PL447529A1

PL447529A1 - Metal-carbon laminate and its producing method

Info

Publication number: PL447529A1
Application number: PL447529A
Authority: PL
Inventors: Jarosław Bieniaś; Patryk Jakubczak; Monika Ostapiuk; Magda Droździel-Jurkiewicz; Piotr Podolak
Original assignee: Politechnika Lubelska
Priority date: 2024-01-17
Filing date: 2024-01-17
Publication date: 2024-08-12

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest laminat metal-węgiel, który charakteryzuje się tym, że w części środkowej laminatu znajduje się warstwa samonaprawiająca się pierwsza (1) o grubości od 1 mm do 2 mm, składająca się z włókien szklanych wypełnionych diizocyjanianem izoforonu i połączonych żywicą termoplastyczną, do której obu powierzchni przylega adhezyjnie warstwa włókniny poliestrowej (2) o gramaturze 339 g/m2 i o grubości od 4 mm do 8 mm. Do warstwy włókniny poliestrowej (2) przylegają adhezyjnie dwie warstwy kompozytu termoplastycznego na bazie włókien węglowych (3) o grubości 0,04 mm każda, które przylegają adhezyjnie do warstwy samonaprawiającej się drugiej (4) o grubości od 0,2 mm do 0,4 mm, składającej się z mikrokapsułek o wielkości od 25 µm do 100m, z których każda składa się z powłoki poliuretanowej z poliizocyjanuranu diizocyjanianu toluenu w octanie etylu w ilości 48,8% wagowo i wypełnienia z izocjanatu diizocyjanianu izoforonu w ilości 51,2% wagowo i nanorurek węglowych o wielkości od 20 nm do 100 nm połączonych z żywicą termoplastyczną. Przedmiotem zgłoszenia jest także sposób wytwarzania laminatu metal-węgiel, który polega na tym, że na dwa arkusze blachy (6) ze stopu niklu z tytanem o grubości 1 mm posiadające na obu powierzchniach warstwę ceramiczną (5) o grubości od 5 µm do 12 µm nanosi się obustronnie mikrokapsułki o wielkości od 25 µm do 100 µm, z których każda składa się z powłoki poliuretanowej z poliizocyjanuranu diizocyjanianu toluenu w octanie etylu w ilości 48,8% wagowo i wypełnienia z izocjanatu diizocyjanianu izoforonu w ilości 51,2% wagowo i nanorurki węglowe o wielkości od 20 nm do 100 nm, przy czym mikrokapsułki i nanorurki węglowe powleka się ręcznie żywicą termoplastyczną i otrzymuje się warstwę samonaprawiającą się drugą (4) o grubości od 0,2 mm do 0,4 mm. Na jeden z arkuszy blachy (6) ze stopu niklu z tytanem o grubości 1 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną (5) o grubości od 5 µm do 12 µm i warstwę samonaprawiającą się drugą (4) o grubości od 0,2 mm do 0,4 mm nakłada się dwie warstwy kompozytu termoplastycznego na bazie włókien węglowych (3) o grubości 0,04 mm każda. Następnie nakłada się warstwę włókniny poliestrowej (2) o gramaturze 339 g/m2 i o grubości od 4 mm do 8 mm.The subject of the application is a metal-carbon laminate, which is characterized in that the central part of the laminate contains a first self-healing layer (1) with a thickness of 1 mm to 2 mm, consisting of glass fibres filled with isophorone diisocyanate and bonded with a thermoplastic resin, to both surfaces of which a layer of polyester nonwoven fabric (2) with a basis weight of 339 g/m2 and a thickness of 4 mm to 8 mm is adhesively adhered. Two layers of a thermoplastic composite based on carbon fibers (3) each 0.04 mm thick are adhesively adhered to the polyester nonwoven fabric layer (2), which are adhesively adhered to a second self-healing layer (4) 0.2 mm to 0.4 mm thick, consisting of microcapsules ranging in size from 25 µm to 100 µm, each of which consists of a polyurethane coating of toluene diisocyanate polyisocyanurate in ethyl acetate in an amount of 48.8% by weight and a filler of isophorone diisocyanate in an amount of 51.2% by weight and carbon nanotubes ranging in size from 20 nm to 100 nm combined with a thermoplastic resin. The subject of the application is also a method of producing a metal-carbon laminate, which consists in applying on both sides of two sheets (6) of a 1 mm thick nickel-titanium alloy having on both surfaces a ceramic layer (5) of thickness from 5 µm to 12 µm microcapsules of size from 25 µm to 100 µm, each of which consists of a polyurethane coating of toluene diisocyanate polyisocyanurate in ethyl acetate in the amount of 48.8% by weight and a filler of isophorone diisocyanate isocyanate in the amount of 51.2% by weight and carbon nanotubes of size from 20 nm to 100 nm, wherein the microcapsules and carbon nanotubes are manually coated with a thermoplastic resin, and a second self-healing layer (4) of thickness from 0.2 mm to 0.4 mm is obtained. On one of the sheets (6) of a 1 mm thick nickel-titanium alloy having on both surfaces a ceramic layer (5) of 5 µm to 12 µm thickness and a second self-healing layer (4) of 0.2 mm to 0.4 mm thickness, two layers of a thermoplastic composite based on carbon fibres (3) of 0.04 mm thickness each are applied. Then a layer of polyester non-woven fabric (2) of 339 g/m2 and 4 mm to 8 mm thickness is applied.