RU2217448C2 - Способ приготовления высоконаполненной графитосодержащей композиции - Google Patents
Способ приготовления высоконаполненной графитосодержащей композиции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2217448C2 RU2217448C2 RU2002106875A RU2002106875A RU2217448C2 RU 2217448 C2 RU2217448 C2 RU 2217448C2 RU 2002106875 A RU2002106875 A RU 2002106875A RU 2002106875 A RU2002106875 A RU 2002106875A RU 2217448 C2 RU2217448 C2 RU 2217448C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- graphite
- composition
- highly filled
- powder
- polypropylene
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области переработки высоконаполненных графитосодержащих материалов, которые используются для приготовления биологической защиты от нейтронных излучений. Смешивают графит искусственный в количестве (38±5) мас.% и гранулированный полипропилен - остальное, экструдируют и прессуют заготовку. Заготовку переводят в стружку, дробят до порошка, в который добавляют графит искусственный до получения композиции заданного состава, смешивают, прессуют окончательную заготовку. После чего окончательную заготовку переводят в стружку и дробят до порошка. Заявленный способ позволяет прессовать заготовки без дефектов - рыхлот, раковин, расслоений, повысить прочностные характеристики деталей. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области переработки высоконаполненных графитосодержащих материалов на основе искусственного графита и полипропилена, которые применяются для изготовления конструкционных изделий биологической защиты от нейтронных излучений.
Известны способы приготовления смесей на основе полимерной матрицы, включающие перемешивание твердых сыпучих (порошкообразных) материалов: пневматический, гравитационный, механический, заключающиеся в перемешивании порошкообразных материалов в течение определенного времени в аппаратах различной конструкции, воздухом или газом, использованием сил тяжестей самих частей, а также различных перемешивающих устройств ("Оборудование для переработки пластмасс. Справочное пособие по расчету и конструированию" под редакцией В.К.Завгороднего, М., "Машиностроение", 1976 г., с. 62).
Известен способ приготовления высоконаполненной боросодержащей композиции, заключающийся в смешении в шаровом смесителе с металлическими шарами, ламинированными поликарбонатом порошка полипропилена с 10-80 мас.% аморфного бора с последующим прессованием заготовок из этой композиции, перевода заготовок в стружку и измельчением стружки в шаровом смесителе (а.о. 1685956).
Недостатком указанного способа является невозможность использования гранулированного полипропилена.
В высоконаполненных композициях в целях лучшей смешиваемости наполнителя необходимо использовать порошковые полимеры. Известен способ приготовления графитосодержащей композиции следующего состава, мас.%: графит - 10±4; полипропилен гранулированный - 90±1. (Инструкция приготовления смеси полипропилена с порошком графита. Комбинат "Электрохимприбор" г. Лесной Свердловской области, 1995 г.).
Недостатками данного способа являются невозможность получения высоконаполненной графитосодержащей композиции с содержанием графита до 85 мас.% с равномерным распределением компонентов в смеси и с требуемыми прочностными характеристиками.
Известен способ приготовления графитосодержащей композиции, заключающийся в предварительном смешении графита (75-90 мас.%) с порошковым полипропиленом, прессовании заготовки, переводом ее в стружку и дроблении до порошкового состояния, добавлении в измельченную стружку гранулированного полипропилена, смешении и экструдировании окончательной смеси. Количество гранулированного полипропилена добавляется с учетом порошкового полипропилена в стружке до получения необходимого содержания графита в конечной композиции (~10 мас.%) (RU) 2103286).
Недостатками способа являются невозможность получения высоконаполненной композиции с равномерным распределением компонентов в смеси, с высокими прочностными характеристиками, а также необходимость использования полипропилена двух модификаций порошкового и гранулированного.
