СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИЙ ТЕРДОЕ НЕОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО - ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЕЩЕСТВО Российский патент 1997 года по МПК C08J5/00 

Изобретение относится к способам производства композиций и изделий из них на основе порошкообразных металлов или неметаллов неорганического происхождения и высомелекулярных веществ.

Известен способ изготовления металл-полимерной композиции, заключающийся в том, что исходные продукты обрабатываются в рабочей зоне аппарата вихревого слоя воздействием электромагнитного поля и находящихся внутри рабочей зоны ферромагнитных элементов [1]
Известен также способ изготовления изделий из композиций твердое неорганическое вещество высокомолекулярное вещество, путем нанесения покрытия из высокомолекулярного вещества на частицы неорганического вещества в рабочей зоне вихревого слоя и последующего их прессования [2] являющийся наиболее близким аналогом к предлагаемому способу.

Известные способы требуют предварительного подогрева исходных продуктов или введение в смесь жидких компонентов, которые, как показывает опыт, неравномерно покрывают твердые частицы.

Задачей изобретения является повышение качества изготовления изделий из композиций твердое неорганическое вещество полимер (смола) необходимого состава.

Технический результат достигается тем, что при нанесении покрытия исходные продукты нагревают в предварительно прогретой рабочей зоне указанного аппарата за счет побочного тепла, генерируемого вращающимся электромагнитным полем, а прессование проводят при температуре, превышающей температуру каплепадения соответствующего высомолекулярного вещества. Так же тем, что исходные продукты перед прессованием нагревают в рабочей зоне аппарата до температуры 60^oC-80^oC, а прессование проводят при температуре, превышающей температуру каплепадения на 10^oC-100^oC и при удельном давлении 5•10^7 oC-3•10⁸ H/м².

Способ осуществляют следующим образом.

В рабочую зону аппарата вихревого слоя в начале загружают ферромагнитные частицы (иголки), включают аппарат, выдерживают 5-15 сек для того, чтобы частицы нагрелись до температуры 333-353^oK, затем загружают смесь порошков твердых неорганических веществ, например, металлов, с высокомолекулярным веществом, которое играет роль связки, и обрабатывают в аппарате в течение 5-10 сек, после чего добавляют растворитель для высокомолекулярного вещества и выдерживают еще 5-10 сек. Нагретую до 333-353^oK смесь высыпают из рабочей зоны аппарата и загружают в предварительно нагретую прессформу, температура которой на 10-100^oC выше температуры каплепадения высокомолекулярного вещества, выдерживают 10-40 сек и прессуют при удельном давлении 5•10⁷ 3•10⁸ н/м², после чего прессформу охлаждают, распрессовывают и вынимают готовое изделие.

В рассматриваемом случае рабочую зону аппарата вихревого слоя используют также в качестве нагревательного прибора, позволяющего с очень высокой скоростью нагреть компоненты смеси, такая скорость недоступна для традиционных способов нагрева.

Пример изготовления изделия:
В рабочую зону установки активации процессов типаУАП-1В (является усовершенствованным вариантом аппарата вихревого слоя В-100К-10) загружают 0,1-0,2 кг ферромагнитных, в данном случае, железных иголок диаметром 0,001 м и длиной 0,012 м в качестве рабочих тел, включают установку и выдерживают 10 сек. Затем загружают 0,65 кг порошка, например, окиси хрома и 0,04 кг порошка пульвербаколита, смешивают их в течение 10 сек, после чего нагретую смесь (ее температура колеблется 333-353^oK) выгружают из рабочей зоны, не выключая аппарата. Это делается для того, чтобы при разгрузке ферромагнитные иголки остались в рабочей зоне, удерживаемые магнитным полем и сохранили температуру для следующего цикла. При следующем цикле уже не будет нужна их предварительная выдержка. Сыпучую смесь подают в прессформу, нагретую до 390^oK, прессуют при удельном давлении 1•10⁸ н/м² и выдерживают 10-15 сек. Далее прессформу с изделием охлаждают до температуры 323-333^oK, распрессовывают и вынимают изделие.

Интервал значений давления прессования определен экспериментально. На давление прессования очень малое влияние оказывает тип и состав материала, а также конфигурация частиц, так как в процессе обработки в рабочей зоне аппарата они покрыты твердой оболочкой, а при прессовании в прессформе, нагретой выше температуры каплепадения, этот слой плавится и образуется жидкая оболочка. В результате при прессовании частичы только скользят, но не деформируются, что особенно благоприятствует уплотнению. Интервал давлений зависит в основном от толщины изделий.

Выбранный же интервал температур нагрева смеси в рабочей зоне аппарата обеспечивает ускорение прессования, при этом порошок должен сохранять сыпучесть. При более длительной выдержке (независимо от того, является ли процесс непрерывным или циклическим) смесь, нагретая до более высокой температуры может попасть в интервал температур, когда высокомолекулярная добавка размягчается и даже плавится. В этом случае материал будет комковаться, налипать на иголки и стенки рабочей камеры. При более низкой температуре предварительного нагрева смеси удлиняется время выдержки в прессформе во время прессования.

Использование: производство изделий из композиций твердое неорганическое вещество - высокомолекулярное вещество. Сущность изобретения: на частицы неорганического вещества наносят покрытие из высокомолекулярного вещества в предварительно прогретой рабочей зоне аппарата вихревого слоя. При нанесении покрытия исходные продукты нагревают за счет тепла, генерируемого вращающимся электромагнитным полем, после чего их прессуют. Прессование проводят при температуре, превышающей температуру каплепадения соответствующего высокомолекулярного вещества. Кроме того, исходные продукты перед прессованием нагревают в рабочей зоне аппарата до температуры 60^o-80^oC, а прессование проводят при температуре превышающей температуру каплепадения на 10^o-100^oC и удельном давлении 5•10⁷ - 3•10⁸ н/см². 3 з.п. ф-лы.

1. Способ изготовления изделий из композиций твердое неорганическое вещество высокомолекулярное вещество путем нанесения покрытия из высокомолекулярного вещества на частицы неорганического вещества в рабочей зоне аппарата вихревого слоя и последующего их прессования, отличающийся тем, что при нанесении покрытия исходные продукты нагревают в предварительно прогретой рабочей зоне аппарата выхревого слоя за счет побочного тепла, генерируемого вращающимся электромагнитным полем, а прессование проводят при температуре, превышающей температуру каплепадения соответствующего высокомолекулярного вещества. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходные продукты перед прессованием нагревают в рабочей зоне аппарата вихревого слоя до 60 - 80^oС. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что прессование проводят при температуре, превышающей температуру каплепадения на 10 100^oС. 4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что прессование проводят при удельном давлении 5 • 10⁷ 3 • 10⁸ н/м².