или менее слоев составлял 10%.
Исходя из полученных результатов было установлено, что при использовании в качестве предшественника графена продукта образца 5, полученного с помощью производственного устройства В, может быть получена высококонцентрированная дисперсия графена, которая содержит большое количество графена из 10 или менее слоев и которая обладает превосходной диспергируемостью графена.
Далее со ссылкой на фиг. 13 описана взаимосвязь между соотношением (3К) предшественника графена и количеством слоев в дисперсии графена. Образцы 1, 5 и 6 на фиг. 13 были такими, как описано выше. Образцы 2, 3 и 4 получали с помощью производственного устройства В, в котором обработку проводили с помощью шаровой мельницы и микроволновой обработки, и представляли собой дисперсии графена, полученные с применением предшественников графена, полученных посредством сокращения времени облучения микроволнами по сравнению с образцом 5. Кроме того, образец 7 получали с помощью производственного устройства А, в котором обработку проводили с помощью струйной мельницы и обработки плазмой, и представлял собой дисперсию графена, полученную с применением предшественника графена, полученного с применением более мощной плазмы по сравнению с образцом 6.
На фиг. 13 в отношении образцов 2 и 3, демонстрирующих соотношения (3К) 31 и 38%, соответственно, распределения по количеству слоев имели пики при количестве слоев примерно 13; то есть формы распределений близки к нормальному распределению (дисперсии с применением образцов 2 и 3). Что касается образцов 4-7, демонстрирующих соотношения (3К) 40% или более, то распределения по количеству слоев имели пики при нескольких значениях количества слоев (тонкий графен); то есть формы распределения представляли собой так называемое логарифмически нормальное распределение. С другой стороны, что касается образца 1 с соотношением (3К) 23%, то его распределение имело пик при количестве слоев 30 или более (дисперсия с применением образца 1). То есть следует понимать следующее: существует тенденция, что в случаях достижения соотношения (3К) 31% или более формы распределений по количеству слоев отличаются от форм при соотношении (3К) менее 31%; и, кроме того, если соотно- 9 030012
шение (3К) достигает 40% или более, то формы распределений по количеству слоев явно отличаются от форм при соотношении (3К) менее 40%. Кроме того, следует понимать, в отношении доли графена из 10 или менее слоев, соотношение (3К) дисперсии с применением образца 3 составляло 38%, а соотношение (3К) дисперсии с применением образца 4 составляло 62%, и что при достижении соотношения (3К) 40% или более доля графена из 10 или менее слоев быстро увеличивается.
Из указанных фактов можно сделать вывод, что графен из 10 или менее слоев легко отслаивается, если соотношение (3К) составляет 31% или более, и что при увеличении соотношения (3К) до 40, 50 и 60% графен из 10 или менее слоев отслаивается легче. Кроме того, обращая внимание на соотношение интенсивностей Р1/Р2, образцы 2-7 демонстрировали значения в пределах сравнительно узкого диапазона от 0,012 до 0,016, и любой из них является предпочтительным, поскольку превышает значение 0,01, при котором полагают, что графен легко отслаивается вследствие деформации кристаллических структур.
Кроме того, результаты, полученные сравнением соотношений (3К) и долей графена из 10 или менее слоев, представлены на фиг. 14. Ссылаясь на фиг. 14 было установлено, что при достижении соотношения (3К) 25% или более, примерно 31%, количество графена из 10 или менее слоев начинает увеличиваться (демонстрирует постоянно возрастающий наклон). Кроме того, было установлено, что при примерно 40% количество графена из 10 или менее слоев быстро увеличивается (что касается доли графена из 10 слоев или менее, тогда как соотношение (3К) дисперсии с применением образца 3 составило 38%, соотношение (3К) дисперсии с применением образца 4 составило 62%, и доля графена из 10 или менее слоев быстро увеличилась на 24% при увеличении соотношения (3К) на 4%), и что процентное содержание графена из 10 или менее слоев относительно общего содержания графена составляло 50% или более. Кроме того, точки, отмеченные черными квадратами на фиг. 14, соответствуют различным образцам и включены описанные выше образцы 1-7 и другие образцы.
Указанные факты свидетельствуют, что при использовании образца, демонстрирующего соотношение (3К) 31% или более в качестве предшественника графена для получения дисперсии графена, доля распределенного графена из 10 или менее слоев начинает увеличиваться; кроме того, при использовании образца, демонстрирующего соотношение (3К) 40% или более в качестве предшественника графена для получения дисперсии графена, образуется 50% или более графена из 10 или менее слоев. Другими словами, может быть получена дисперсия графена с высокой концентрацией графена и высокой степенью его диспергирования. Кроме того, поскольку практически ни один из углеродных материалов на основе графита (предшественников), входящих в состав дисперсии, не подвержен отложению, как описано выше, может быть легко получена концентрированная дисперсия графена. В соответствии с указанным способом может быть получена даже дисперсия графена с концентрацией графена более 10%, без ее концентрирования. В частности, соотношение (3К) предпочтительно составляет 40% или более с той точки зрения, что доля диспергированного графена из 10 или менее слоев быстро увеличивается до 50% или более.
Представленное выше описание выявляет следующее: если соотношение (3К) составляет 31% или более, предпочтительно 40% или более и дополнительно предпочтительно 50% или более, то разделение на графен из 10 или менее слоев и тонкие углеродные материалы на основе графита из примерно 10 слоев во многих случаях происходит с более высоким соотношением; и если указанные углеродные материалы на основе графита используют в качестве предшественников графена, то может быть получена высококонцентрированная дисперсия графена, которая обладает превосходной диспергируемостью графена. Кроме того, пример 5, описанный ниже, демонстрирует, что если соотношение (3К) составляет 31% или более, то углеродные материалы на основе графита подходят в качестве предшественника графена.
Кроме того, верхний предел соотношения (3К) предусматривает, что верхний предел не имеет конкретного определения. Однако предпочтительно, что верхний предел определен так, что соотношение интенсивностей Р1/Р2 одновременно удовлетворяет значению 0,01 или более, поскольку предшественники графена легко отслаиваются при получении дисперсии или т.п. Кроме того, в случае способов получения с применением производственных устройств А и В верхний предел составляет примерно 70% с точки зрения простоты получения графена. Также, более предпочтителен способ комбинирования обработки с помощью струйной мельницы в производственном устройстве А и плазменной обработки, поскольку может быть легко получен предшественник графена с более высоким соотношением (3К). Кроме того, соотношение (3К) достигает 31% или более при комбинировании физической обработки и радиоволновой обработки.
Пример 2.
В примере 1 описан случай, в котором для получения дисперсии графена комбинировали ультразвуковую обработку и микроволновую обработку. В примере 2 проводили только ультразвуковую обработку, не выполняя микроволновую обработку, а остальные условия были такими же, как в примере 1.
На фиг. 15(Ь) представлено распределение количества слоев в дисперсии графена, полученной с помощью ультразвуковой обработки с применением предшественника графена примера 5 (соотношение (3К) = 46%), полученного в производственном устройстве В. Кроме того, фиг. 15(а) является такой же,
- 10 030012
как распределение, представленное на фиг. 11(Ь) примера 5, полученного в производственном устройстве В примера 1.
В результате, несмотря на то, что направленность распределения количества слоев была почти такой же, доля графена из 10 или менее слоев составляла 64% и была немного снижена по сравнению с 68% для примера 1. Указанный факт демонстрирует, что для получения дисперсии графена более эффективным является одновременное проведение двух обработок физическими силами и радиоволновыми силами.
Пример 3.
В примере 3 описан пример, использованный для проводящих чернил.
Образец 1 (соотношение (3К) = 23%), образец 3 (соотношение (3К) = 38%), образец 5 (соотношение (3К) = 46%) и образец 6 (соотношение (3К) = 51%) примера 1 использовали в качестве предшественников графена в растворе углерода номер 3 или менее, который использовали в качестве агента для обеспечения проводимости, в смеси воды и спирта в концентрациях, подобранных для проводящих чернил, с получением чернил ΙΝΚ1, ΙΝΚ3, ΙΝΚ5 и ΙΝΚ6, и сравнивали значения их сопротивления. На основании полученных результатов, чем выше были значения соотношения (3К), тем ниже были значения сопротивления.
Пример 4.
В примере 4 описан пример, в котором предшественник графена перемешивали со смолой.
При получении листа смолы, в котором диспергирован графен, прочность на разрыв была исключительно высокой, несмотря на добавление к нему стеклянных волокон. Таким образом, изучали фактор, влияющий на указанную характеристику, и, следовательно, может быть сделано наблюдение, что компатибилизатор, добавленный одновременно со стеклянными волокнами, способствует образованию графена из предшественника. Таким образом, изучали продукты, полученные смешиванием диспергирующих агентов и компатибилизатора в смоле.
1 мас.% образца 5 (соотношение (3К) = 46%) примера 1 добавляли в качестве предшественника непосредственно к БТОРЕ (полиэтилену) и перемешивали смесь посредством сдвига (сдвиговой силы) в месильной машине, двухшнековой месильной машине (экструдере) или т.п.
Общеизвестно, что при превращении углеродных материалов на основе графита в графен, в высокой степени диспергированный в смоле, прочность на разрыв увеличивается. Следовательно, измеряя прочность на разрыв смолы, можно относительно оценить степень расслаивания на графен и дисперсию. Прочность на разрыв измеряли с помощью точной настольной испытательной установки общего назначения (ЛиТООКЛРН АСЮ) производства компании δΐιίιηαύζιι Согрогайои в условиях экспериментальной скорости 500 мм/мин.
Кроме того, для сравнения степени расслаивания на графен и диспергируемости в зависимости от наличия или отсутствия добавок проводили следующие сравнения трех типов (а), (Ь) и (с):
(a) без добавок,
(b) обычный диспергирующий агент (стеарат цинка),
(c) компатибилизатор (полимер, модифицированный прививанием).
Ссылаясь на фиг. 17, демонстрирующую результаты измерений, далее представлены объяснения результатов. Кроме того, на фиг. 17 круги относятся к смолистым материалам, полученным с применением образца 1 сравнительного примера, а квадраты относятся к смолистым материалам, полученным с применением образца 5 примера 1.
В случае (а) при отсутствии добавления добавок разность прочности на разрыв была небольшой.
В случае (Ь) с добавлением диспергирующего агента было обнаружено, что образование графена в предшественнике графена примера 5 до некоторой степени ускорено.
В случае (с) с добавлением компатибилизатора было обнаружено, что образование графена в предшественнике графена примера 5 было существенно ускорено. Предположительно это обусловлено тем, что помимо влияния на диспергирование графена, компатибилизатор связывает связанные части графенового слоя и смолу и действует на них так, что связанные части графенового слоя отслаиваются от нее при приложении сдвига в таком состоянии.
Стеарат цинка описан выше как пример диспергирующего агента. Однако могут быть выбраны агенты, подходящие для указанных соединений. В качестве примеров диспергирующего агента могут быть названы анионные поверхностно-активные вещества, катионные поверхностно-активные вещества, цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества и неионогенные поверхностно-активные вещества. В частности, для графена предпочтительны анионные поверхностно-активные вещества и неионогенные поверхностно-активные вещества. Более предпочтительны неионогенные поверхностно-активные вещества. Поскольку неионогенные поверхностно-активные вещества представляют собой поверхностноактивные вещества, которые не диссоциируют на ионы и которые демонстрируют гидрофильные свойства вследствие водородных связей с водой, как в случае оксиэтиленовых групп, гидроксильных групп, углеводных цепей, таких как глюкозид и т.п., существует преимущество, позволяющее использовать их в качестве неполярных растворителей, несмотря на то, что они не обладают такой высокой силой гидрофильности, как ионные поверхностно-активные вещества. Кроме того, их преимущество заключается в
- 11 030012
том, что посредством изменения длины цепи их гидрофильных групп можно легко менять их свойства, от липофильных свойств до гидрофильных свойств. В качестве анионных поверхностно-активных веществ предпочтительны соли X кислот (X кислота представляет собой, например, холевую кислоту и дезоксихолевую кислоту), например, 8ИС: дезоксихолат натрия, и фосфатные сложные эфиры. Кроме того, в качестве неионогенных поверхностно-активных веществ предпочтительны сложные эфиры глицерина и жирных кислот, сложные эфиры сорбита и жирных кислот, этоксилаты жирных спиртов, алкилфениловый эфир полиоксиэтилена, алкилгликозиды и т.п.
