层状材料制造技术

本发明专利技术涉及一种层状材料，所述层状材料由至少一个以石墨填充的聚合物材料层或陶瓷材料层组成，并且在所述层状材料中，在材料与材料之间存在不可松脱的连接，并且所述材料通过选自如下组的界面活性的增附物质来连接，该组包括：有机硅化合物、金属皂或全氟化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种层状材料，该层状材料由至少一个可压缩石墨材料层和至少另一 以石墨填充的聚合物材料层组成，并且在所述层状材料中，在陶瓷与石墨之间存在不可松 脱的连接；以及本专利技术涉及一种用于制造这样的层状材料的方法。
技术介绍
由金属板或金属片材制成的层状材料以及由通过将蠕虫状石墨或膨胀石墨 压实而制造的板或箔片制成的层状材料是公知的(US3，404，061 ;DE-0S 25 18 351 ； US 4, 442, 894 ；Firmenprospekt TMSIGRAFLEX der SGL Technologies GmbH)。所述层 状材料首要地用于作为炉子装配件、辐射防护罩、静电除尘器中的沉积板的扁平密封件 (Flachdichtung)，以及用于耐腐蚀的外壳。这样的层状材料中，各个层的布置方案和次序可以很大程度上自由地选择并且根 据所设定的应用目的进行调适。在大多数情况下，将石墨在一侧或在两侧施用到金属层上。根据石墨层和金属层之间粘附的类型，可以将这种层状材料的两类。第一种情况 是机械类型的粘附。金属部分具有如下的表面结构，在将石墨与金属部分相挤压时，要么是 该表面结构渗入石墨中要么是石墨通过流动工艺渗入该表面结构中。对此的示例是钎型片材(SpiePblech)、带有未去毛刺的孔的片材、线材织物、烧 结金属或具有带细孔、粗糙或损伤表面的金属表面。第二种情况是将金属表面和石墨表面利用有机或无机粘合剂以力配合的方式彼 此连接。该方法优选地在存在非常光滑的金属表面的情况下使用和/或当表面不可以设有 机械作用的固着元件时，才被使用。第一类型和第二类型的所有连接方案都有的缺点是，该缺点限制了层主体的可应 用性或者是层主体损坏的原因。对于机械作用的连接的形成而言，在层状材料的制造中已需要相对高的接触面压 强(FlSchenpressung)。据此，例如可以将由这样材料制成的密封件用于密封任务中，在所 述密封任务中，仅允许放弃、不应用作用于密封面的低的应力。此外，金属强化的齿或凸起 部嵌入或者引入石墨中或者石墨材料滑入金属强化的凹陷部中导致了石墨涂层部分的不 均勻性或弱化。在密封件中，这导致了接触面压强在分布上的不均勻性，进而导致了以及其 造成密封作用的不均勻性，如对抗使有效层厚度减小的侵蚀性介质的镀膜的应用中那样， 以及在高温下的应用中导致不均勻的加热或不均勻的热量导出，并因而产生过大的应力和 翘起，结果产生部分的松脱。在该连接类型中，特别是在操作各层状材料部分时通常是不可 避免的。这尤其在薄且因此可弯曲的层状材料中或者在这样的层状材料的狭窄部分中是这 种情况。这样的事实通常导致该部分的不可用性或在当前运行中出现松脱时导致运行干 扰。制造层状材料不同层之间的连接的粘合剂的使用具有其他缺点。到目前为止用 于制造层状材料的公知类型的粘合剂，以至少数微米(P m)、一般大于50 y m的层厚度来涂覆。这意味着，粘合剂层位于层状材料的不同层之间，粘合剂层的质量附加于粘合地起到一 定的、必须注意的作用。本领域的层状材料仅能够在最高至粘合剂的分解温度的情况下使 用。否则对于可用性产生妨碍性或降低性的损坏，诸如各个层之间的松脱。此外，粘合剂的 分解产物向设备或环境中的逸出通常是不可容忍的。就算是层状材料部分被夹紧时，就像 在扁平密封件的情况一样，并因此不用担心层发生松脱，但粘合剂的分解由于伴随分解发 生的体积减小，通过拧合预应力(Schraubenvorsparmung)的减小而造成密封作用的降低。 当粘合剂层通过热和化学作用软化时，另一损坏机理(ScMdigungsmechanismus)存在于 压应力作用下的粘合的层状材料中。于是，处于压应力下的石墨层就开始在相对低的接触 面压强下在侧向上滑移，这在极端情况下造成层状材料的断裂。