Известен способ приготовления графитосодержащей композиции, заключающийся в введении в смесь графита и гранулированного полипропилена сечки, получаемой механической обработкой деталей из полипропилена и имеющей толщину 0,2-0,3 мм в соотношении, мас.% (RU 2162095):
Графит - 9-11
Сечка полипропилена - 30-50
Полипропилен гранулированный - Остальное
Недостатками способа являются невозможность получения высоконаполненной графитосодержащей композиции с равномерным распределением компонентов, с требуемыми прочностными характеристиками, необходимость использования полипропилена двух модификаций (сечка и гранулы).
Графит - 9-11
Сечка полипропилена - 30-50
Полипропилен гранулированный - Остальное
Недостатками способа являются невозможность получения высоконаполненной графитосодержащей композиции с равномерным распределением компонентов, с требуемыми прочностными характеристиками, необходимость использования полипропилена двух модификаций (сечка и гранулы).
Необходимо отметить, что для некоторых конструкционных изделий биологической защиты от нейтронных излучений, изготовленных из высоконаполненной графитосодержащей композиции требуется, кроме обеспечения высоких прочностных характеристик, высокая чистота, отсутствие посторонних твердых примесей, определяемых в процессе анализа как зола (<0,06 мас.%).
Известно, что существуют два основных типа графитов:
- естественный (природный) графит,
- искусственный графит
(А. Р.Уббелоде, Ф.А.Льюис. Графит и его кристаллические соединения. Пер. с англ. , М., "Мир", 1965 г.). Порошки из естественного графита содержат в своем составе достаточное количество посторонних примесных элементов (золу) до 13 мас. % (ГОСТ 5279 "Графит кристаллический литейный, ГОСТ 7478 Графит элементный, А.Р.Уббелоде, Ф.А.Льюис Графит и его кристаллические соединения. Пер. с англ., М., "Мир", 1965 г.).
- естественный (природный) графит,
- искусственный графит
(А. Р.Уббелоде, Ф.А.Льюис. Графит и его кристаллические соединения. Пер. с англ. , М., "Мир", 1965 г.). Порошки из естественного графита содержат в своем составе достаточное количество посторонних примесных элементов (золу) до 13 мас. % (ГОСТ 5279 "Графит кристаллический литейный, ГОСТ 7478 Графит элементный, А.Р.Уббелоде, Ф.А.Льюис Графит и его кристаллические соединения. Пер. с англ., М., "Мир", 1965 г.).
Искусственные порошковые графиты достаточно чисты (содержание золы <0,5 мас. %), благодаря чему они используются для приготовления некоторых типов высоконаполненных графитосодержащих композиций, применяемых для изготовления конструкционных изделий биологической защиты от нейтронных излучений.
Искусственные марки графитов в отличие от естественных имеют более шероховатую структуру за счет крупности кристаллов и особенностей строения кристаллической решетки (Е. В.Чалых. Технология и оборудование электродных предприятий. М. , "Металлургия". 1972 г., с. 62, 63). Высокая степень наполнения композиции искусственным графитом (до 85 мас.%) резко увеличивает эффективную вязкость, что вызывает повышенное трение композиции о стенки экструдера и ее загрязнение металлическими примесями. По конструкторской документации допускается содержание примесей (золы) до 0,06 мас.%. Поэтому приготовление высоконаполненной графитосодержащей композиции с использованием искусственного порошкового графита с высокой степенью чистоты также не представляется возможным по указанным двум способам (RU 2103286, RU 2162095).
Известен способ изготовления высоконаполненной полимерной композиции состава, мас.%:
Графит искусственный - 85±5
Полипропилен порошковый - 15±5
Сущность способа заключается в смешении графита и полипропилена в барабанном смесителе с последующим экструдированием навески в двухшнековом экструдере при температуре плавления с последующим прессованием заготовки (детали) (технологический процесс изготовления графитосодержащей композиции комбинат "Электрохимприбор", г. Лесной. Свердловской обл., 1973 г.).
Графит искусственный - 85±5
Полипропилен порошковый - 15±5
Сущность способа заключается в смешении графита и полипропилена в барабанном смесителе с последующим экструдированием навески в двухшнековом экструдере при температуре плавления с последующим прессованием заготовки (детали) (технологический процесс изготовления графитосодержащей композиции комбинат "Электрохимприбор", г. Лесной. Свердловской обл., 1973 г.).