Пример 5.
Для дополнительной проверки того факта, что материалы, полученные при соотношении (3Е) 31% или более, представляют собой преимущественные предшественники графена, как описано выше в примере 1, далее в примере 5 описан пример, в котором предшественник графена перемешивали со смолой. Далее представлено объяснение модуля упругости литых изделий из смолы, в которых в качестве предшественников использовали углеродные материалы на основе графита, содержащие образцы 1-7 примера 1, имеющие соотношения (3Е), нанесенные на график на фиг. 14.
(1) Используя описанный выше углеродный материал на основе графита в качестве предшественника смешивали 5 мас.% ЬЬИРЕ (полиэтилена 2020П производства компании Рйше Ро1утег Со., Ыб.) и 1 мас.% диспергатора (неионогенного поверхностно-активного вещества) в воде, пропущенной через ионообменник, и приводили в движение описанное выше устройство, изображенное на фиг. 8, при таких же условиях, с получением дисперсий графена, содержащих 5 мас.% графена и углеродных материалов на основе графита.
(2) 0,6 кг дисперсии графена, полученной на стадии (1), сразу перемешивали с 5,4 кг смолы, используя месильную машину (месильная машина прессующего типа ΥΌ87-30 производства компании Мопуата Со., ЫД.), с получением гранул. Ниже описаны условия перемешивания. Следует отметить, что соотношение перемешивания между смолой и дисперсией выбирали так, чтобы количество графена и углеродных материалов на основе графена, смешанных с ней, в конечном итоге составляло 0,5 мас.%.
(3) Гранулы, полученные на стадии (2), формовали в опытный образец в соответствии с Л8 К7161 1А (длина 165 мм, ширина 20 мм, толщина 4 мм) с помощью термопластавтомата.
(4) Модуль упругости (МПа) опытного образца, полученного на стадии (3), измеряли в условиях экспериментальной скорости 500 мм/мин в соответствии с Л8 К7161 на точной настольной универсальной испытательной установке производства компании 81ιίιη;·ιύζιι Сотротайои (АИТОСКАРН АО8-Т).
Ниже представлены условия перемешивания.
Температура перемешивания: 135°С.
Скорость вращения ротора: 30 об/мин.
Время перемешивания: 15 мин.
Создание избыточного давления в печи: приложение 0,3 МПа на 10 мин после начала и сброс давления до атмосферного по истечении 10 мин.
Диспергирование вышеописанной дисперсии графена в смоле предположительно протекает следующим образом.
Поскольку температура плавления смолы обычно составляет 100°С или более, то вода испаряется в атмосферу, но в месильной машине прессующего типа внутренняя часть печи может находится под давлением. Во внутренней части печи температура кипения воды увеличивается, так что дисперсия остается в жидкой форме, в результате чего может быть получена эмульсия указанной дисперсии и смолы. После приложения давления в течение определенного времени, давление во внутренней части постепенно сбрасывают, что приводит к снижению температуры кипения воды и возможности испарения воды. Таким образом, в смоле остается графен, заключенный в воде. Это приводит к тому, что графен и углеродные материалы на основе графита в высокой концентрации диспергируются в смоле.
Кроме того, поскольку графен и углеродные материалы на основе графита склонны к выпадению в осадок из дисперсии графена с течением времени, дисперсию графена перемешивают в смоле предпочтительно сразу после получения дисперсии графена.
Следует отметить, что описанные ниже устройства могут быть использованы в качестве устройств для получения эмульсии указанной дисперсии и смолы, отличных от прессующей месильной машины: химический двигатель; вихревой смеситель; смеситель-гомогенизатор; гомогенизатор высокого давления; гидравлический сдвиговой смеситель; поточный струйный смеситель; струйная мельница для мокрого измельчения; и ультразвуковой генератор.
Кроме того, следующие соединения могут быть использованы в качестве растворителя для дисперсии, отличного от воды: 2-пропанол (1РА); ацетон; толуол; Ν-метилпирролидон (ЫМР); и Ν,Νдиметилформамид (ДМФА).
В табл. 4 представлена взаимосвязь между соотношениями (3Е) примерно 30% и модулями упругости литых изделий из смолы. Следует отметить, что образец 00 в табл. 4 представляет собой контрольный образец, в котором при перемешивании не использовали никаких предшественников, образцы 11 и 12 имеют промежуточные соотношения (3Е) между значениями образца 1 и образца 2, и образец 21 имеет промежуточное соотношение (3Е) между значениями образца 2 и образца 3.
- 12 030012
Таблица 4
носительно образца 00 (контроль) (увеличение соотношения модуля упругости) примерно постоянна и составляет примерно 10% до достижения соотношения (3К) 31%; после достижения соотношения (3К) разность резко возрастает до 32%; при увеличении соотношения (3К) от 31 до 42% разность монотонно увеличивается до 50%; и после достижения соотношения (3К) 42% разность незначительно увеличивается и приближается к пределу примерно 60%. Таким образом, если соотношение (3К) составляет 31% или более, то может быть получено литое изделие из смолы с превосходным модулем упругости. Кроме того, поскольку количество графена и углеродных материалов на основе графита, содержащихся в литом изделии из смолы, составляет 0,5 мас.%, что является небольшой концентрацией, то влияние на свойства, которыми изначально обладала смола, является небольшим.
Считают, что указанная тенденция связана с резким увеличением содержания тонкого углеродного материала на основе графита, содержащего графен из 10 или менее слоев, находящегося в контакте со смолой, после достижения соотношения (3К) 31%. В примере 5 невозможно определить количество слоев графена посредством ТЕМ наблюдения вследствие влияния диспергатора, использованного для диспергирования в воде. Поэтому лишь для наглядного иллюстрирования, причина резкого увеличения, описанного выше, предположительно заключается в распределении количества слоев углеродного материала на основе графита, представленного в табл. 4, при диспергировании в ΝΜΡ. Образец 12 и образец 2 сравнивали друг с другом, и было обнаружено, что в обоих образцах содержание графена (с количеством слоев 10 или менее) составляло 25%. С другой стороны, как показано на фиг. 19, в отношении образца 2, содержание тонкого материала, содержащего менее 15 слоев, было выше по сравнению с образцом 12; другими словами, углеродный материал на основе графита, диспергированный в качестве предшественника, имел более высокую площадь поверхности, что означает, что его поверхность, находящаяся в контакте со смолой, резко увеличена.
Таким образом, пример 5 наглядно демонстрирует, что если соотношение (3К) составляет 31% или более, то углеродный материал на основе графита, используемый в качестве предшественника графена, склонен к разделению на графен, содержащий 10 или менее слоев, и тонкий углеродный материал на основе графита.
Пример 6.
В примере 5, в котором диспергировали только графеноподобный графит, модуль упругости увеличился, однако значительного увеличения прочности на разрыв не наблюдали.
Таким образом, эксперименты проводили, добавляя к смоле предшественник графена, полученный описанными выше способами, и стекловолокно.
Различные условия.
Смола: РР (полипропилен) Ι707Θ производства компании Рпте Ро1утег Со., Είά.
Компатибилизатор: КАУАВКЕО (006РР производства компании Кауаки Ак/о Согр. модифицированный малеиновым ангидридом РР).
Стекловолокно (ОР): ЕС503-631К производства компании Сеп1га1 О1а88 ПЬег Со., Είά. (диаметр 13 мкм, длина 3 мм).
Углеродный материал на основе графита: предшественник графена (полученный описанным выше способом).
- 13 030012
Смеситель: опрокидывающийся смеситель (производства компании δΕΙΥΥΛΟΙΚΕΝΟ’ο.,Ι.ΙίΙ.).
Условия смешивания 1: скорость вращения 25 об/мин х 1 мин
Месильная машина: двухшнековый экструдер (ΗΥΡΕΚΚΤΧ 30 производства компании КоЬе 81ее1,
ЫЛ.).
Условия пластикации 1: температура цилиндра 180°С, скорость вращения ротора 100 об/мин, скорость выгрузки 8 кг/ч.
Опытный образец: Л8 К7139 (170 мм х 20 мм х ί4 мм).
Измерительное устройство: точный настольный испытательный прибор общего назначения ΑϋΤΟΟΚΑΡΗ ΑΟδ-1 производства компании ЗНппаб/и Согр.
Порядок проведения эксперимента.
Стадия 1. 40 мас.% стекловолокна (ΟΕ), 4 мас.% компатибилизатора и 56 мас.% смолы предварительно смешивали в опрокидывающемся смесителе в условиях перемешивания 1, а затем перемешивали в двухшнековом экструдере в условиях пластикации 1 с получением концентрата 1.
Стадия 2. 12 мас.% предшественника графена с различными соотношениями (3Κ), указанными в табл. 5, и 88 мас.% смолы предварительно смешивали в опрокидывающемся смесителе в условиях перемешивания 1, а затем перемешивали в двухшнековом экструдере в условиях пластикации 1 с получением концентрата 2.
Стадия 3. 25 мас.% концентрата 1, 25 мас.% концентрата 2 и 50 мас.% смолы предварительно смешивали в опрокидывающемся смесителе в условиях перемешивания 1, а затем перемешивали в двухшнековом экструдере в условиях пластикации 1.
Стадия 4. Перемешанную смесь, полученную на стадии 3, формовали в экспериментальный образец с помощью термопластавтомата и наблюдали изменение его механической прочности при экспериментальной скорости 500 мм/мин в соответствии с Л8 К7139.
Для подтверждения эффекта графеноподобного графита эксперименты проводили с соотношением (3Κ) 23% (образец 1), 31% (образец 2), 35% (образец 21) и 42% (образец 4) при соотношении смешивания, указанном в табл. 5.
Таблица5
Соотношение смешивания (мае. %) Прочное ть на разрыв (МПа) Модуль изгиба (ГПа)
П П Компати билизато Р ОР Предшественник графена
Соотноше ние (ЗК) = 23% (Образец 1) Соотноше ние (ЗК) = 31% (Образец 2) Соотноше ние (ЗК) = 35% (Образец 21) Соотноше ние (ЗК) = 42% (Образец 4)
Пример 6-1 86 1 10 3 73 3,9
Пример 6-2 86 1 10 - 3 - - 99 5,6
Пример 6-3 86 1 10 - - 3 - 108 6,2
Пример 6-4 86 1 10 - - 3 116 6,5
Сравнитель ный пример 6-1 10 0 - - - - - - 25 1,2
Сравнитель ный пример 6-2 89 1 10 - - - - 70 3,8
Сравнитель ный пример 6-3 96 1 - - 3 - - 27 2,5
Как показано в табл. 5 и на фиг. 20, наблюдали, что прочность на разрыв в примерах 6-2, 6-3 и 6-4 была выше, чем в примере 6-1 и в сравнительных примерах 6-1, 6-2 и 6-3. В частности, при достижении соотношения (3Κ) предшественника графена 31% или более наблюдали заметную тенденцию изменения прочности на разрыв, которая увеличилась на 30% или более по сравнению со случаем, в котором соотношение (3Κ) составляло 0% (сравнительный пример 6-2) (строго говоря, это не то же самое, что и соотношение (3Κ) = 0%. Поскольку предшественник графена не добавляли, то данные для 0% не должны быть нанесены на тот же график. Тем не менее, данные нанесены на график в положении 0% для удобства. Здесь и далее 0% имеет то же значение), и в котором соотношение (3Κ) составляло 23% (пример 6-1). Следует отметить, что данные из сравнительных примеров 6-1 и 6-3, в которых не использовали ΟΕ, не наносили на график на фиг. 20.
