PL238752B1 - Sposób wytwarzania metaliczno-polimerowych wyprasek kompozytowych - Google Patents
Sposób wytwarzania metaliczno-polimerowych wyprasek kompozytowych Download PDFInfo
- Publication number
- PL238752B1 PL238752B1 PL420850A PL42085017A PL238752B1 PL 238752 B1 PL238752 B1 PL 238752B1 PL 420850 A PL420850 A PL 420850A PL 42085017 A PL42085017 A PL 42085017A PL 238752 B1 PL238752 B1 PL 238752B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- metal
- weight
- composite
- filler
- polymer matrix
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 19
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 9
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 4
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZKXWKVVCCTZOLD-UHFFFAOYSA-N copper;4-hydroxypent-3-en-2-one Chemical compound [Cu].CC(O)=CC(C)=O.CC(O)=CC(C)=O ZKXWKVVCCTZOLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000010814 metallic waste Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
Landscapes
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania metaliczno-polimerowych wyprasek kompozytowych, mający zastosowanie w przemyśle elektrotechnicznym, w firmach zajmujących się składowaniem, utylizacją i recyklingiem materiałów odpadowych pochodzących z przemysłu energetycznego i metalowego.
Znany jest z polskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku nr 393354 sposób wytwarzania kompozytów polimerowych przewodzących prąd elektryczny, polegający na mechanicznym wymieszaniu polimeru termoplastycznego z napełniaczem przewodzącym w ilości od 0,1 do 20% wag. oraz z cytrynianem sodu w ilości od 0,1 do 5% wag. jako środkiem porującym polimer i aglomerującym napełniacz podczas ogrzewania i intensywnego mieszania składników. Kompozyt ten wytwarza się typowymi metodami przetwórstwa tworzyw, takimi jak wytłaczanie, wtryskiwanie, prasowanie na gorąco lub termoformowanie. Napełniaczem przewodzącym może być proszek, włókna lub płatki metali, jak również proszek sadzy węglowej, grafitu oraz nanorurki i włókna węglowe lub też cięte włókna ceramiczne lub polimerowe pokryte warstwą metalu.
Znany jest z polskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku nr 399340 sposób otrzymywania kompozytu polimerowego, który polega na tym, że granulat polimeru termoplastycznego miesza się z acetyloacetonianem miedzi w ilości 0,1 do 15% mas. i z tlenkiem miedzi w ilości od 1 do 30% mas. Następnie wymieszane składniki wsypuje się do leja zasypowego wytłaczarki i metodą współwytłaczania formuje się warstwę aktywną na podłożu wytłaczanym z wytłaczarki sprzężonej z układem współwytłaczania. W efekcie tych czynności otrzymuje się kompozyt wielowarstwowy, który po napromienieniu laserowym może być stosowany jako podłoże warstw metali osadzanych autokatalitycznie wskutek chemicznej metalizacji bezprądowej.
Celem sposobu według wynalazku jest opracowanie metody recyklingu metalicznego materiału odpadowego w postaci sproszkowanej umożliwiającej uzyskanie wyrobu kompozytowego o podwyższonych właściwościach elektrycznych, magnetycznych i termomechanicznych, w tym dużej tłumienności drgań.
Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania metaliczno-polimerowych wyprasek kompozytowych. Sposób według wynalazku polega na tym, że proszek metali o frakcji od 20 μm do 100 μm pochodzący z przemiału zużytych wyrobów metalowych w ilości od 98 do 99,5% wag. miesza się z 0,5 do 2% wag. osnowy polimerowej w postaci suspensyjnego poli(chlorku winylu), przy czym homogenizację składników w gnieździe formy prasowniczej prowadzi się w temperaturze 160°C pod działaniem ciśnienia 200 MPa w czasie 900 sekund.
Sposób według wynalazku umożliwia wytwarzanie wyrobów kompozytowych metodą prasowania posiadających dobre właściwości elektromagnetyczne, amortyzujące oraz mechaniczne, mniejszy ciężar w stosunku do wyrobów metalowych o tych samych wymiarach i łatwą skrawalność. Ponadto opracowany sposób wytwarzania kompozytu zapewnia łatwe i tanie uzyskanie gotowego wyrobu o dowolnym kształcie, z użyciem materiałów z recyklingu, niewymagającego dodatkowych operacji wykończeniowych, nadającego się do bezpośredniego zastosowania w przemyśle energetycznym, przemyśle motoryzacyjnym i wytwarzania maszyn oraz urządzeń, zwłaszcza do wytwarzania elektromagnetycznych materiałów, rdzeni dławików wykorzystywanych do różnorodnych zastosowań przemysłowych, podkładek indukcyjnych, magnetycznych, elementów dystansowych, elementów przewodzących i magnesowalnych przeznaczonych do różnego typu zastosowań.
