ЛАМИНИРОВАННЫЙ МАТЕРИАЛ

Область использования.
Полезная модель относится к ламинированным многослойным материалам с новыми свойствами на основе гибкой графитовой фольги и может быть использована для получения уплотнительной продукции и изоляционных изделий.
Предшествующий уровень техники.
В исследованном уровне техники имеются сведения о получении ламинированных материалов на основе гибкой графитовой фольги с разнообразными покрытиями на основе пластиков.
Такие пленки придают ламинатам жаростойкость, обеспечивают электроизоляционные свойства и предотвращают осыпание хлопьев графита с поверхности графитовой фольги.
При изготовлении ламинированных пластиком материалов, как правило, между слоем пластика и слоем фольги располагают слой клеящего материала
Так в европейской заявке ЕР 2081225 (А2) раскрывается ламинированный материал на основе графитовой фольги для использования его в качестве термических интерфейсов для рассеивания тепла. Данный материал включает гибкую графитовую фольгу из сжатых частиц вспененного графита, покрытую с одной или двух сторон защитным покрытием, препятствующим опаданию частиц графита. Защитное покрытие выполнено из любого приемлемого пластика, в качестве которого, желательно, использовать полиэтилен, полиимид или полиэтилентерефталат. Между защитным покрытием и графитовой фольгой расположен клеевой слой из акрилового или латексного материала.
Данный слой наносится только в жидком состоянии, что приводит к неравномерному распределению его по поверхности графитовой фольги, следовательно, к некоторой неоднородности материала и ухудшению прочности на разрыв материала.
К недостаткам данного технического решения относятся низкая прочность соединения слоев в ламинированном материале, а также сложность получения такого материала.
Задачей полезной модели является устранение присущих известным техническим решениям недостатков.
Поставленная задача решается ламинированным материалом на основе гибкой графитовой фольги, включающим слой графитовой фольги, слой клеевого материала и слой пластика, расположенный, по крайней мере, на одной из поверхностей фольги, и, расположенный между слоем полиимида и графитовой фольгой, в соответствии с которым, материал в качестве клеевого слоя содержит слой сополимера этилена и винилацетата.
В частных воплощениях изобретения поставленная задача решается материалом, который содержит слой графитовой фольги из наноструктурированного пенографита на основе нитратного электрохимического интеркалированного графита.
В качестве пластикового слоя материал может содержать слой, выбранный из группы, включающей полиимид, полиэтилентерефталат и полиэфирэфиркетон.
Материал может быть выполнен в виде рулонного материала.
Материал может быть выполнен в виде плоского листового материала.
Сущность полезной модели состоит в следующем.
Под термином «пластик» в настоящем техническом решении понимаются органические материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения(полимеры).
Ламинирование графитовой фольги (ГФ) пластиковыми полимерными пленками позволяет, прежде всего, предотвратить осыпание отдельных частиц графита с поверхности графитовой фольги, тем самым предотвращая механические повреждения графитового листа в процессе эксплуатации или хранения. С другой стороны, ламинирование позволяет создать совершенно новый материал, которому, в отличие от традиционной графитовой фольги, приданы иные эксплуатационные свойства - прочность, жаростойкость, электроизоляционные и/или антифрикционные свойства, химическая стойкость и многое другое.
Получение такого материала осуществляется через промежуточный клеевой слой.
Использование в качестве промежуточного (клеевого) слоя пленки сополимера этилена и винилацетата позволяет значительно улучшить адгезию ГФ к слою пластика, а также значительно снижает прикладываемое давление в процессе соединения слоев ламинированного материала, что существенно уменьшает затраты электроэнергии на получение ламинированного материала.
В качестве слоя пластика можно использовать любую выпускаемую промышленностью полимерную пленку, которая способна предохранить поверхность графитовой фольги от механических повреждений. Однако, если необходимо дополнительно улучшить другие эксплуатационные свойства материала, то необходимо использовать те пленки, которые, обладая определенными свойствами, целенаправленно улучшают свойства материала.
Например, полиимидная пленка является прочным электроизоляционным материалом, обладающим хорошими жаропрочными свойствами. Поэтому она, кроме улучшения прочности материала, также позволяет улучшить жаростойкие свойства материала, а также придать ему электроизоляционные свойства.