Кроме того, как и в случае прочности на разрыв, наблюдали, что модуль изгиба в примерах 6-2, 6-3 и 6-4 был выше, чем в примере 6-1 и в сравнительных примерах 6-1, 6-2 и 6-3. В частности, при достижении соотношения (3Κ) предшественника графена 31% или более наблюдали заметную тенденцию изменения модуля изгиба, который увеличился на 40% или более по сравнению со случаем, в котором соотношение (3Κ) составляло 0% (сравнительный пример 6-2) и соотношение (3Κ) составляло 23% (пример 6-1).
При использовании предшественников графена, имеющих соотношение (3Κ) 31% или более (примеры 6-2, 6-3 и 6-4), вместе с ΟΕ прочность на разрыв и модуль изгиба становились выше. Предположи- 14 030012
тельно это обусловлено тем, что графеноподобный графит, имеющий толщину от 0,3 до нескольких десятков нм и размер от нескольких нм до 1 мкм, был диспергирован в ИП, увеличивая модуль упругости самого ИП, и в то же время миграция графеноподобного графита, приведенного в контакт со стекловолокном (ОР), прочно связанным с ИП посредством компатибилизатора, была затруднена вследствие так называемого заклинивающего действия на ОР. В результате, прочность на разрыв и модуль изгиба увеличивались вследствие синергетического эффекта повышения модуля упругости самого ИП и проявления заклинивающего действия. Такая ситуация может быть описана иносказательно: после забивания зазубренного колышка в землю он может быть легко извлечен из илистого грунта, но с трудом выходит из утоптанной земли. Другим причинным фактором предположительно является то, что добавление компатибилизатора ускоряет отслаивание графеноподобного графита и т.п. от углеродного материала на основе графита, увеличивая содержание чешуйчатого графеноподобного графита.
Если соотношение (3К) составляет менее 31% (пример 6-1), полагают, что количество диспергированного графеноподобного графита слишком мало, поэтому эффект от добавления предшественника графена материала не проявляется в достаточной степени.
Если соотношение (3К) составляет 35% или более (примеры 6-3 и 6-4), модуль изгиба и прочность на разрыв являются превосходными по сравнению со случаями, в которых соотношение (3К) равно или меньше указанного значения. Предположительно это обусловлено тем, что количество графеноподобного графита, вызывающее увеличение модуля упругости ПП, становится больше по сравнению со случаем, в котором соотношение (3К) составляет 31% (пример 6-2).
Для информации, пояснение представлено на основании фотографий предшественников графена, полученных с помощью сканирующего электронного микроскопа (8ЕМ). Предшественники графена, полученные в примере 1, представляют собой слоистый или чешуйчатый графит, имеющий длину 7 мкм и толщину 0,1 мкм, как показано, например, на фиг. 21 и 22.
Кроме того, графеноподобный графит, диспергированный в смоле, можно наблюдать с помощью сканирующего электронного микроскопа (8ЕМ) и аналогичного устройства после его формования в опытный образец и вырезания с помощью точной высокоскоростной пилы (ТесЬСи15 производства компании АШеб Ηίβΐι ТесН Ргобис18, 1пс.) и аналогичного устройства. Например, на фиг. 23 представлено поперечное сечение смолы, в которой диспергированы углеродные нанотрубки и графеноподобный графит, где углеродные нанотрубки представлены линейными фрагментами, а графеноподобный графит представлен в виде белых пятен. Указанный графеноподобный графит представляет собой слоистую структуру из чешуйчатого графита, имеющую толщину 3,97 нм, как показано, например, на фиг. 24.
Пример 7.
Проводили эксперименты для получения литого изделия из смолы с применением графеновых предшественников, полученных описанными выше способами.
Различные условия.
Смола: РА66 (нейлон 66) 13008 производства компании АкаНт Ка5С1 Согр.
Компатибилизатор: ΚΑΥΑΒΚΙΌ (006РР производства компании Кауаки Лк/о Согр. модифицированный малеиновым ангидридом РР).
Стекловолокно (ОР): ЕС803-631К (диаметр 13 мкм, длина 3 мм) производства компании Сеп1га1 О1а88 РЛег Со., Ыб.
Углеродный материал на основе графита: предшественник графена (полученный описанными выше способами).
Смеситель: опрокидывающийся смеситель (производства компании 8Е1\УА ΟΙΚΕΝ Со., Ыб.).
Условия смешивания 1: скорость вращения 25 об/мин х 1 мин.
Месильная машина: двухшнековый экструдер (ΗΥΡΕΡΚΤΧ 30 производства компании КоЬе 81ее1,
Ыб.).
Условия пластикации 2: температура цилиндра 280°С, скорость вращения ротора 200 об/мин, скорость выгрузки 12 кг/ч.
Опытный образец: Л8 К7139 (170 мм х 20 мм х 14 мм).
Измерительное устройство: точный настольный испытательный прибор общего назначения АИТООКАРН АО8-1 производства компании 81итаб/и Согр.
Порядок проведения эксперимента.
Стадия 1. 40 мас.% стекловолокна (ОР), 4 мас.% компатибилизатора и 56 мас.% смолы предварительно смешивали в опрокидывающемся смесителе в условиях перемешивания 1, а затем перемешивали в двухшнековом экструдере в условиях пластикации 1 с получением концентрата 2.
Стадия 2. 12 мас.% предшественника графена с различными соотношениями (3К), указанными в табл. 6, и 88 мас.% смолы предварительно смешивали в опрокидывающемся смесителе в условиях перемешивания 1, а затем перемешивали в двухшнековом экструдере в условиях пластикации 2 с получением концентрата 2.
Стадия 3. 37,5 мас.% концентрата 1, 25 мас.% концентрата 2 и 37,5 мас.% смолы предварительно смешивали в опрокидывающемся смесителе в условиях перемешивания 1, а затем перемешивали в
- 15 030012
двухшнековом экструдере в условиях пластикации 2.
Стадия 4. Перемешанную смесь, полученную на стадии 3, формовали в экспериментальный образец с помощью термопластавтомата и наблюдали изменение его механической прочности при экспериментальной скорости 500 мм/мин в соответствии с Л8 К7139.
Для подтверждения эффекта графеноподобного графита эксперименты проводили с соотношением (3К) 23% (образец 1), 31% (образец 2), 35% (образец 21) и 42% (образец 4) при соотношении смешивания, указанном в табл. 6.
Таблица 6
Соотношение смешивания (мас. %) Прочное ть на разрыв (МПа) Модуль изгиба (ГПа)
РА6 6 Компати билизато Р ОР Предшественник графена
Соотноше ние (ЗК) = 23% (Образец 1) Соотноше ние (ЗК) = 31% (Образец 2) Соотноше ние (ЗК) = 35% (Образец 21) Соотноше ние (ЗК) = 42% (Образец 4)
Пример 7-1 80,5 1,5 15 3 111 4,9
Пример 7-2 80,5 1,5 15 - 3 - - 138 6,2
Пример 7-3 80,5 1,5 15 - - 3 - 143 6,6
Пример 7-4 80,5 1,5 15 - - - 3 146 6,8
Сравнитель ный пример 7-1 100 - - - - - - 57 2,7
Сравнитель ный пример 7-2 83,5 1,5 15 - - - - 107 4,8
Сравнитель ный пример 7-3 95,5 1,5 - - 3 - - 90 з,з
Как показано в табл. 6 и на фиг. 25, наблюдали, что прочность на разрыв в примерах 7-2, 7-3 и 7-4 была выше, чем в примере 7-1 и в сравнительных примерах 7-1, 7-2 и 7-3. В частности, при достижении соотношения (3К) предшественника графена 31% или более наблюдали заметную тенденцию изменения прочности на разрыв, которая увеличилась на 20% или более по сравнению со случаем, в котором соотношение (3К) составляло 0% (сравнительный пример 7-2) и соотношение (3К) составляло 23% (пример 7-1). Следует отметить, что данные из сравнительных примеров 7-1 и 7-3, в которых не использовали СТ, не наносили на график на фиг. 25.
Кроме того, как и в случае прочности на разрыв, наблюдали, что модуль изгиба в примерах 7-2, 7-3 и 7-4 была выше, чем в примере 7-1 и в сравнительных примерах 7-1, 7-2 и 7-3. В частности, при достижении соотношения (3К) предшественника графена 31% или более наблюдали заметную тенденцию изменения модуля изгиба, который увеличился на 20% или более по сравнению со случаем, в котором соотношение (3К) составляло 0% (сравнительный пример 7-2) и соотношение (3К) составляло 23% (пример 7-1).
Предположительно прочность на разрыв и модуль изгиба улучшены по той же причине, которая описана в примере 6.
В примерах 6 и 7 наблюдали, что прочность на разрыв и модуль изгиба улучшались независимо от смолы, используемой в качестве материала основы. Пояснение представлено для случая, в котором предшественник графена добавляли вместе с СТ. Если предшественники графена имели соотношение (3К) 23% (примеры 6-1 и 7-1), наблюдали, что прочность на разрыв и модуль изгиба незначительно увеличивались независимо от смолы, используемой в качестве материала основы, по сравнению со случаями, в которых предшественник графена не добавляли (сравнительные примеры 6-2 и 7-2), тогда как если предшественники графена имели соотношение (3К) 31% или более, наблюдали, что прочность на разрыв и модуль изгиба резко увеличивались (на 10% или более).
Пример 8.
Эксперименты проводили, добавляя к смоле предшественник графена, полученный описанными выше способами, и армирующий материал.
В примере 8 в качестве армирующего материала использовали стекловолокно (СТ), углеродное волокно (СТ), тальк и диоксид кремния для подтверждения эффекта, обусловленного формой армирующего материала. За исключением наличия армирующего материала, условия и прочие параметры экспериментов были такими же, как в примере 6.
Как показано на фиг. 27, СТ и СТ, действующие в качестве армирующего материала, имеют диаметр нескольких десятков мкм и длину несколько сотен мкм в струновидной или линейной форме. Частица талька имеет типичную длину от нескольких мкм до нескольких десятков мкм и толщину несколько сотен нм в пластинчатой форме, тогда как диоксид кремния имеет диметр от нескольких десятков нм до нескольких мкм в форме частиц.
