PL233448B1 - Zastosowanie wermikulitu - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest zastosowanie wermikulitu jako napełniacza samonaprawiających się kompozytów epoksydowych, inicjującego proces ich samonaprawy pod wpływem promieniowania mikrofalowego. Stosuje się co najmniej jedną warstwę wermikulitu na warstwę kompozytu o grubości 10 mm. Kompozyty epoksydowe zawierające warstwy wermikulitu charakteryzują się zdolnością pochłaniania promieniowania elektrycznego pochodzącego od urządzeń elektrycznych.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie wermikulitu.

Wermikulit jest minerałem ilastym, który pod względem chemicznym stanowi uwodniony glinokrzemian magnezu, żelaza i litu. Jest nietoksyczny i czysty ekologicznie. Posiada dużą odporność na wysokie temperatury, wysoką odporność chemiczną i biologiczną, posiada bardzo dobre właściwości chłonne, jest dobrym izolatorem dźwięku i ciepła. Znajduje różnorodne zastosowania, między innymi jako dodatek (wypełniacz) do tynków i betonów, jako materiał izolacyjny w izolacjach termicznych, akustycznych, jako środek ogniotrwały w zabezpieczeniach przeciwpożarowych oraz jako środek pochłaniający promieniowanie elektryczne.

Z książki Liquid Chromatography/FTIR Microspectroscopy/Microwave Assisted Synthesis (wolumin 163 serii Advances in Polymer Science) 2003, 194-263 znane jest zastosowanie wermikulitu jako stabilizatora cieplnego w syntezie polimerów za pomocą mikrofal.

Powstanie mikropęknięć w samonaprawiających się kompozytach epoksydowych, zawierających mikrokapsułki z substancją naprawczą w postaci izocyjanianów (między innymi zgłoszenie patentowe P. 416974), zawierających warstwy szklane lub celulozowe impregnowane żywicą epoksydową jako substancją naprawczą (zgłoszenie patentowe P. 421688), względnie zawierających wydrążone włókna szklane wypełnione substancją naprawczą, powoduje uwolnienie substancji naprawczej, która wypełnia mikropęknięcie i polimeryzując naprawia uszkodzenia.

Zastosowanie wermikulitu jako napełniacza według wynalazku polega na tym, że wermikulit stosuje się jako napełniacz samonaprawiających się kompozytów epoksydowych inicjujący proces ich samonaprawy pod wpływem promieniowania mikrofalowego. Stosuje się wermikulit drobno zmielony w postaci warstw o grubości 0,1-1,5 mm umieszczanych wewnątrz kompozytu podczas jego wytwarzania. Stosuje się co najmniej jedną warstwę wermikulitu na warstwę kompozytu o grubości 10 mm.

Kompozyty epoksydowe zawierające warstwy wermikulitu charakteryzują się dodatkowo zdolnością pochłaniania promieniowania elektrycznego pochodzącego od urządzeń elektrycznych. Cząsteczki wody zgromadzone wewnątrz struktur wermikulitu są bowiem wprawiane przez mikrofale w drgania rotacyjne, powodując nagrzewanie się cząstek napełniacza, a przekazywane kompozytowi ciepło inicjuje mechanizm samonaprawy. Umożliwia to szybszą, mniej energochłonną i równomierną samonaprawę oraz nadanie kompozytowi także funkcji ochrony organizmu ludzkiego przed oddziaływaniem pola elektrycznego.

Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady.

P r z y k ł a d 1

Warstwy naprawcze w postaci porowatych filtrów szklanych Whatman GF/A zawierających skrystalizowaną w porach żywicę epoksydową D.E.R. ™332, pokrytych lakierem akrylowym umieszczono w formie między warstwami mieszaniny żywicy epoksydowej D.E.R. ™332 i utwardzacza Z-1 zawierającej 26 części wagowych utwardzacza na 100 części wagowych żywicy. Pomiędzy warstwami mieszaniny żywicy epoksydowej D.E.R. ™332 z utwardzaczem i warstwami naprawczymi umieszczono także warstwy drobno zmielonego wermikulitu o grubości 0,7 mm, stosując jedną warstwę wermikulitu na warstwę kompozytu o grubości 10 mm. Wypełnioną w ten sposób formę dociśnięto obciążeniem 30 N w celu sprasowania laminatu i usunięcia wolnych przestrzeni pomiędzy warstwami i pozostawiono na 24 godziny w temperaturze 50°C. Następnie zalaminowane w ten sposób filtry pozostawiono w temperaturze 20°C na czas 2 godziny do ostygnięcia i odformowano. Uszkodzony kompozyt umieszczono w urządzeniu generującym promieniowanie mikrofalowe na 120 sekund (6 cykli: 20 sekundowe grzanie i 60 sekundowa przerwa). Kompozyt pozostawiono na 4 godziny i po tym czasie porównano stopień jego samonaprawy ze stopniem samonaprawy kompozytu otrzymanego wyżej opisanym sposobem, ale nie zawierającego wermikulitu, naprawianego w stałej podwyższonej temperaturze przez 24 godziny. W obu kompozytach uzyskano zbliżony stopień samonaprawy.