Пленка на основе полиэтилентерефталата позволяет недорогое покрытие, имеющее хорошие термические и защитные характеристики, а пленка на основе полиэфирэфиркетона позволяет значительно улучшить термические и трибологические свойства материала.
В качестве ГФ может быть использована любая графитовая фольга, полученная по стандартной технологии из окисленного химическим методом графита.
Однако, предпочтительнее пользовать фольгу ГРАФЛЕКС, полученную прессованием наноструктурированного пенографита на основе нитратного электрохимического интеркалированного графита, отличающуюся высокими показателями прочности и упругости, в 2-4 раза превосходящие характеристики материалов, полученным химическим окислением.
Лист ГФ покрывается с одной или двух сторон пленкой полимера через слой пленки из сополимера этилена и винилацетата, затем полученная заготовка в виде сэндвича прокатывается через подогреваемые до 90-130°С валки с получением ламинированного графитового листа или прессуется в штампе при этой же температуре
Для получения материала в некоторых воплощениях изобретения может быть использован прокатный стан для получения фольги с подогреваемыми валками или стандартный пресс.
Для получения непрерывного рулонного материала целесообразно использовать прокатный стан.
Примеры осуществления изобретения.
Пример 1.
3
3
Получали заготовку материала, для чего лист ГФ (марка ГРАФЛЕКС) с плотностью 1 г/см, толщиной 0,3 мм покрывали с двух сторон пленкой из полиимида (марки КАПТОН) (толщина 40 мкм) через слой пленочного клея (пленка из сополимера этилена и винилацетата, марка Сэвилен, толщиной 38 мкм). Затем полученную заготовку прокатывали через подогреваемые до 120°С валки с получением ламинированного графитового листа плотностью 1 г/см и толщиной 0,42 мм.
Прочность на разрыв ламинированного листа составляла 9,0 МПа (против 4 МПа для графитового листа), упругость - на уровне 12,6%.
Пример 2.
Собирали заготовку ламинированного рулонного материала. Для этого брали ГФ (со свойствами по примеру 1), пленку из сополимера этилена и винилацетата марки Сэви-лен толщиной 38 мкм и пленку полиэтилентерефталата (марки ЛАВСАН) в рулонах. Эти три рулона устанавливались в размоточных устройствах и одновременно подавались на стан прокатки фольги.
Прокатные валки подогревались до температуры 100°С и осуществлялось соединение слоев в валках.
Получали рулонный ламинированный материал, прочность на разрыв которого составляла 8 МПа, а упругость - 8,5%.
Визуальный осмотр всех полученных материалов показал, что графитовая фольга, покрытая слоем ламината представляет собой однородный ламинированный материал, имеющий презентабельный внешний вид.
В таблице 1 приведены свойства ламинированных материалов в соответствии с другими возможными реализациями полезной модели.
Как следует из представленных материалов, технология ламинирования пластиковой пленкой с использованием в качестве клея пленки из сополимера этилена и винилацетата существенно улучшает товарный вид листовых материалов и изделий, исключает отрицательное влияние на эксплуатационные характеристики циклических изменений климатических условий и механических нагрузок при транспортировке и хранении, а также позволяет получить различные материалы с улучшенными потребительскими свойствами. Высокий уровень механических свойств (прочности и упругости) ламинированных материалов позволяет изготавливать из них разнообразную уплотнительную продукцию, используемую в химически активных средах.
Таблица 1.
Ламинированный материал
Температура соединения, °С
Оборудование для ламинирования
Прочность на разрыв, МПа
Упругость, %
Ламинированный с 2-х сторон, рулон. Фольга (1,0 мм), Сэвилен(0,038 мм), полиэфирэфиркетон Ketron (0,02 мм)
130
Прокатный стан (5 кг/см<sup>2</sup>)
6,0
12,6
Ламинированный с 2-х сторон, плоский лист. Фольга (2,5 мм), Сэвилен (0,038 мм), Каптон
120
пресс (5 кг/см<sup>2</sup>)
5,1
9,2
Ламинированный с 2 сторон, плоский лист. Фольга (0,3 мм), Сэвилен (0,038 мм), Лавсан (0,02 мм)
130
ламинатор
16
9,0