- 16 Таблица 7
030012
Соотношение смешивания (мае. %) Прочное ть на разрыв (МПа) Модуль изгиба (ГПа)
ПП Компати билизато Р ОР СР Таль к Диокси д кремни я Предшест венник графена
Соотноше ние (ЗК) = 31% (Образец 2)
Пример 6-2 86 1 10 - - - 3 99 5,6
Пример 8-1 86 1 - 10 - - 3 168 6,7
Пример 8-2 86 1 - - 10 - 3 45 4,0
Пример 8-3 86 1 - - - 10 3 33 3,8
Сравнитель ный пример 6-2 89 1 10 - - - - 70 3,8
Сравнитель ный пример 8-1 89 1 - 10 - - - 130 5,2
Сравнитель ный пример 8-2 89 1 - - 10 - - 35 3,5
Сравнитель ный пример 8-3 89 1 - - - 10 - 32 1,9
Сравнитель ный пример 6-1 100 - - - - - 25 1,2
Как показано в табл. 7 и на фиг. 26, прочность на разрыв и модуль изгиба улучшены во всех случаях, в которых добавляли армирующий материал, по сравнению со сравнительным примером 6-1, в котором армирующий материал не добавляли. Сравнение проводили между случаями, в которых добавляли армирующий материал и предшественник графена (примеры 6-2, 8-1, 8-2 и 8-3), и случаями, в которых добавляли только армирующий материал (сравнительные примеры 6-2, 8-1, 8-2 и 8-3). При добавлении СР в качестве армирующего материала вместе с предшественником графена прочность на разрыв и модуль изгиба были улучшены в 1,4 раза и в 1,4 раза соответственно (изменение, наблюдаемое в примере 62 по сравнению со сравнительным примером 6-2). Аналогично, прочность на разрыв и модуль изгиба были улучшены в 1,3 раза и 1,3 раза, соответственно, в случае СР, в 1,3 раза и 1,1 раза, соответственно, в случае талька и в 1,0 раза и 2,0 раза, соответственно, в случае диоксида кремния. Из полученных результатов было установлено, что применение армирующего материала в струновидной, линейной или чешуйчатой форме вместе с предшественником графена обеспечивает улучшение прочности на разрыв и модуля изгиба на 10% или более и поэтому является предпочтительным. Сделано предположение, что наноразмерный армирующий материал в струновидной, линейной или чешуйчатой форме, имеющий большую площади поверхности на единицу массы вследствие своей формы, является высокоэффективным для улучшения прочности на разрыв, а также может увеличивать модуль изгиба, поэтому имеет высокую совместимость с графеноподобным графитом. Также было выявлено, что особенно предпочтителен армирующий материал в струновидной, линейной или чешуйчатой форме, имеющей аспектное отношение 5 или более. Напротив, армирующий материал, имеющий аспектное отношение 5 или менее, такой как диоксид кремния, приводит только к увеличению модуля изгиба. Следует отметить, что аспектное отношение материала в чешуйчатой форме может быть получено расчетом отношения средней толщины к длине самой длинной части. Аспектное отношение, упомянутое в настоящем документе, может быть рассчитано с использованием среднего значения диаметра или толщины и среднего значения длины, указанного в каталоге и подобных справочных изданиях армирующих материалах. Если каталог и подобное справочное издание отсутствует, то произвольное количество частиц материала наблюдают с помощью электронного микроскопа, такого как 8ΕΜ, с получением средних значений их длины и толщины, по которым рассчитывают аспектное соотношение.
Пример 9.
Затем проводили эксперименты для получения литого изделия из смолы с применением графеновых предшественников, полученных описанными выше способами.
Эксперименты проводили при соотношениях смешивания предшественника графена, имеющего соотношение (3К) 31%, к армирующему материалу и в условиях, указанных в табл. 8. Экспериментальные условия и прочие параметры были такими же, как в примере 6.
- 17 030012
Таблица 8
Соотношение смешивания (мае. %) Прочность на разрыв (МПа) Модуль изгиба (ГПа)
ПП Компатиб илизатор ОР Предшествен ник графена
Соотношение (ЗК) = 31% (Образец 2)
Пример 9-1 88 1 10 1 87 4,7
Пример 6-2 86 1 10 3 99 5,6
Пример 9-2 84 1 10 5 107 6,3
Пример 9-3 81 1 10 8 116 6,9
Пример 9-4 79 1 10 10 120 7,1
Пример 9-5 74 1 10 15 121 7,2
Пример 9-6 88,5 1 10 0,5 80 4,5
Пример 9-7 88,7 1 10 0,3 79 4,2
Пример 9-8 88,9 1 10 0,1 73 4,0
Сравнительны й пример 6-1 100 - - - 25 1,2
Сравнительны й пример 6-2 89 1 10 - 70 3,8
Как показано в табл. 8 и на фиг. 28, при соотношении смешивания предшественника графена к армирующему материалу более 1 (пример 9-4) наблюдали, что прочность на разрыв и модуль изгиба сохранялись, в целом, при постоянных значениях, и их характеристики становились насыщенными. Затем при соотношении смешивания предшественника графена 10 или более его влияние на свойства материала основы становилось значительным. С другой стороны, при соотношении смешивания 1/100 (пример 98) наблюдали, что прочность на разрыв и модуль изгиба увеличивались на 4% или более и на 10% или более, соответственно, по сравнению со сравнительным примером 6-2, в котором не добавляли предшественник графена. Кроме того, наблюдали, что прочность на разрыв быстро увеличивалась при соотношении смешивания 1/10 (пример 6-2) или более, тогда как модуль изгиба резко увеличивался при соотношении смешивания 1/3 (пример 9-1) или более.
На основании полученных данных нижний предел соотношения смешивания составляет 1/100 или более, предпочтительно 1/10 или более, а верхний предел составляет 10 или менее, предпочтительно 1 или менее.
Следует отметить, что данные из сравнительного примера 6-1, в котором не использовали ОТ, не нанесены на график на фиг. 28.
В примере 6-9 предшественник графен был получен обработкой радиоволновыми силами и/или обработкой физическими силами, как описано выше, поэтому нет необходимости в проведении окислительной/восстановительной обработки. Кроме того, поскольку восстановительная обработка не является необходимой для получения экспериментального образца, то высокая температура также не является необходимой, поэтому получение экспериментального образца является простым.
Выше описаны варианты реализации настоящего изобретения с помощью чертежей, однако следует понимать, что конкретные составы не ограничены указанными вариантами реализации и в настоящее изобретение включены также изменения и дополнения без отклонения от сущности настоящего изобретения.
Примеры материала основы для диспергирования армирующего материала и углеродного материала на основе графита включают следующие. Следует отметить, что соотношение смешивания материала основы может быть ниже, чем соотношение смешивания армирующего материала или углеродного материала на основе графита. Кроме того, материал основы может быть удален посредством сжигания, окисления, испарения, выпаривания и т.п. при использовании. Например, если материал основы, используемый в качестве агента покрытия и т.п., представляет собой летучий растворитель, то материал основы обугливают сжиганием, как в случае С/С композита.
Примеры смол включают термопластичные смолы, такие как полиэтилен (РЕ), полипропилен (РР), полистирол (Р8), поливинилхлорид (РУС), смолы ЛБ8 (ЛБ8), полимолочная кислота (РБЛ), акриловые смолы (РММА), полиамид/нейлон (РА), полиацеталь (РОМ), поликрабонат (РС), полиэтилентерефталат (РЕТ), циклический полиолефин (СОР), полифениленсульфид (РР8), политетрафторэтилен (РТТЕ), полисульфон (Р8Е), полиамид-имид (РА1), термопластичный полиимид (Р1), полиэфир-эфир-кетон (РЕЕК), кристаллические полимеры (БСР) и т.п. Кроме того, к синтетическим смолам относятся термореактивные смолы или отверждаемые ультрафиолетом смолы, включая эпоксидные смолы (ЕР), фенольные смолы (РТ), меламиновые смолы (МТ), полиуретаны (РНК.) и ненасыщенные сложноэфирные смолы (ИР) и т.п.; проводящие полимеры, включая РЕБОТ, политиофен, полиацетилен, полианилин, полипиррол и т.п.; волокна, включая волокнистый нейлон, сложные полиэфиры, акрил, винилон, полиолефин, полиуретан, район и т.п.; эластомеры, включая изопреновые каучуки (ΙΚ), бутадиеновые каучуки (ВК), стирол/бутадиеновые каучуки (8ВК), хлоропреновые каучуки (СК), нитрильные каучуки (ΝΒΚ), полиизобутиленовые каучуки/бутиловые каучуки (ΙΙΚ), этилен-пропиленовые каучуки (ЕРМ/ЕРБМ), хлорсульфо- 18 030012
нированный полиэтилен (С8М), акриловые каучуки (АСМ), эпихлоргидринные каучуки (СО/ЕСО) и т.п.; эластомеры на основе термореактивных смол, включая некоторые уретановые каучуки (И), силиконовые каучуки (О), фторсодержащие каучуки (РКМ) и т.п.; и термопластичные эластомеры, включая эластомеры на основе стирола, олефинов, поливинилхлорида, уретана и амида.
Примеры неорганического материала включают бетон, керамические материалы, гипс, металлические порошки и т.п.
Примеры армирующего материала включают следующие. В качестве металлических материалов включены наночастицы серебра, наночастицы меди, серебряные нанопровода, медные нанопровода, чешуйчатое серебро, чешуйчатая медь, железные порошки, оксид цинка, волокнистый металл (бор, вольфрам, алюминий и карбид кремния) и т.п.
В качестве углеродных материалов включены технический углерод, углеродные волокна, СЫТ, графит, активированный углерод и т.п.
В качестве неметаллических материалов, за исключением углерода, включены стекловолокна, наноцеллюлоза, наноглина (глинистый минерал, такой как монтмориллонит), арамидные волокна, полиэтиленовые волокна и т.п.
Кроме того, в качестве примера природного графита для получения углеродного материала на основе графита, подходящего в качестве предшественника графена, выше описан природный графитный материал с размером частиц 5 мм или менее (чешуйчатый графит АСВ-50 производства компании Νίρροη ОгарЬйе МикРтек, Ий.). Однако что касается природного графита, предпочтительны продукты, которые представляют собой чешуйчатый графит, пульверизованный на частицы размером 5 мм или менее, и которые имеют соотношение (3К) менее 25% и соотношение интенсивностей Р1/Р2 менее 0,01, с точки зрения их широкой доступности. В соответствии с современным техническим прогрессом графит, подобный природному (кристаллы которого упакованы в слои), может быть синтезирован искусственно, следовательно, исходные материалы для графена и графеноподобного графита не ограничены природным графитом (минералом). Искусственный графит, имеющий высокую степень чистоты, предпочтительно используют с целью регулирования содержания металлов. Кроме того, при условии, что соотношение (3К) составляет 31% или более, может быть использован искусственный графит, который получен не посредством физической обработки или радиоволновой обработки, описанной выше.
Следует отметить, что углеродный материал на основе графита, подходящий в качестве предшественника графена, в целом, упомянут как графен, предшественник графена, графеновая нанопластинка (ΟΝΡ), графен из небольшого количества слоев (РЬО), нанографен и т.п., однако он не ограничен конкретно ими.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение включает композиционный армирующий материал, обладающий прочностью, и область его применения неограниченна. Например, в настоящее изобретение включены следующие области:
(1) примеры, в которых материал основы представляет собой органический материал (смолы и пластики),
(1-1) средства для транспортировки.
Самолеты, автомобили (легковые автомобили, грузовики, автобусы и т.д.), корабли, ящики для игрушек и т.д., конструкционные элементы, такие как детали (для деталей конструкций, композиционных смол, модифицированных смол, армированных волокнами смол и т.п.).
(1-2) изделия общего назначения.
Фурнитура, бытовые электроприборы, хозяйственные товары, коробки для игрушек и т.д., конструкционные элементы, такие как детали.
(1-3) 3Ό принтеры.
Различные виды формовочных материалов, такие как волокна из смол и УФ-отверждаемые смолы, используют в моделировании методом послойного наплавления (РИМ), стереолитографии (8ЬА), порошок-связывающей (капельно-порошковой) послойной печати, селективном лазерном спекании (8Ь8) и многоструйном моделировании (М1М, краскоструйном моделировании).
(1-4) покрывающие агенты.
Композиционный армирующий материал вместе со смолой диспергируют в органическом растворителе и используют для нанесения покрытия на поверхности предметов посредством распыления или окрашивания и т.д. Такой покрывающий агент улучшает прочность предметов, а также влияет на водоотталкивающие свойства, коррозионную стойкость, устойчивость к ультрафиолетовому излучению и т.д. Примеры применения включают использование для внешних и внутренних покрытий строительных конструкций (мостовых опор, зданий, стен, дорог и т.д.), автомобилей, самолетов и т.д., а также для формованных изделий из смол, таких как шлемы и защитные элементы.