在粘合的扁平密封件的情 况下，例如密封作用由于与滑动过程相联系的拧合预应力减小而降低。对拧合进行再次紧 合不能弥补这些缺陷，因为流动过程在继续。最后，例如在静电除尘器中的沉积板的使用 中，其中也在垂直于层状材料表面上需要良好的电导率，必须使用昂贵的导电粘合剂。粘合 剂体系中的松脱，可能是通过化学作用或振动而造成的，在这种松脱至少引起有效度的骤 然下降。还有在层状材料的制造中(该层状材料用于导出、传递或分配热量)，通常需要使 用昂贵的导热的粘合剂，这是因为常规粘合剂的低热导率使得粘合层状材料的热导率相对 于结合平面的垂直方向上显著降低。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，提供一种层状材料，所述层状材料由至少一个可压缩石墨材 料层和至少另一以石墨填充的聚合物材料层组成，在所述层状材料中，在层与层之间存在 不可松脱的连接。本专利技术的另一个任务在于，提供一种制造这样层状材料的方法。所述层 状材料尤其应当如下的层状材料，即，该层状材料不具有根据现有技术层状材料所描述的 缺点并且所述层与层之间的连接不仅在热负荷下而且在机械负荷下(诸如弯曲或压应力) 都是不可松脱的，也就是说，在层状材料的连接面的延伸上的连接强度大于各个层的固有 强度。该任务通过权利要求1的标志特征来解决。有利的构造方案在其它的权利要求中 有所陈述。用于连接所应用的可压缩的石墨材料以公知的方式通过石墨嵌入式化合物 (Graphiteinlagerungsverbindung)的热膨胀而变成所谓的膨胀石墨并随后将膨胀石墨压 实成柔性的箔片或板来制成(US 3,404, 061 ；DE 26 08 866 ；US 4，091，083)。所述箔片或 板同样能够以树脂来浸渍。还可以进一步使用石墨泡沫、碳纤维-毡、碳纤维织品或碳纤维 编织物(Gelege)。此外，“可压缩石墨”这一概念对应于上述这组材料使用。待与“可压缩石墨”连接的层可以选自以石墨填充的聚合物材料的组。此外，“第 二层”这一概念对应用于上述这组材料使用。在该任务的解决方案中，寻求“可压缩石墨”和所述“第二层”之间的增附性物质， 可以将所述增附性物质均勻地且非常薄地施用于两材料的表面上。可以将疏水性和疏油性 物质以公知的方式以非常薄的涂层施用于表面上，特别是如试验所示的编织物表面上，还 有施用到“可压缩石墨”上和“第二层”上。现在令人惊奇地发现，当待连接的表面在较高的温度下压合一定时间时，所述物质也作为“可压缩石墨”与“第二层”之间的出色的增附 剂起效。当这些物质以很小的量被涂覆时，则同样仍发挥增附效果，从而能够正好以该物质 覆盖待连接的表面中的至少一个。对于本专利技术而言重要的是，各增附性物质都以尽可能小的量来涂覆，也就是说，以 处于纳米范围(nm)的厚度来涂覆。根据本专利技术使用的物质明显地起到了选择性增附地作 用于“可压缩石墨”与“第二层”的材料组对。诸如陶瓷、橡胶、塑料、木材的不同于“可压缩 石墨”的材料因此不彼此牢固地连接或与“第二层”牢固地连接。在这里，增附剂也不同于 常见粘合材料的连接机理。这同样遵循如下事实，在多种制造的层状材料中，“可压缩石墨” 与“第二层”之间的连接强度在增附剂的分解温度之上仍保持存在。上述类型的缺点不再 出现。所述层状材料可以承受压力负荷直至各层(层状物(Lagen))固有强度。根据本专利技术所能应用的增附剂为界面活性物质，该界面活性物质选自由有 机硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
层状材料，其特征在于，所述层状材料由至少一个能压缩石墨材料层和至少另一以石墨填充的聚合物材料层组成，其中，在材料与材料之间存在有不能松脱的连接，并且所述材料通过选自如下组的界面活性增附性物质来连接，所述组包括：有机硅化合物、金属皂或全氟化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅尔廷克里斯特，奥斯温奥廷格，维尔纳朗格尔，西尔维亚梅西恩，于尔根巴赫尔，巴斯蒂安胡德雷尔，
申请(专利权)人：西格里碳素欧洲公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]