ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИЙ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ГАЛЬВАНОПЛАСТИКИ Российский патент 2013 года по МПК C09D5/44 C09D123/06 C09D191/06 C25D1/10 C25D5/54 C09D5/24 

Изобретение относится к гальванопластике, к электропроводящим термопластичным композиционным материалам для изготовления электропроводящих форм и последующего электрохимического наращивания металлических изделий и отделения их от форм путем расплавления форм.

Известна токопроводящая композиция [патент России N 2304159 кл. C09J 9/02, 2006], содержащая эпоксидную смолу, полиамидную смолу, порошок никеля и циклогексанон. Недостатком этой токопроводящей композиции является наличие в ее составе органического растворителя, а также невозможность расплавления формы из нее после наращивания металла вследствие наличия в ее составе термореактивных смол.

Известен электропроводный термопластичный эластомер и изделие из него [патент России N 2237303 кл. Н01В 1/22, 2000], содержащий стирол-этилен-бутилен-стирольный и(или) стирол-этилен-пропилен-стирольный полимер и электропроводный наполнитель. Недостатком известного материала является недостаточно низкая температура плавления (160°С), что не позволяет изготавливать из него формы для гальванопластики методом свободной заливки оригинала, чувствительного к температуре.

Наиболее близкой к заявляемому материалу по составу является, выбранная за прототип, известная электропроводная полимерная композиция [Патент России N 2012575 кл C09D 5/24, 1994], содержащая в качестве связующего бутадиен-стирольный термоэластопласт, сажу в качестве электропроводящего наполнителя и органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

бутадиенстирольный термоэластопласт 100, сажа 26-30, органический растворитель 600-700

Недостатком этой электропроводной композиции является наличие в ее составе органического растворителя, что приводит к невозможности изготовления качественной формы для гальванопластики методом свободной заливки оригинала вследствие значительной усадки. Недостаточно низкая температура плавления (160°С) не позволяет изготавливать из нее формы для гальванопластики методом свободной заливки оригинала, чувствительного к температуре. Технология изготовления формы с применением указанной композиции сложна, так как включает изготовление формы из непроводящего материала, нанесение на ее поверхность указанной электропроводящей композиции, осуществление токоподвода к электропроводящей поверхности формы для обеспечения электрохимического осаждения металла.

Технической задачей в предлагаемом материале является возможность осуществления свободной заливки оригинала изделия электропроводящим материалом в процессе изготовления формы при низкой температуре (50-100 град С), упрощение технологии изготовления форм, а также исключение из состава материала органического растворителя.

Техническая задача достигается тем, что в качестве связующего компонента в материале содержится смесь полиэтиленового воска и парафина в соотношении от 2/1 до 1/3, а в качестве электропроводящего наполнителя содержится графит при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

полиэтиленовый воск 10-20, парафин 10-30, графит 60-70.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Приготовление электропроводящего материала проводят путем сплавления парафина П1 (10 мас.ч.), полиэтиленового воска ПВ100 (20 мас.ч.) и чистого графита (70 мас.ч.) при температуре 140°С в посуде из нержавеющей стали, затем дают смеси остыть до температуры 50-100°С, при которой сохраняется необходимая для свободной заливки текучесть материала. Перед заливкой вокруг оригинала устанавливают обечайку необходимой высоты, а внутрь обечайки поверх оригинала укладывают токоподвод. По окончании свободной заливки оригинала электропроводящим материалом форме дают остыть, а затем освободив форму от обечайки помещают форму в электролизер для наращивания металла, после чего форму расплавляют при температуре 140°С, тем самым освобождают полученную копию от формы. Для получения следующей копии снова заливают оригинал электропроводящим материалом и т.д. Чтобы не подвергать копируемое изделие многократным заливкам в качестве оригинала используют резиновую копию копируемого изделия.

Заявляемый состав материала в сравнении с прототипом и основные характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1 Компоненты состава, мас.ч. Прототип Пример N1 Пример N2 Пример N3 Пример N4 Пример N5 Бутадиенстирольный термоэластопласт 100           Сажа 26-30           Растворитель 600-700           Полиэтиленовый воск ПВ-100   20 10 10 10 20 Парафин П1   10 20 25 30 20 Графит чистый   70 70 65 60 60 Удельное электросопротвление, Ом·м 10^-4 10^-3-10^-4 10^-3-10^-4 10^-3-10^-4 10^-3-10^-4 10^-3-10^-4 Температура плавления град. °С более 160 менее 140 менее 140 менее 140 менее 140 менее 140 Возможность свободной заливки при 50°-100°С нет есть есть есть есть есть

В соответствии с данными, приведенными в таблице 1, заявляемый состав обеспечивает свободную заливку оригинала при достаточно низкой температуре, то есть в щадящих условиях для оригинала. Удельное электрическое сопротивление заявляемого материала достаточно низкое, что обеспечивает электрохимическое осаждение металла. Применение заявляемого материала упрощает изготовление формы а также не содержит опасных стиролсодержащих полимеров и органических растворителей. Кроме того обеспечивается многократное использование материала, а при использовании в качестве оригинала его резиновой копии обеспечивается минимальное воздействие на сам оригинал. При этом в результате щадящего теплового воздействия резиновая копия оригинала может использоваться многократно, а в силу ее гибкости и возможности ее извлечения из формы с замкообразными выступами и впадинами без ее разрушения позволяет изготавливать изделия сложной формы. Заявляемый электропроводящий термопластичный материал после расплавления использованной формы может быть вновь направлен на изготовление новой формы, то есть обеспечивает безотходность.

Изобретение относится к гальванопластике, в частности к электропроводящим термопластичным материалам для изготовления электропроводящих форм. Описан электропроводящий термопластичный материал для гальванопластики, содержащий связующие и электропроводящий наполнитель, где в качестве связующего содержит смесь полиэтиленового воска и парафина в соотношении от 2/1 до 1/3, а в качестве электропроводящего наполнителя графит при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: полиэтиленовый воск 10-20, парафин 10-30, графит 60-70. Предлагаемый материал дает возможность осуществления свободной заливки оригинала изделия электропроводящим материалом в процессе изготовления формы при низкой температуре (50-100°C) и упростить технологию изготовления форм. 1 табл., 1 пр.

Электропроводящий термопластичный материал для гальванопластики, содержащий связующее и электропроводящий наполнитель, отличающийся тем, что в качестве связующего содержит смесь полиэтиленового воска и парафина в соотношении от 2/1 до 1/3, а в качестве электропроводящего наполнителя графит при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
полиэтиленовый воск 10-20 парафин 10-30 графит 60-70