Указанный способ взят в качестве прототипа при изготовлении композиции состава, мас.%:
Графит искусственный - 85±5
Полипропилен гранулированный - 15±5
Недостатком способа изготовления является внесение примесей в процессе экструдирования графитосодержащей композиции.
Графит искусственный - 85±5
Полипропилен гранулированный - 15±5
Недостатком способа изготовления является внесение примесей в процессе экструдирования графитосодержащей композиции.
Увеличение эффективной вязкости расплава композиции, изготовленной по способу-прототипу, при ее экструдировании вызывает деструкцию полимера.
На поверхности отпрессованной заготовки из такого экструдата наблюдается появление раковин, расслоений. Стандартные образцы, вырезанные из отпрессованной заготовки, имели показатель прочности на разрыв 8-11 МПа (по конструкторской документации требуется не менее 15 МПа).
Техническим результатом предлагаемого изобретения является разработка способа приготовления графитосодержащей композиции состава, мас.%:
Графит искусственный - 85±5
Полипропилен гранулированный - 15±5
которая позволила бы прессовать из нее заготовки без дефектов, при этом предел прочности на разрыв (σp) должен быть не менее 15 МПа.
Графит искусственный - 85±5
Полипропилен гранулированный - 15±5
которая позволила бы прессовать из нее заготовки без дефектов, при этом предел прочности на разрыв (σp) должен быть не менее 15 МПа.
Поставленная задача решается тем, что гранулированный полипропилен предварительно смешивают с искусственным графитом в соотношении, мас.%:
Графит искусственный - 38±5
Полипропилен гранулированный - 62±5
смесь экструдируют, прессуют предварительную заготовку, которую подвергают мехобработке на токарном станке, стружку дробят в шаровой мельнице до порошка, в порошок добавляют искусственный графит до получения состава, мас. %:
Графит искусственный - 85±5
Полипропилен гранулированный - 15±5
окончательно приготовленную композицию экструдируют.
Графит искусственный - 38±5
Полипропилен гранулированный - 62±5
смесь экструдируют, прессуют предварительную заготовку, которую подвергают мехобработке на токарном станке, стружку дробят в шаровой мельнице до порошка, в порошок добавляют искусственный графит до получения состава, мас. %:
Графит искусственный - 85±5
Полипропилен гранулированный - 15±5
окончательно приготовленную композицию экструдируют.
Ниже приводятся примеры, иллюстрирующие данное изобретение.
Примеры 1-8 согласно заявляемому техническому решению (см. таблицу).
В барабанный смеситель загружают искусственный графит и гранулированный полипропилен.
Время перемешивания 2-3 часа. Смешанную композицию экструдируют при температуре 210-230oС в пресс-форму. Из экструдированной композиции прессуют заготовку при удельном давлении 15-25 МПа. Заготовку переводят в стружку на токарном станке, стружку дробят в шаровом смесителе при соотношении - шары: композиция 4: 1 (по массе). В дробленную до порошка композицию добавляют искусственный графит до получения в ней графита до 85±5 мас.% и перемешивают в барабанном смесителе в течение 2-3 часов. Окончательно изготовленную композицию экструдируют и загружают в пресс-форму.
Примеры 9-10 (контрольные согласно прототипу).
Анализ таблицы показывает, что положительные результаты получаются при экструдировании первичной композиции состава, мас.%:
Графит искусственный - 38±5
Полипропилен гранулированный - 62±5
При содержании графита в этой композиции менее 33 мас.% не представляется возможным получить мелкодисперсную стружку при ее дроблении, что влечет за собой неоднородность структуры.
Графит искусственный - 38±5
Полипропилен гранулированный - 62±5
При содержании графита в этой композиции менее 33 мас.% не представляется возможным получить мелкодисперсную стружку при ее дроблении, что влечет за собой неоднородность структуры.
При содержании графита более 43 мас.% наблюдается загрязнение конечной композиции примесями и падение предела прочности на разрыв.