Przykład 1
Sposób według wynalazku został wykorzystany do wytworzenia wyprasek prasowniczych w kształcie cylindrycznym lub toroidalnym mogących służyć jako rdzenie dławików. Jako osnowy polimerowej do wytworzenia kompozytu użyto suspensyjnego poli(chlorku winylu) posiadającego temperaturę topnienia niższą niż temperatura topnienia napełniacza. Jako napełniacz zastosowano proszki metali powstałe z przemiału zużytych wyrobów metalowych o dominującej zawartości żelaza Fe i frakcji od 20 μm do 500 μm przesiewany na sitach z użyciem wytrząsarki oscylacyjnej. Uzyskany w ten sposób napełniacz do dalszego procesu w postaci proszku o frakcji od 40 μm do 100 μm w ilości 99,5% wag. zmieszano mechanicznie w mieszarce bębnowej z 0,5% wag. osnowy polimerowej w postaci poli(chlorku winylu). Następnie uzyskaną w mieszarce bębnowej ujednorodnioną mieszaninę zasypano do formy prasowniczej. W układzie formy ze stemplem pod ciśnieniem 200 MPa z użyciem prasy nastąpiła homogenizacja składników w stanie plastyczno płynnym osnowy polimerowej w temperaturze przetwórstwa poli(chlorku winylu) - poniżej wartości temperatury topnienia metalu. Układ grzejny formy ze względu na
PL 238 752 B1 walcową konstrukcję sprzężony z układem pomiarowym zapewniał jednorodny rozkład temperatury o wartości 160°C. Gotowe wyroby kompozytowe w postaci wyprasek prasowniczych cylindrycznych lub toroidalnych uzyskano po czasie 900 sekund mierzonym od momentu uplastycznienia się składników w formie prasowniczej przy utrzymaniu nacisku stempla pod ciśnieniem 200 MPa i przy jednorodnym rozkładzie temperatury o wartości 160°C w formie prasowniczej.
Wykonane wypraski kompozytowe zawierały 99,5% wagowo napełniacza. Uzyskany wyrób kompozytowy posiadał dużą jednorodność i dobre właściwości użytkowe, w tym elektromagnetyczne. Wyrób kompozytowy został wykorzystany jako rdzenie dławików i podkładki o małej masie, dobrej izolacyjności akustycznej i ciepłej, zwiększonej odporności na wilgoć i zmniejszonej masie oraz wymiarach w porównaniu z metalem oraz ochronie przed wibracjami.
Przedstawiony sposób pozwala na wytwarzanie następujących wyrobów:
- elementów obwodów zasilających rozruszniki serca, biostymulatory,
- dławików separujących na przykład do świetlówek, do LED, konstrukcji magnetowodów transformatorów pomiarowych, systemach inteligentnej akwizycji danych „smart-metering”, układach dedykowanych dla energoelektroniki, automatyki, telekomunikacji, przemysłu motoryzacyjnego, kolejnictwa, spawalnictwa.
Przykład 2
Sposób według wynalazku został wykorzystany do wytworzenia wyprasek prasowniczych w kształcie cylindrycznym lub toroidalnym mogących służyć jako rdzenie dławików. Jako osnowy polimerowej do wytworzenia kompozytu użyto suspensyjnego poli(chlorku winylu) posiadającego temperaturę topnienia niższą niż temperatura topnienia napełniacza. Jako napełniacz zastosowano proszki metali powstałe z przemiału zużytych wyrobów metalowych o dominującej zawartości żelaza Fe i frakcji od 20 μm do 300 μm przesiewany na sitach z użyciem wytrząsarki oscylacyjnej. Uzyskany w ten sposób napełniacz do dalszego procesu w postaci proszku o frakcji od 20 μm do 70 μm w ilości 98% wag. zmieszano mechanicznie w mieszarce bębnowej z 2% wag. osnowy polimerowej w postaci poli(chlorku winylu). Następnie uzyskaną w mieszarce bębnowej ujednorodnioną mieszaninę zasypano do formy prasowniczej. W układzie formy ze stemplem pod ciśnieniem 200 MPa z użyciem prasy nastąpiła homogenizacja składników w stanie plastyczno płynnym osnowy polimerowej w temperaturze przetwórstwa poli(chlorku winylu) - poniżej wartości temperatury topnienia metalu. Układ grzejny formy ze względu na walcową konstrukcję sprzężony z układem pomiarowym zapewniał jednorodny rozkład temperatury o wartości 160°C. Gotowe wyroby kompozytowe w postaci wyprasek prasowniczych cylindrycznych lub toroidalnych uzyskano po czasie 900 sekund mierzonym od momentu uplastycznienia się składników w formie prasowniczej przy utrzymaniu nacisku stempla pod ciśnieniem 200 MPa i przy jednorodny rozkładzie temperatury o wartości 160°C w formie prasowniczej.
Wykonane wypraski kompozytowe zawierały 98% wagowo napełniacza.