P r z y k ł a d 2

Warstwy naprawcze w postaci filtrów celulozowych Filtrak 390 zawierające skrystalizowaną żywicę epoksydową D.E.R. ™332, pokryte lakierem akrylowym umieszczono w formie między warstwami mieszaniny żywicy epoksydowej D.E.R. ™332 z utwardzaczem Z-1, zawierającej 19 części wagowych utwardzacza na 100 części wagowych żywicy. Pomiędzy warstwami mieszaniny żywicy epoksydowej D.E.R. ™332 z utwardzaczem i warstwami naprawczymi umieszczono także warstwy drobno zmielonego wermikulitu o grubości 0,8 mm, stosując jedną warstwę wermikulitu na warstwę kompozytu o gru

PL 233 448 B1 bości 10 mm. Wypełnioną w ten sposób formę dociśnięto obciążeniem 30 N w celu sprasowania laminatu i usunięcia wolnych przestrzeni pomiędzy warstwami i pozostawiono na 24 godziny w temperaturze 50°C. Następnie zalaminowane w ten sposób filtry pozostawiono w temperaturze 20°C na czas 2 godziny do ostygnięcia i odformowano. Uszkodzony kompozyt umieszczono w urządzeniu generującym promieniowanie mikrofalowe na 140 sekund (7 cykli: 20 sekundowe grzanie i 120 sekundowa przerwa). Kompozyt pozostawiono na 4 godziny i po tym czasie porównano stopień jego samonaprawy ze stopniem samonaprawy kompozytu otrzymanego wyżej opisanym sposobem, ale nie zawierającego wermikulitu, naprawianego w stałej podwyższonej temperaturze przez 24 godziny. W obu kompozytach uzyskano zbliżony stopień samonaprawy.

P r z y k ł a d 3

Do 30 części wagowych mikrokapsułek politiouretanowych zawierających diizocyjanian izoforonu dodano 100 części wagowych żywicy epoksydowej Epidian 5 i 18 części wagowych utwardzacza ET i całość dokładnie wymieszano w czasie 2 minut do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Uzyskaną mieszaninę wylano do formy silikonowej wypełniając ją w połowie i odczekano około 30 minut do czasu jej zżelowania. Następnie naniesiono warstwę wermikulitu o grubości 0,6 mm i postępując jak opisano wyżej przygotowano mieszaninę epoksydową do wypełnienia drugiej połowy formy. Zastosowano warstwę wermikulitu o grubości 0,6 mm na warstwę kompozytu o grubości 10 mm. Przygotowaną mieszaninę wylano do formy powodując jej całkowite wypełnienie. Wypełnioną formę pozostawiono na 24 godziny do usieciowana. Po upływie tego czasu kompozyt odformowano. Uszkodzony kompozyt umieszczono w urządzeniu generującym promieniowanie mikrofalowe na 100 sekund (5 cykli: 20 sekundowe grzanie i 80 sekundowa przerwa). Kompozyt pozostawiono na 8 godzin i po tym czasie porównano stopień jego samonaprawy ze stopniem samonaprawy kompozytu otrzymanego wyżej opisanym sposobem, ale nie zawierającego wermikulitu, naprawianego w stałej podwyższonej temperaturze przez 24 godziny. W obu kompozytach uzyskano zbliżony stopień samonaprawy.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zastosowanie wermikulitu jako napełniacza, znamienne tym, że wermikulit stosuje się jako napełniacz samonaprawiających się kompozytów epoksydowych inicjujący proces ich samonaprawy pod wpływem promieniowania mikrofalowego.
2. 2. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że stosuje się wermikulit drobno zmielony w postaci warstw o grubości 0,1-1,5 mm umieszczanych wewnątrz kompozytu podczas jego wytwarzania.
3. 3. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że stosuje się co najmniej jedną warstwę wermikulitu na warstwę kompozytu o grubości 10 mm.