PL447530A1

PL447530A1 - Metal-carbon laminate and its producing method

Info

Publication number: PL447530A1
Application number: PL447530A
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
Also published as: PL248762B1

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 przylegają adhezyjnie dwie warstwy kompozytu termoplastycznego na bazie włókien węglowych (2) o grubości 0,04 mm każda, do których przylega adhezyjnie warstwa włókniny poliestrowej (3) o gramaturze 339 g/m2 i o grubości od 4 mm do 8 mm. Do warstwy włókniny poliestrowej (3) przylegają adhezyjnie dwie warstwy kompozytu termoplastycznego na bazie włókien węglowych (2) 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 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 nanorurek węglowych o wielkości od 20 nm do 100 nm połączonych z żywicą termoplastyczną. Zgłoszenie obejmuje 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. Następnie 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 (2) o grubości 0,04 mm każda. Następnie nakłada się warstwę włókniny poliestrowej (3) 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 two layers of a thermoplastic composite based on carbon fibres (2) with a thickness of 0.04 mm each are adhesively adhered, to which a layer of polyester nonwoven fabric (3) 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 (2) each 0.04 mm thick are adhesively adhered to the polyester nonwoven fabric layer (3), which are adhesively adhered to a second self-healing layer (4) 0.2 mm to 0.4 mm thick, consisting of microcapsules 25 µm to 100 µm in size, each consisting 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 isocyanate in an amount of 51.2% by weight and carbon nanotubes 20 nm to 100 nm in size combined with a thermoplastic resin. The application also covers a method of producing a metal-carbon laminate, which comprises applying microcapsules of size from 25 µm to 100 µm on both sides of two 1 mm thick nickel-titanium alloy sheets (6) having a ceramic layer (5) of thickness from 5 µm to 12 µm on both surfaces, each consisting 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. Then, on one of the sheets (6) made of a nickel-titanium alloy with a thickness of 1 mm and having on both surfaces a ceramic layer (5) with a thickness of 5 µm to 12 µm and a second self-healing layer (4) with a thickness of 0.2 mm to 0.4 mm, two layers of a thermoplastic composite based on carbon fibres (2) with a thickness of 0.04 mm each are applied. Then, a layer of a polyester non-woven fabric (3) with a basis weight of 339 g/m2 and a thickness of 4 mm to 8 mm is applied.