(2) примеры, в которых материал основы представляет собой неорганический материал.
Армированные волокнами конструкционные элементы, такие как цемент (бетон, строительный раствор), гипсовые панели, керамические материалы и С/С композиционные материалы (армированные углеродным волокном углеродные композиционные материалы). Продукты, получаемые диспергировани- 19 030012
ем графеноподобного графита и армирующего материала в указанных неорганических материалах в качестве материала основы.
(3) металлические материалы в качестве материала основы.
Конструкционные элементы, такие как алюминий, нержавеющая сталь, титан, латунь, бронза, мягкая сталь, сплав никеля и карбид вольфрама (для элементов конструкций, армированного волокнами металла и т.п.). Продукты, получаемые диспергированием графеноподобного графита и армирующего материала в указанных металлических материалах в качестве материала основы.

Claims (10)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Композиционный армированный материал, содержащий углеродный материал на основе графита и/или графеноподобный графит, отслоенный от углеродного материала на основе графита, и армирующий материал, которые диспергированы в материале основы,
    где углеродный материал на основе графита представляет собой поликристаллический материал, имеющий
    ромбоэдрические слои графита (3К), характеризующиеся интенсивностью пика (101) плоскости ромбоэдрического слоя графита (3К) Р3 на основании результатов метода рентгеновской дифракции в соответствии с Л8 К 7651:2007, и
    гексагональные слои графита (2Н), характеризующиеся интенсивностью пика (101) плоскости гексагонального слоя графита (2Н) Р4 на основании результатов метода рентгеновской дифракции в соответствии с Л8 К 7651:2007,
    где соотношение Р3/(Р3+Р4)х100 между интенсивностями пиков Р3 и Р4 составляет 31 или более, где графеноподобный графит включает монослои атомов углерода в виде графена и мультислои
    атомов углерода, число слоев которых составляет от 2 до 10,
    каждый из углеродных монослоев и каждый из углеродных мультислоев представляет собой кристалл со средним размером 100 нм или более и получен в чешуйчатой или пластинчатой форме.
  2. 2. Композиционный армированный материал по п.1, отличающийся тем, что армирующий материал представляет собой порошок микрочастиц в струновидной, линейной или чешуйчатой форме.
  3. 3. Композиционный армированный материал по п.2, отличающийся тем, что микрочастицы имеют аспектное отношение 5 или более.
  4. 4. Композиционный армированный материал по п.1, отличающийся тем, что массовое отношение углеродного материала на основе графита к армирующему материалу составляет 1/100 или более.
  5. 5. Композиционный армированный материал по п.1, отличающийся тем, что массовое отношение углеродного материала на основе графита к армирующему материалу составляет менее 10.
  6. 6. Композиционный армированный материал по п.1, отличающийся тем, что материал основы представляет собой полимер.
  7. 7. Композиционный армированный материал по п.6, дополнительно содержащий компатибилизатор.
  8. 8. Композиционный армированный материал по п.1, отличающийся тем, что материал основы представляет собой неорганический материал.
  9. 9. Способ получения композиционного армированного материала по п.1, включающий стадию смешивания углеродного материала на основе графита и армирующего материала с материалом основы.
  10. 10. Способ получения композиционного армированного материала по п.9, дополнительно включающий стадию добавления компатибилизатора к материалу основы.
    - 20 030012
EA201790338A 2014-09-09 2015-03-19 Композиционный армирующий материал и способ получения композиционного армирующего материала EA030012B1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/073838 WO2016038692A1 (ja) 2014-09-09 2014-09-09 グラフェン前駆体として用いられる黒鉛系炭素素材、これを含有するグラフェン分散液及びグラフェン複合体並びにこれを製造する方法
PCT/JP2015/055977 WO2016002254A1 (ja) 2014-09-09 2015-02-27 グラフェン前駆体として用いられる黒鉛系炭素素材及びその製造方法
PCT/JP2015/058331 WO2015198657A1 (ja) 2014-09-09 2015-03-19 複合強化素材及び造形材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201790338A1 EA201790338A1 (ru) 2017-05-31
EA030012B1 true EA030012B1 (ru) 2018-06-29

Family

ID=52823288

Family Applications (5)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201790171A EA029994B1 (ru) 2014-09-09 2015-02-27 Углеродный материал на основе графита, подходящий в качестве предшественника графена, а также способ его получения
EA201890408A EA034507B1 (ru) 2014-09-09 2015-02-27 Углеродный материал на основе графита, подходящий в качестве предшественника графена, а также способ его получения
EA201790158A EA030118B1 (ru) 2014-09-09 2015-03-13 Композиционный проводящий материал, устройство накопления энергии, проводящая дисперсия, проводящее устройство, проводящий композит, теплопроводный композит и способ получения композиционного проводящего материала
EA201790338A EA030012B1 (ru) 2014-09-09 2015-03-19 Композиционный армирующий материал и способ получения композиционного армирующего материала
EA201790450A EA030013B1 (ru) 2014-09-09 2015-03-23 Композиционный смазывающий материал, машинное масло, пластичная смазка и смазывающее вещество, а также способ получения композиционного смазывающего материала

Family Applications Before (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201790171A EA029994B1 (ru) 2014-09-09 2015-02-27 Углеродный материал на основе графита, подходящий в качестве предшественника графена, а также способ его получения
EA201890408A EA034507B1 (ru) 2014-09-09 2015-02-27 Углеродный материал на основе графита, подходящий в качестве предшественника графена, а также способ его получения
EA201790158A EA030118B1 (ru) 2014-09-09 2015-03-13 Композиционный проводящий материал, устройство накопления энергии, проводящая дисперсия, проводящее устройство, проводящий композит, теплопроводный композит и способ получения композиционного проводящего материала

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201790450A EA030013B1 (ru) 2014-09-09 2015-03-23 Композиционный смазывающий материал, машинное масло, пластичная смазка и смазывающее вещество, а также способ получения композиционного смазывающего материала

Country Status (27)

Country Link
US (7) US20170174521A1 (ru)
EP (6) EP3002322B1 (ru)
JP (1) JP5688669B1 (ru)
KR (6) KR101600834B1 (ru)
CN (4) CN105452159B (ru)
AP (4) AP2016009657A0 (ru)
AR (1) AR101795A1 (ru)
AU (2) AU2015242994B1 (ru)
BR (4) BR112017003673B1 (ru)
CA (3) CA2916783C (ru)
CL (4) CL2017000570A1 (ru)
CO (4) CO2017000713A2 (ru)
EA (5) EA029994B1 (ru)
ES (5) ES2601130B1 (ru)
GB (1) GB2528790B (ru)
HK (4) HK1223082A1 (ru)
IL (5) IL244120B (ru)
MA (1) MA40129A1 (ru)
MX (4) MX2016014793A (ru)
MY (5) MY181036A (ru)
PE (4) PE20170824A1 (ru)
PH (5) PH12017500399A1 (ru)
PL (5) PL420253A1 (ru)
SG (4) SG10201508781XA (ru)
TW (5) TWI543933B (ru)
WO (4) WO2016038692A1 (ru)
ZA (1) ZA201607142B (ru)

Families Citing this family (126)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109080735B (zh) 2014-05-16 2022-05-03 迪根特技术公司 用于载具底盘的模块化成形节点及其使用方法
JP6820843B2 (ja) 2014-07-02 2021-01-27 ダイバージェント テクノロジーズ， インコーポレイテッドＤｉｖｅｒｇｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ． 継手部材を製造するためのシステム及び方法
WO2016038692A1 (ja) 2014-09-09 2016-03-17 グラフェンプラットフォーム株式会社 グラフェン前駆体として用いられる黒鉛系炭素素材、これを含有するグラフェン分散液及びグラフェン複合体並びにこれを製造する方法
US9552900B2 (en) 2014-09-09 2017-01-24 Graphene Platform Corporation Composite conductive material, power storage device, conductive dispersion, conductive device, conductive composite and thermally conductive composite
US20180272565A1 (en) * 2015-12-03 2018-09-27 Nanotek Instruments, Inc. Chemical-free production of graphene-polymer pellets and graphene-polymer nanocomposite products
US9994741B2 (en) * 2015-12-13 2018-06-12 International Business Machines Corporation Enhanced adhesive materials and processes for 3D applications
KR102522012B1 (ko) * 2015-12-23 2023-04-13 삼성전자주식회사 전도성 소자 및 이를 포함하는 전자 소자
US10685763B2 (en) 2016-01-19 2020-06-16 Xerox Corporation Conductive polymer composite
CN105836737B (zh) * 2016-05-06 2018-11-09 上海利物盛企业集团有限公司 一种采用超声剥离与射流剥离相结合制备石墨烯的方法
EP3468729A4 (en) 2016-06-09 2020-02-19 Divergent Technologies Inc. SYSTEMS AND METHODS FOR ARC AND KNOT DESIGN AND MANUFACTURE
US10177375B2 (en) 2016-08-10 2019-01-08 Energizer Brands, Llc Alkaline battery cathode structures incorporating multiple carbon materials and orientations
CN106336931A (zh) * 2016-08-19 2017-01-18 颜凤生 一种石墨烯植物复合机油的制备工艺
DK179577B1 (en) 2016-10-10 2019-02-20 Widex A/S Binaural hearing aid system and a method of operating a binaural hearing aid system
JP6982320B2 (ja) 2016-10-19 2021-12-17 株式会社インキュベーション・アライアンス 黒鉛／グラフェン複合材、集熱体、伝熱体、放熱体および放熱システム
CN106564175B (zh) * 2016-10-21 2018-11-30 成都新柯力化工科技有限公司 一种石墨烯导电母料及其制备方法
CN106542525B (zh) * 2016-10-27 2018-09-11 董兰田 连续胶带法制取石墨烯的剥离脱胶和包装方法
US11155005B2 (en) 2017-02-10 2021-10-26 Divergent Technologies, Inc. 3D-printed tooling and methods for producing same
US10759090B2 (en) 2017-02-10 2020-09-01 Divergent Technologies, Inc. Methods for producing panels using 3D-printed tooling shells
US10428197B2 (en) * 2017-03-16 2019-10-01 Lyten, Inc. Carbon and elastomer integration