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentowe1. Sposób wytwarzania metaliczno-polimerowych wyprasek kompozytowych polegający na zmieszaniu napełniacza metalicznego w postaci proszku z osnową polimerową, a następnie umieszczeniu uzyskanej mieszaniny w gnieździe formy prasowniczej i jej homogenizacji, znamienny tym, że proszek metali o frakcji od 20 μm do 100 μm pochodzący z przemiału zużytych wyrobów metalowych w ilości od 98 do 99,5% wagowego miesza się z 0,5 do 2% wagowych osnowy polimerowej w postaci suspensyjnego poli(chlorku winylu), przy czym homogenizację składników w gnieździe formy prasowniczej prowadzi się w temperaturze 160°C pod działaniem ciśnienia 200 MPa w czasie 900 sekund.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL420850A PL238752B1 (pl) | 2017-03-14 | 2017-03-14 | Sposób wytwarzania metaliczno-polimerowych wyprasek kompozytowych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL420850A PL238752B1 (pl) | 2017-03-14 | 2017-03-14 | Sposób wytwarzania metaliczno-polimerowych wyprasek kompozytowych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL420850A1 PL420850A1 (pl) | 2018-09-24 |
| PL238752B1 true PL238752B1 (pl) | 2021-10-04 |
Family
ID=63578817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL420850A PL238752B1 (pl) | 2017-03-14 | 2017-03-14 | Sposób wytwarzania metaliczno-polimerowych wyprasek kompozytowych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL238752B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL447337A1 (pl) * | 2023-12-28 | 2025-06-30 | Politechnika Częstochowska | Sposób wytwarzania płytek kompozytowych |
-
2017
- 2017-03-14 PL PL420850A patent/PL238752B1/pl unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL447337A1 (pl) * | 2023-12-28 | 2025-06-30 | Politechnika Częstochowska | Sposób wytwarzania płytek kompozytowych |
| PL248314B1 (pl) * | 2023-12-28 | 2025-11-24 | Politechnika Czestochowska | Sposób wytwarzania płytek kompozytowych |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL420850A1 (pl) | 2018-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Selective laser sintering 3D printing: a way to construct 3D electrically conductive segregated network in polymer matrix | |
| Abd-Elaziem et al. | Particle-reinforced polymer matrix composites (PMC) fabricated by 3D printing | |
| JP2011513567A5 (pl) | ||
| JP5363881B2 (ja) | 軟磁性材料、およびこの軟磁性材料から構成される物品の製造方法 | |
| CN100577715C (zh) | 一种电磁屏蔽高分子复合材料 | |
| Yang et al. | Solid‐state shear milling method to prepare PA12/boron nitride thermal conductive composite powders and their selective laser sintering 3D‐printing | |
| KR101579522B1 (ko) | 우수한 방열 특성과 전자파 차폐 및 흡수능을 갖는 수지 조성물, 및 이를 이용하여 제조된 성형체 | |
| JPH06507928A (ja) | 熱可塑性樹脂被覆を施した磁性粉末組成物およびその作成方法 | |
| CN102250414B (zh) | 具有导电和电磁屏蔽功能的塑料基复合材料及其制备方法 | |
| JP6911770B2 (ja) | コーティング粉末から生成された伝導性複合材 | |
| Lebedev et al. | A study of oriented conductive composites with segregated network structure obtained via solid‐state processing of UHMWPE reactor powder and carbon nanofillers | |
| CN113667268A (zh) | 一种抗静电耐磨聚醚醚酮复合材料及其制备方法 | |
| Drishya et al. | Preparation, characterization, and dielectric properties of PP/CaTiO3 composites for microwave substrate applications | |
| KR101756636B1 (ko) | 다층 카본 브러시 및 그 제조 방법 | |
| US8858848B2 (en) | Foaming agent to improve EMI shielding | |
| PL238752B1 (pl) | Sposób wytwarzania metaliczno-polimerowych wyprasek kompozytowych | |
| CN114147955A (zh) | 一种热塑性介电功能梯度复合材料及其制备方法和应用 | |
| Kakar et al. | Study of dielectric properties of luffa–polylactide quadratic splint composites: The effect of cyclic absorption and desorption of water | |
| CN106832753A (zh) | 一种酚醛塑料废料回收方法 | |
| US4960818A (en) | Polymer composite preform and process for producing same | |
| KR101993883B1 (ko) | 탄소나노튜브를 갖는 실리콘 복합소재, 탄소나노튜브를 활용한 무금속 실리콘 복합소재의 제조방법 | |
| US20060247352A1 (en) | EMI shielding material | |
| CN110757677B (zh) | 一种含硬质导电海绵式结构屏蔽材料及其制造方法 | |
| KR20170043157A (ko) | 전자파 차폐성과 흡수능을 갖는 고분자 복합체 및 그 제조방법 | |
| JP6933711B2 (ja) | 生成的製造方法からの残粉体の処理方法 |