Заявляемый способ приготовления графитосодержащей композиции позволяет получать детали с повышенной прочностью и требуемым содержанием примесей.
Claims (1)
- Способ приготовления графитосодержащей композиции состава, мас.%:Графит искусственный 85±5Полипропилен гранулированный 15±5включающий операции смешения и экструдирования, отличающийся тем, что графит искусственный и полипропилен гранулированный смешивают в соотношении, мас.%:Графит искусственный 38±5Полипропилен гранулированный 62±5и экструдируют, прессуют заготовку, которую механическим путем переводят в стружку, дробят до порошка, в который добавляют искусственный графит до получения состава, мас.%:Графит искусственный 85±5Полипропилен гранулированный 15±5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002106875A RU2217448C2 (ru) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | Способ приготовления высоконаполненной графитосодержащей композиции |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002106875A RU2217448C2 (ru) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | Способ приготовления высоконаполненной графитосодержащей композиции |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002106875A RU2002106875A (ru) | 2003-10-10 |
RU2217448C2 true RU2217448C2 (ru) | 2003-11-27 |
Family
ID=32027527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002106875A RU2217448C2 (ru) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | Способ приготовления высоконаполненной графитосодержащей композиции |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2217448C2 (ru) |
-
2002
- 2002-03-15 RU RU2002106875A patent/RU2217448C2/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2807691C (en) | Ground expanded graphite agglomerates, methods of making, and applications of the same | |
EP2697179B1 (de) | Verfahren zur herstellung von glasschaum unter wiederverwertung eines altglasgemisches | |
RU2561989C1 (ru) | Радиационно-защитный материал на полимерной основе с повышенными рентгенозащитными и нейтронозащитными свойствами | |
GB2212509A (en) | Moulding composition for producing microporous battery separators | |
KR102323858B1 (ko) | 이차전지 폐분리막을 이용한 복합수지 조성물의 제조 방법 | |
CN104312035B (zh) | 一种含粉煤灰的聚氯乙烯塑料及其制备方法 | |
CN101429308A (zh) | 一种聚丙烯降解母粒的制造方法 | |
CN100398589C (zh) | 聚合物加工用助剂和加工方法 | |
RU2217448C2 (ru) | Способ приготовления высоконаполненной графитосодержащей композиции | |
RU2148062C1 (ru) | Способ приготовления полимерной композиции | |
RU2197507C2 (ru) | Способ приготовления высоконаполненной боросодержащей композиции | |
RU2737188C1 (ru) | Способ получения нейтронозащитного материала на полимерной основе | |
CN103360775A (zh) | 一种pe木塑复合材料及其加工成型方法 | |
RU2103286C1 (ru) | Способ приготовления графитосодержащей композиции | |
CN114181463A (zh) | 超细纳米碳酸钙母粒、珠光膜及其制备方法 | |
RU2784450C1 (ru) | Способ использования технологических отходов при приготовлении полимерных композиций | |
RU2124028C1 (ru) | Способ получения полимерной композиции | |
CN115160706B (zh) | 稻壳基硅炭黑/聚氯乙烯复合材料 | |
EP3492519B1 (en) | Crystal nucleating agent for polyolefin resin, method for producing crystal nucleating agent for polyolefin resin, and method for improving fluidity of crystal nucleating agent for polyolefin resin | |
RU2784621C1 (ru) | Способ изготовления композиционного борсодержащего нейтронно-защитного конструкционного материала | |
DE2528563A1 (de) | Thermoplastische fuellmassen, verfahren zur herstellung derselben und kunststoffmassen mit einem gehalt an ihnen | |
DE1259095B (de) | Formmassen aus Polyolefinen mit einem Gehalt an feinteiligem Koks | |
DE4320917A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Zuschlagstoffes für die Betonindustrie | |
RU2162095C2 (ru) | Способ приготовления графитосодержащей композиции | |
DE4140025C2 (de) | Aus Kohlenstoffverbindungen bestehender Werkstoff |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100316 |