DE102017107597B4 (de) 2017-04-07 2019-05-02 Bernd Burchard Bauelemente mit einer bei Raumtemperatur supraleitenden Teilvorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
WO2018185306A1 (de) 2017-04-07 2018-10-11 Universität Leipzig Graphit-supraleiter und dessen anwendung
DE102017109759A1 (de) 2017-04-07 2018-10-11 Bernd Burchard Magnetfeld sensitives Bauelement mit einer bei Raumtemperatur supraleitenden Teilvorrichtung
WO2018195170A1 (en) * 2017-04-21 2018-10-25 The Regents Of The University Of California Methods and applications for conductive graphene inks
US10898968B2 (en) 2017-04-28 2021-01-26 Divergent Technologies, Inc. Scatter reduction in additive manufacturing
KR102176629B1 (ko) 2017-04-28 2020-11-09 주식회사 엘지화학 그래핀 제조방법
TWI650287B (zh) * 2017-05-04 2019-02-11 中原大學 散熱漿料及散熱結構的製造方法
US10703419B2 (en) 2017-05-19 2020-07-07 Divergent Technologies, Inc. Apparatus and methods for joining panels
US11358337B2 (en) 2017-05-24 2022-06-14 Divergent Technologies, Inc. Robotic assembly of transport structures using on-site additive manufacturing
EP3636593A4 (en) * 2017-06-05 2021-03-03 Sekisui Chemical Co., Ltd. DISPERSION LIQUID CONTAINING A CARBONATED MATERIAL, SLURRY FOR ELECTRODE FORMATION, AND PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ELECTRODE FOR NON-AQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERIES
US11123973B2 (en) 2017-06-07 2021-09-21 Divergent Technologies, Inc. Interconnected deflectable panel and node
US10919230B2 (en) 2017-06-09 2021-02-16 Divergent Technologies, Inc. Node with co-printed interconnect and methods for producing same
US10781846B2 (en) 2017-06-19 2020-09-22 Divergent Technologies, Inc. 3-D-printed components including fasteners and methods for producing same
KR102476070B1 (ko) * 2017-06-23 2022-12-12 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 방열 시트, 방열 시트의 제조 방법 및 적층체
US10994876B2 (en) 2017-06-30 2021-05-04 Divergent Technologies, Inc. Automated wrapping of components in transport structures
US11022375B2 (en) 2017-07-06 2021-06-01 Divergent Technologies, Inc. Apparatus and methods for additively manufacturing microtube heat exchangers
US10895315B2 (en) 2017-07-07 2021-01-19 Divergent Technologies, Inc. Systems and methods for implementing node to node connections in mechanized assemblies
US10751800B2 (en) 2017-07-25 2020-08-25 Divergent Technologies, Inc. Methods and apparatus for additively manufactured exoskeleton-based transport structures
US10940609B2 (en) 2017-07-25 2021-03-09 Divergent Technologies, Inc. Methods and apparatus for additively manufactured endoskeleton-based transport structures
US10605285B2 (en) 2017-08-08 2020-03-31 Divergent Technologies, Inc. Systems and methods for joining node and tube structures
US10357959B2 (en) 2017-08-15 2019-07-23 Divergent Technologies, Inc. Methods and apparatus for additively manufactured identification features
US11306751B2 (en) 2017-08-31 2022-04-19 Divergent Technologies, Inc. Apparatus and methods for connecting tubes in transport structures
US10960611B2 (en) 2017-09-06 2021-03-30 Divergent Technologies, Inc. Methods and apparatuses for universal interface between parts in transport structures
CN107603201B (zh) * 2017-09-07 2021-02-26 金华造物新材料有限公司 一种饰品和牙科精密铸造用3d打印光敏树脂
US11292058B2 (en) 2017-09-12 2022-04-05 Divergent Technologies, Inc. Apparatus and methods for optimization of powder removal features in additively manufactured components
US10814564B2 (en) 2017-10-11 2020-10-27 Divergent Technologies, Inc. Composite material inlay in additively manufactured structures
US10668816B2 (en) 2017-10-11 2020-06-02 Divergent Technologies, Inc. Solar extended range electric vehicle with panel deployment and emitter tracking
US11786971B2 (en) 2017-11-10 2023-10-17 Divergent Technologies, Inc. Structures and methods for high volume production of complex structures using interface nodes
US10926599B2 (en) 2017-12-01 2021-02-23 Divergent Technologies, Inc. Suspension systems using hydraulic dampers
US11110514B2 (en) 2017-12-14 2021-09-07 Divergent Technologies, Inc. Apparatus and methods for connecting nodes to tubes in transport structures
US11085473B2 (en) 2017-12-22 2021-08-10 Divergent Technologies, Inc. Methods and apparatus for forming node to panel joints
US11534828B2 (en) 2017-12-27 2022-12-27 Divergent Technologies, Inc. Assembling structures comprising 3D printed components and standardized components utilizing adhesive circuits
KR101864876B1 (ko) * 2018-01-17 2018-06-11 (주)비올에너지 엔진 기능 강화와 연비 향상을 위한 엔진오일 첨가제
US11420262B2 (en) 2018-01-31 2022-08-23 Divergent Technologies, Inc. Systems and methods for co-casting of additively manufactured interface nodes
US10751934B2 (en) 2018-02-01 2020-08-25 Divergent Technologies, Inc. Apparatus and methods for additive manufacturing with variable extruder profiles
US11224943B2 (en) 2018-03-07 2022-01-18 Divergent Technologies, Inc. Variable beam geometry laser-based powder bed fusion
US11267236B2 (en) 2018-03-16 2022-03-08 Divergent Technologies, Inc. Single shear joint for node-to-node connections
US11872689B2 (en) 2018-03-19 2024-01-16 Divergent Technologies, Inc. End effector features for additively manufactured components
US11254381B2 (en) 2018-03-19 2022-02-22 Divergent Technologies, Inc. Manufacturing cell based vehicle manufacturing system and method
US11408216B2 (en) 2018-03-20 2022-08-09 Divergent Technologies, Inc. Systems and methods for co-printed or concurrently assembled hinge structures
CN108630638A (zh) * 2018-03-30 2018-10-09 北京绿能芯创电子科技有限公司 功率器件散热方法以及功率器件
US11613078B2 (en) 2018-04-20 2023-03-28 Divergent Technologies, Inc. Apparatus and methods for additively manufacturing adhesive inlet and outlet ports
US11214317B2 (en) 2018-04-24 2022-01-04 Divergent Technologies, Inc. Systems and methods for joining nodes and other structures
CN110408132B (zh) * 2018-04-26 2021-12-21 成都创威新材料有限公司 石墨烯/丁基橡胶复合母料及复合材料的制备方法
US11020800B2 (en) 2018-05-01 2021-06-01 Divergent Technologies, Inc. Apparatus and methods for sealing powder holes in additively manufactured parts
US10682821B2 (en) 2018-05-01 2020-06-16 Divergent Technologies, Inc. Flexible tooling system and method for manufacturing of composite structures
US11389816B2 (en) 2018-05-09 2022-07-19 Divergent Technologies, Inc. Multi-circuit single port design in additively manufactured node
EP3795985A4 (en) 2018-05-14 2022-03-16 Rigaku Corporation GRAPH PRECURSOR DETERMINATION METHOD, DETERMINATION DEVICE AND DETERMINATION PROGRAM
IT201800005314A1 (it) * 2018-05-14 2019-11-14 Pasta ad elevata concentrazione di un materiale stratificato esfoliato e procedimento per la sua preparazione
US10691104B2 (en) 2018-05-16 2020-06-23 Divergent Technologies, Inc. Additively manufacturing structures for increased spray forming resolution or increased fatigue life
US11590727B2 (en) 2018-05-21 2023-02-28 Divergent Technologies, Inc. Custom additively manufactured core structures
US11441586B2 (en) 2018-05-25 2022-09-13 Divergent Technologies, Inc. Apparatus for injecting fluids in node based connections
US11035511B2 (en) 2018-06-05 2021-06-15 Divergent Technologies, Inc. Quick-change end effector
US11292056B2 (en) 2018-07-06 2022-04-05 Divergent Technologies, Inc. Cold-spray nozzle
CN108795547B (zh) * 2018-07-26 2021-03-23 颜凤生 含石墨烯-无机非金属纤维的植物复合机油
US11269311B2 (en) 2018-07-26 2022-03-08 Divergent Technologies, Inc. Spray forming structural joints
US20210221689A1 (en) 2018-07-30 2021-07-22 Adeka Corporation Composite material
US20210269644A1 (en) 2018-07-30 2021-09-02 Adeka Corporation Composite material
KR20210039370A (ko) 2018-07-30 2021-04-09 가부시키가이샤 아데카 복합 재료의 제조 방법
US10836120B2 (en) 2018-08-27 2020-11-17 Divergent Technologies, Inc . Hybrid composite structures with integrated 3-D printed elements
US11433557B2 (en) 2018-08-28 2022-09-06 Divergent Technologies, Inc. Buffer block apparatuses and supporting apparatuses
US11826953B2 (en) 2018-09-12 2023-11-28 Divergent Technologies, Inc. Surrogate supports in additive manufacturing
US11565774B2 (en) 2018-10-03 2023-01-31 Adam Jon Noah Additive manufactured water resistant closed-cell lattice structure for marine hull cavities
US11072371B2 (en) 2018-10-05 2021-07-27 Divergent Technologies, Inc. Apparatus and methods for additively manufactured structures with augmented energy absorption properties
US11260582B2 (en) 2018-10-16 2022-03-01 Divergent Technologies, Inc. Methods and apparatus for manufacturing optimized panels and other composite structures
JPWO2020085444A1 (ja) 2018-10-26 2021-10-07 株式会社Adeka 複合材料
WO2020086841A1 (en) 2018-10-26 2020-04-30 The University Of Tulsa Vacuum-free, hydrogen-free catalytic synthesis of graphene from solid hydrocarbons
US11504912B2 (en) 2018-11-20 2022-11-22 Divergent Technologies, Inc. Selective end effector modular attachment device
USD911222S1 (en) 2018-11-21 2021-02-23 Divergent Technologies, Inc. Vehicle and/or replica
JP7197089B2 (ja) * 2018-12-03 2022-12-27 国立研究開発法人産業技術総合研究所 電気化学キャパシタ電極用の黒鉛系多孔質炭素材料及びその製造方法、電気化学キャパシタ電極並びに電気化学キャパシタ
US11529741B2 (en) 2018-12-17 2022-12-20 Divergent Technologies, Inc. System and method for positioning one or more robotic apparatuses
US11449021B2 (en) 2018-12-17 2022-09-20 Divergent Technologies, Inc. Systems and methods for high accuracy fixtureless assembly
US10663110B1 (en) 2018-12-17 2020-05-26 Divergent Technologies, Inc. Metrology apparatus to facilitate capture of metrology data
US11885000B2 (en) 2018-12-21 2024-01-30 Divergent Technologies, Inc. In situ thermal treatment for PBF systems
KR102172470B1 (ko) * 2019-01-29 2020-10-29 인제대학교 산학협력단 3d프린터용 기능성 광경화 폴리머
CN109553366B (zh) * 2019-01-31 2020-09-22 深圳大学 一种石墨烯改性水泥基复合材料及其制备方法
US20220102695A1 (en) * 2019-02-01 2022-03-31 Nichia Corporation Method for producing electrode active material for non-aqueous secondary battery
CN109880666B (zh) * 2019-03-13 2022-04-15 上海鸣起能源科技有限公司 一种酯类合成油的制备方法及其精制方法
JP7451088B2 (ja) * 2019-03-29 2024-03-18 大阪瓦斯株式会社 熱伝導材料
US11203240B2 (en) 2019-04-19 2021-12-21 Divergent Technologies, Inc. Wishbone style control arm assemblies and methods for producing same
CN114302780A (zh) * 2019-08-27 2022-04-08 日立金属株式会社 Wc系超硬合金粉末、wc系超硬合金构件、wc系超硬合金构件的制造方法
CN110591797A (zh) * 2019-09-10 2019-12-20 古浪县荣鑫农机有限公司 一种农机润滑油及其制备方法
CN110643410A (zh) * 2019-10-19 2020-01-03 晋江市三豪汽车配件有限公司 一种合成动力机油及其制备方法
KR20220112243A (ko) * 2019-12-09 2022-08-10 디아이씨 가부시끼가이샤 윤활제 및 윤활 조성물
US11910495B2 (en) * 2019-12-13 2024-02-20 Goodrich Corporation Conductive ink with enhanced mechanical fatigue resistance
US11912339B2 (en) 2020-01-10 2024-02-27 Divergent Technologies, Inc. 3-D printed chassis structure with self-supporting ribs
US11590703B2 (en) 2020-01-24 2023-02-28 Divergent Technologies, Inc. Infrared radiation sensing and beam control in electron beam additive manufacturing
US11884025B2 (en) 2020-02-14 2024-01-30 Divergent Technologies, Inc. Three-dimensional printer and methods for assembling parts via integration of additive and conventional manufacturing operations
US11479015B2 (en) 2020-02-14 2022-10-25 Divergent Technologies, Inc. Custom formed panels for transport structures and methods for assembling same
WO2021168394A1 (en) * 2020-02-20 2021-08-26 Xg Sciences, Inc. Graphene-based lubricant additives and lubricants
US11535322B2 (en) 2020-02-25 2022-12-27 Divergent Technologies, Inc. Omni-positional adhesion device
US11421577B2 (en) 2020-02-25 2022-08-23 Divergent Technologies, Inc. Exhaust headers with integrated heat shielding and thermal syphoning
CN111302334B (zh) * 2020-02-26 2022-04-29 辽宁科技大学 一种原位还原石墨烯发动机机油节能改进剂的制备方法
US11413686B2 (en) 2020-03-06 2022-08-16 Divergent Technologies, Inc. Methods and apparatuses for sealing mechanisms for realizing adhesive connections with additively manufactured components
JP2021150301A (ja) * 2020-03-16 2021-09-27 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ
JP7266558B2 (ja) 2020-06-30 2023-04-28 コーセル株式会社 スイッチング電源装置
US11850804B2 (en) 2020-07-28 2023-12-26 Divergent Technologies, Inc. Radiation-enabled retention features for fixtureless assembly of node-based structures
US11806941B2 (en) 2020-08-21 2023-11-07 Divergent Technologies, Inc. Mechanical part retention features for additively manufactured structures
CN112516685A (zh) * 2020-11-17 2021-03-19 华东师范大学重庆研究院 一种可见光光催化空气净化玻璃纤维滤芯及其制备方法
CN112573511A (zh) * 2020-12-03 2021-03-30 铜仁学院 一种石墨烯的简单制备方法
US11872626B2 (en) 2020-12-24 2024-01-16 Divergent Technologies, Inc. Systems and methods for floating pin joint design
US11947335B2 (en) 2020-12-30 2024-04-02 Divergent Technologies, Inc. Multi-component structure optimization for combining 3-D printed and commercially available parts
US11928966B2 (en) 2021-01-13 2024-03-12 Divergent Technologies, Inc. Virtual railroad
EP4304865A1 (en) 2021-03-09 2024-01-17 Divergent Technologies, Inc. Rotational additive manufacturing systems and methods
WO2022226350A1 (en) * 2021-04-23 2022-10-27 Blue Current, Inc. Apparatus and methods for inorganic electrolyte synthesis
US11865617B2 (en) 2021-08-25 2024-01-09 Divergent Technologies, Inc. Methods and apparatuses for wide-spectrum consumption of output of atomization processes across multi-process and multi-scale additive manufacturing modalities
US11572521B1 (en) 2021-11-12 2023-02-07 Hamilton Sundstrand Corporation Corrosion resistant dry film lubricants

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011522920A (ja) * 2008-06-07 2011-08-04 ヘクセル コンポジット、リミテッド 改良された導電率の樹脂材料及び複合材料
JP2013533892A (ja) * 2010-03-26 2013-08-29 ユニバーシティ オブ ハワイ ナノ材料で強化された樹脂および関連材料
JP2013536141A (ja) * 2010-06-25 2013-09-19 ナショナル ユニヴァーシティー オブ シンガポール グラファイト剥離によってグラフェンを形成する方法
WO2013146213A1 (ja) * 2012-03-27 2013-10-03 積水化学工業株式会社 樹脂複合材料
JP2013233790A (ja) * 2012-04-11 2013-11-21 Sekisui Chem Co Ltd 樹脂成形体の製造方法及び樹脂成形体
WO2014064432A1 (en) * 2012-10-22 2014-05-01 Cambridge Enterprise Limited Functional inks based on layered materials and printed layered materials

Family Cites Families (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL39629C (ru) 1934-07-06 1936-12-15
EP0660432B1 (fr) * 1993-12-22 1999-09-01 Alcatel Générateur électrochimique rechargeable au lithium comprenant une anode de carbone et son procédé de fabrication
US5700298A (en) 1996-03-15 1997-12-23 Valence Technology, Inc. Carbon anode for lithium ion electrochemical cell
JP2000348727A (ja) * 1999-06-01 2000-12-15 Fuji Elelctrochem Co Ltd 非水電解液２次電池
AU2001245786A1 (en) * 2000-03-17 2001-10-03 Hyperion Catalysis International Inc. Carbon nanotubes in fuels and lubricants
JP4656710B2 (ja) * 2000-09-29 2011-03-23 三洋電機株式会社 非水電解液二次電池
MXPA04011927A (es) * 2002-05-30 2005-03-31 Ashland Inc Conductividad termica mejorada de fluidos con nanoparticulas de grafito y nanotubo de carbono.
US7071258B1 (en) 2002-10-21 2006-07-04 Nanotek Instruments, Inc. Nano-scaled graphene plates
EP1588385B1 (en) 2002-12-26 2008-05-14 Showa Denko K.K. Carbonaceous material for forming electrically conductive material and use thereof
US7157517B2 (en) * 2003-07-16 2007-01-02 Wayne State University Method of delaminating a graphite structure with a coating agent in a supercritical fluid
US7172745B1 (en) 2003-07-25 2007-02-06 Chien-Min Sung Synthesis of diamond particles in a metal matrix
JP4738039B2 (ja) * 2005-03-28 2011-08-03 三洋電機株式会社 黒鉛系炭素材料の製造方法
JP3920310B1 (ja) * 2006-03-10 2007-05-30 株式会社パワーシステム 電気二重層キャパシタ用正電極及び電気二重層キャパシタ
JP2007277500A (ja) 2006-04-06 2007-10-25 Makoto Sakai 潤滑油界面活性増強装置
JP4957383B2 (ja) 2007-05-29 2012-06-20 パナソニック株式会社 潤滑油を用いた流体軸受装置、これを用いたモータ、および、潤滑油を用いた圧縮機
JP5137066B2 (ja) 2007-09-10 2013-02-06 国立大学法人福井大学 グラフェンシートの製造方法
JP5121663B2 (ja) 2007-10-15 2013-01-16 化薬アクゾ株式会社 無水マレイン酸変性ポリプロピレン及びそれを含む樹脂組成物
EP2240404A4 (en) * 2008-02-05 2014-09-03 Univ Princeton FUNCTIONAL GRAPHIC FILMS WITH HIGH CARBON OXYGEN RATIO
CN102015529B (zh) * 2008-02-28 2014-04-30 巴斯夫欧洲公司 纳米石墨片和组合物
US20100055464A1 (en) 2008-07-08 2010-03-04 Chien-Min Sung Graphene and Hexagonal Boron Nitride Planes and Associated Methods
KR101047983B1 (ko) * 2008-07-31 2011-07-13 한국과학기술연구원 Ａａ＇ 적층 흑연 및 그 제조 방법
WO2010023934A1 (ja) * 2008-08-28 2010-03-04 国立大学法人名古屋大学 グラフェン／ＳｉＣ複合材料の製造方法及びそれにより得られるグラフェン／ＳｉＣ複合材料
CN101381511A (zh) * 2008-10-24 2009-03-11 南开大学 单层石墨与聚合物复合材料及其制备方法
CN102272277A (zh) * 2008-12-30 2011-12-07 3M创新有限公司 润滑剂组合物及形成方法
EP2393753B1 (en) * 2009-02-03 2013-09-25 Timcal S.a. New graphite material
WO2010095716A1 (ja) 2009-02-20 2010-08-26 三菱化学株式会社 リチウムイオン二次電池用炭素材料
JP2010254822A (ja) 2009-04-24 2010-11-11 Ube Ind Ltd 熱可塑性樹脂組成物及びそれからなる成形品
JP5457101B2 (ja) * 2009-08-05 2014-04-02 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池
US8222190B2 (en) 2009-08-19 2012-07-17 Nanotek Instruments, Inc. Nano graphene-modified lubricant
CN101752561B (zh) 2009-12-11 2012-08-22 宁波艾能锂电材料科技股份有限公司 石墨烯改性磷酸铁锂正极活性材料及其制备方法以及锂离子二次电池
WO2011115879A2 (en) * 2010-03-16 2011-09-22 Basf Se Method for marking polymer compositions containing graphite nanoplatelets
FR2965274A1 (fr) * 2010-09-28 2012-03-30 Total Raffinage Marketing Composition lubrifiante
KR101137673B1 (ko) 2010-10-07 2012-04-20 이재환 나노 복합 재료 조성물
WO2012073861A1 (ja) 2010-11-29 2012-06-07 積水化学工業株式会社 炭素質材料、炭素質材料の製造方法、薄片化黒鉛の製造方法及び薄片化黒鉛
WO2012125854A1 (en) * 2011-03-15 2012-09-20 Peerless Worldwide, Llc Facile synthesis of graphene, graphene derivatives and abrasive nanoparticles and their various uses, including as tribologically-beneficial lubricant additives
JP5081335B1 (ja) 2011-04-21 2012-11-28 昭和電工株式会社 黒鉛材料、電池電極用炭素材料、及び電池
JP2012250883A (ja) * 2011-06-03 2012-12-20 Sekisui Chem Co Ltd 表面修飾炭素材料の製造方法、樹脂複合材料及び樹脂複合材料の製造方法
GB201109962D0 (en) 2011-06-14 2011-07-27 Univ Durham Process for producing graphene
US20130022530A1 (en) * 2011-07-19 2013-01-24 Robert Angelo Mercuri Production Of Exfoliated Graphite
FR2978021B1 (fr) * 2011-07-22 2013-12-20 Dior Christian Parfums Systeme de conditionnement et d'application de produit, notamment de produit cosmetique
JP2013077475A (ja) 2011-09-30 2013-04-25 Mitsubishi Materials Corp リチウムイオン二次電池の正極材料用の導電助剤
JP2013079348A (ja) 2011-10-05 2013-05-02 Nissan Motor Co Ltd 樹脂組成物
KR102208587B1 (ko) 2011-12-28 2021-01-28 미쯔비시 케미컬 주식회사 비수계 전해액 및 비수계 전해액 이차 전지
JP5805572B2 (ja) 2012-03-28 2015-11-04 株式会社豊田中央研究所 摺動部材及びその製造方法
US9748556B2 (en) 2012-03-30 2017-08-29 Nec Corporation Negative electrode material for secondary battery, and secondary battery
EP2835393A4 (en) * 2012-04-04 2015-11-25 Sekisui Chemical Co Ltd PROCESS FOR PRODUCING RESIN COMPOSITE MATERIAL, AND MATERIAL THUS OBTAINED
US8486870B1 (en) 2012-07-02 2013-07-16 Ajay P. Malshe Textured surfaces to enhance nano-lubrication
US20140023864A1 (en) 2012-07-19 2014-01-23 Anirudha V. Sumant Superlubricating Graphene Films
KR102146718B1 (ko) 2012-08-23 2020-08-21 미쯔비시 케미컬 주식회사 비수계 전해액 이차 전지용 탄소재, 비수계 전해액 이차 전지용 부극, 비수계 전해액 이차 전지 및 비수계 전해액 이차 전지용 탄소재의 제조 방법
US20150232664A1 (en) 2012-09-07 2015-08-20 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Thermally conductive blended polymer compositions with improved flame retardancy
JP6127426B2 (ja) * 2012-09-26 2017-05-17 三菱化学株式会社 非水系二次電池用炭素材、負極及び、非水系二次電池
JPWO2014087992A1 (ja) * 2012-12-04 2017-01-05 昭和電工株式会社 グラフェンシート組成物
CA2894517C (en) 2013-01-23 2021-10-19 Toray Industries, Inc. Positive electrode active material/graphene composite particles, positive electrode material for lithium ion battery, and method for manufacturing positive electrode active material/graphene composite particles
JP2014210916A (ja) 2013-04-05 2014-11-13 積水化学工業株式会社 樹脂複合材料
JP2014201676A (ja) 2013-04-05 2014-10-27 積水化学工業株式会社 樹脂複合材料の製造方法
US8957003B2 (en) 2013-05-16 2015-02-17 Enerage Inc. Modified lubricant
CN103834235A (zh) * 2014-02-20 2014-06-04 江苏格美高科技发展有限公司 一种导电石墨烯碳浆油墨及其制备方法
WO2016038692A1 (ja) 2014-09-09 2016-03-17 グラフェンプラットフォーム株式会社 グラフェン前駆体として用いられる黒鉛系炭素素材、これを含有するグラフェン分散液及びグラフェン複合体並びにこれを製造する方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011522920A (ja) * 2008-06-07 2011-08-04 ヘクセル コンポジット、リミテッド 改良された導電率の樹脂材料及び複合材料
JP2013533892A (ja) * 2010-03-26 2013-08-29 ユニバーシティ オブ ハワイ ナノ材料で強化された樹脂および関連材料
JP2013536141A (ja) * 2010-06-25 2013-09-19 ナショナル ユニヴァーシティー オブ シンガポール グラファイト剥離によってグラフェンを形成する方法
WO2013146213A1 (ja) * 2012-03-27 2013-10-03 積水化学工業株式会社 樹脂複合材料
JP2013233790A (ja) * 2012-04-11 2013-11-21 Sekisui Chem Co Ltd 樹脂成形体の製造方法及び樹脂成形体
WO2014064432A1 (en) * 2012-10-22 2014-05-01 Cambridge Enterprise Limited Functional inks based on layered materials and printed layered materials

Also Published As

Publication number Publication date
PE20170824A1 (es) 2017-07-04
PH12017500397B1 (en) 2017-07-17
CL2017000568A1 (es) 2017-11-03
AP2017009816A0 (en) 2017-03-31
ES2601130A2 (es) 2017-02-14
GB2528790A (en) 2016-02-03
US20170174898A1 (en) 2017-06-22
PE20170825A1 (es) 2017-07-04
US9862833B2 (en) 2018-01-09
TWI558661B (zh) 2016-11-21
PH12017500396A1 (en) 2017-07-17
JP5688669B1 (ja) 2015-03-25
TWI532238B (zh) 2016-05-01
TWI544070B (zh) 2016-08-01
PL3002322T3 (pl) 2020-03-31
TW201601997A (zh) 2016-01-16
CO2017000713A2 (es) 2017-06-30
US20170174521A1 (en) 2017-06-22
US9752035B2 (en) 2017-09-05
KR20160041051A (ko) 2016-04-15
BR112017004525A2 (pt) 2018-05-08
MX2016014793A (es) 2017-03-10
IL248763A0 (en) 2017-01-31
IL244120B (en) 2018-01-31
EP3002317A1 (en) 2016-04-06
EP2993219A1 (en) 2016-03-09
IL244667A (en) 2017-02-28
WO2016002254A1 (ja) 2016-01-07
CL2017000567A1 (es) 2017-11-03
PL420791A1 (pl) 2017-07-03
KR101600837B1 (ko) 2016-03-10
TWI543933B (zh) 2016-08-01
US20180118950A1 (en) 2018-05-03
AU2015242995A1 (en) 2016-03-10
BR112017004639A2 (pt) 2018-05-08
AP2017009814A0 (en) 2017-03-31
EP3007251B1 (en) 2022-09-14
AU2015242993B2 (en) 2016-03-31
ES2601130R1 (es) 2017-03-06
ZA201607142B (en) 2017-08-30
WO2016002261A1 (ja) 2016-01-07
CO2017003180A2 (es) 2017-06-20
EP3002317B1 (en) 2022-08-24
BR112017004527A2 (pt) 2018-05-08
CN105517953A (zh) 2016-04-20
PH12017500399B1 (en) 2017-07-17
EA201790338A1 (ru) 2017-05-31
GB2528790B (en) 2017-04-05
US20160194474A1 (en) 2016-07-07
TW201604275A (zh) 2016-02-01
IL244667A0 (en) 2016-04-21
PH12017500399A1 (en) 2017-07-17
HK1223392A1 (zh) 2017-07-28
CA2916795C (en) 2017-12-05
PH12017500398A1 (en) 2017-07-17
SG11201600970WA (en) 2016-03-30
WO2016038692A1 (ja) 2016-03-17
ES2652487A2 (es) 2018-02-02
ES2601130B1 (es) 2017-09-25
EP3007251A1 (en) 2016-04-13
CN105518072A (zh) 2016-04-20
US10421863B2 (en) 2019-09-24
MY163254A (en) 2017-08-30
EP2982646A1 (en) 2016-02-10
EP3002322A1 (en) 2016-04-06
CN105518114A (zh) 2016-04-20
US20170179490A1 (en) 2017-06-22
TW201612106A (en) 2016-04-01
MX2017002914A (es) 2017-08-10
KR101581363B1 (ko) 2015-12-30
MX2017002915A (es) 2017-12-07
ES2652487B1 (es) 2018-09-06
ES2652487R1 (es) 2018-02-08
PL420790A1 (pl) 2017-07-03
CL2017000570A1 (es) 2017-11-03
ES2662959R1 (es) 2018-05-29
CN105452159B (zh) 2016-12-21
BR112017004639B1 (pt) 2021-02-02
EA029994B1 (ru) 2018-06-29
AP2017009815A0 (en) 2017-03-31
EP2993219A4 (en) 2016-04-06
TW201604131A (zh) 2016-02-01
US9862834B2 (en) 2018-01-09
AP2016009657A0 (en) 2016-12-31
US20160101980A1 (en) 2016-04-14
CA2916788A1 (en) 2015-12-30
US9815987B2 (en) 2017-11-14
ES2662959B1 (es) 2018-12-05
BR112017003673B1 (pt) 2022-03-03
CO2017003189A2 (es) 2017-07-28
IL244120A0 (en) 2016-04-21
ES2617036R1 (es) 2017-11-21
AR101795A1 (es) 2017-01-11
IL248763B (en) 2018-12-31
ES2662960A2 (es) 2018-04-10
TWI558660B (zh) 2016-11-21
IL244175B (en) 2018-01-31
US20170175023A1 (en) 2017-06-22
SG11201600972YA (en) 2016-03-30
PH12018501050A1 (en) 2021-06-07
IL244662B (en) 2019-05-30
CL2017000569A1 (es) 2017-11-10
WO2016002268A1 (ja) 2016-01-07
EA030118B1 (ru) 2018-06-29
ES2662960R1 (es) 2018-06-04
IL244662A0 (en) 2016-04-21
KR101588689B1 (ko) 2016-01-27
EA201790450A1 (ru) 2017-05-31
EA030013B1 (ru) 2018-06-29
GB201513701D0 (en) 2015-09-16
ES2617036A8 (es) 2017-09-29
CN105452159A (zh) 2016-03-30
PE20170823A1 (es) 2017-07-04
IL244175A0 (en) 2016-04-21
US9428393B2 (en) 2016-08-30
TW201607129A (zh) 2016-02-16
JPWO2016038692A1 (ja) 2017-04-27
PH12017500397A1 (en) 2017-07-17
EP3007251A4 (en) 2016-04-13
CA2916795A1 (en) 2016-01-07
EA201890408A1 (ru) 2018-10-31
SG11201600969RA (en) 2016-03-30
EA034507B1 (ru) 2020-02-14
MX2017002917A (es) 2017-11-13
PL420789A1 (pl) 2017-07-03
KR101604683B1 (ko) 2016-03-18
PL233494B1 (pl) 2019-10-31
KR101901876B1 (ko) 2018-09-28
KR101600834B1 (ko) 2016-03-08
CA2916788C (en) 2016-11-08
ES2662959A2 (es) 2018-04-10
CA2916783C (en) 2017-08-08
CO2017003186A2 (es) 2017-07-19
CN105517953B (zh) 2017-07-04
SG10201508781XA (en) 2016-04-28
MA40129A1 (fr) 2017-09-29
AU2015242994B1 (en) 2016-01-28
CA2916783A1 (en) 2016-01-07
AU2015242993A1 (en) 2016-03-10
BR112017003673A2 (pt) 2018-07-03
EP3002317A4 (en) 2016-04-06
EP2982646A4 (en) 2016-04-06
MY163241A (en) 2017-08-30
EP3002322B1 (en) 2019-08-07
ES2617036A2 (es) 2017-06-15
MY181036A (en) 2020-12-16
HK1223345A1 (zh) 2017-07-28
HK1223390A1 (zh) 2017-07-28
MY163243A (en) 2017-08-30
EA201790158A1 (ru) 2017-05-31
HK1223082A1 (zh) 2017-07-21
ES2662960B1 (es) 2018-12-13
EA201790171A1 (ru) 2017-05-31
PL420253A1 (pl) 2017-04-24
ES2617036B1 (es) 2018-05-11
MY165125A (en) 2018-02-28
EP2982646B1 (en) 2021-12-01
PE20170822A1 (es) 2017-07-04
CN105518114B (zh) 2017-11-07
EP3868845A1 (en) 2021-08-25
CN105518072B (zh) 2017-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA030012B1 (ru) Композиционный армирующий материал и способ получения композиционного армирующего материала
WO2015198657A1 (ja) 複合強化素材及び造形材料
JP7170537B2 (ja) グラフェン強化ポリマーマトリックス複合材料のケミカルフリー製造
KR101735819B1 (ko) 탄소계 방열구조체용 재료, 이를 이용한 탄소계 방열구조체의 제조방법 및 이에 의해 제조된 탄소계 방열구조체
Vijayan et al. Liquid rubber and silicon carbide nanofiber modified epoxy nanocomposites: Volume shrinkage, cure kinetics and properties
JP2010500446A (ja) 高膨張黒鉛を充填したポリマー
Rakha et al. Comparison of mechanical properties of acid and UV ozone treated nanodiamond epoxy nanocomposites
US8871019B2 (en) Composition for construction materials manufacturing and the method of its production
Wang et al. Application of carbon nanotubes from waste plastics as filler to epoxy resin composite
Naeem et al. Epoxy/graphene nanocomposites prepared by in-situ microwaving
JPWO2015198657A1 (ja) 複合強化素材及びその製造方法
Feng et al. Fabrication and characterization of antistatic epoxy composite with multi-walled carbon nanotube-functionalized melamine foam
EP4314173A1 (en) Dispersions for additive manufacturing comprising discrete carbon nanotubes
CA3213294A1 (en) Dispersions and manufacturing technologies for additive manufacturing comprising discrete carbon nanotubes
Sha et al. Simultaneous ultrasonication‐assisted internal mixing to prepare MWCNT s‐filled epoxy composites with increased strength and thermal conductivity
Dima et al. Dispersion of carbon nanotubes coated with iron (iii) oxide into polymer composite under oscillating magnetic field
US20210237509A1 (en) Dispersions for additive manufacturing comprising discrete carbon nanotubes
Borah et al. Milled graphitic nanoparticle toughened epoxy composites via increased resistance to in-plane crack propagation
Moaseri et al. Alignment of carbon nanotubes in bulk epoxy matrix using a magnetic-assisted method: Solenoid magnetic field
Mirzapour et al. Dispersion Characteristics, the Mechanical, Thermal Stability, and Durability Properties of Epoxy Nanocomposites Reinforced with Carbon Nanotubes, Graphene, or Graphene Oxide
Liang et al. Analysis of the Mechanical Properties of Epoxy Resin Matrix Composites upon Multi-scale Synergistic Strengthening and Toughening
Hawkins Hybrid Epoxy Films Containing Well-Exfoliated Multi-Walled Carbon Nanotubes and Nylon-12 with Enhanced Tensile Properties, Fracture Toughness, and Electrical Conductivity
OA18234A (en) Composite reinforcement raw material and shaping material.
GO 5.7. 4 Fracture toughness

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG TJ TM