[go: up one dir, main page]

DE102017201703A1 - Composite, production process for a composite and formed from the composite molding - Google Patents

Composite, production process for a composite and formed from the composite molding Download PDF

Info

Publication number
DE102017201703A1
DE102017201703A1 DE102017201703.1A DE102017201703A DE102017201703A1 DE 102017201703 A1 DE102017201703 A1 DE 102017201703A1 DE 102017201703 A DE102017201703 A DE 102017201703A DE 102017201703 A1 DE102017201703 A1 DE 102017201703A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
composite
particles
intermediate composite
matrix
mixing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102017201703.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Volker Zöllmer
Arne Haberkorn
Matthias Busse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE102017201703.1A priority Critical patent/DE102017201703A1/en
Publication of DE102017201703A1 publication Critical patent/DE102017201703A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0223Composites
    • H01M8/0226Composites in the form of mixtures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/226Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0213Gas-impermeable carbon-containing materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0221Organic resins; Organic polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/22Thermoplastic resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2400/00Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2400/22Thermoplastic resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/001Conductive additives
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Komposits, wobei das Komposit (1) eine Matrix (2) beinhaltet, die ganz oder zumindest bereichsweise durch ein erstes Material (3) gebildet ist und in die Partikel eines zweiten Materials (5) eingelagert sind,
wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- Bereitstellen eines Zwischenkomposits, wobei das Zwischenkomposit eine Matrix beinhaltet, in die Partikel des zweiten Materials (5) eingelagert sind,
- Bereitstellen eines von dem Zwischenkomposit verschiedenen weiteren Materials, welches
Partikel des zweiten Materials (5) beinhaltet oder
zumindest bereichsweise durch das erste Material (3) gebildet ist,
- Zusammenführen des Zwischenkomposits mit dem weiteren Material und
- Vermischen des Zwischenkomposits mit dem weiteren Material.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Komposit (1) und ein Formteil.

Figure DE102017201703A1_0000
The invention relates to a method for producing a composite, wherein the composite (1) contains a matrix (2) which is formed completely or at least partially by a first material (3) and in which particles of a second material (5) are embedded,
the method comprising the steps of:
Providing an intermediate composite, wherein the intermediate composite contains a matrix in which particles of the second material (5) are embedded,
Providing a different material from the intermediate composite, which
Particles of the second material (5) includes or
is at least partially formed by the first material (3),
Merging the intermediate composite with the further material and
- Mixing of the intermediate composite with the other material.
The invention also relates to a composite (1) and a molded part.
Figure DE102017201703A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Komposit, ein Herstellungsverfahren für ein Komposit und einen aus dem Komposit gebildeten Formkörper.The invention relates to a composite, a production process for a composite and a molded body formed from the composite.

Ein Komposit, auch als Kompositwerkstoff oder als Verbundwerkstoff bezeichnet, besteht aus zwei oder mehr miteinander verbundenen Materialien, welche auch als Komponenten des Komposits bezeichnet werden. Ein Komposit weist typischerweise eine Matrix auf, in die Partikel, Fasern oder sowohl Partikel als auch Fasern eingelagert sind. Die Matrix kann aus einem Polymer, wie beispielsweise einem Thermoplast, oder einem anderen Material gebildet sein. Die in die Matrix eingelagerten Partikel und/oder Fasern, die auch als Füllstoffe bezeichnet werden, können beispielsweise aus einem Metall, aus Kohlenstoff oder einem anderen Material gebildet sein.A composite, also referred to as a composite material or a composite material, consists of two or more interconnected materials, which are also referred to as components of the composite. A composite typically has a matrix in which particles, fibers or both particles and fibers are incorporated. The matrix may be formed of a polymer such as a thermoplastic or other material. The embedded in the matrix particles and / or fibers, which are also referred to as fillers may be formed for example of a metal, carbon or other material.

Die Eigenschaften des Komposits hängen zum einen von den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Komponenten des Komposits ab. Zudem werden die Eigenschaften des Komposits auch durch die relativen Mengenanteile der Komponenten, insbesondere den relative Mengenanteil der Partikel in dem Komposit, die Gleichmäßigkeit der räumlichen Verteilung der Partikel innerhalb des Komposits sowie durch andere Faktoren beeinflusst.The properties of the composite depend on the one hand on the physical and chemical properties of the components of the composite. In addition, the properties of the composite are also affected by the relative proportions of the components, particularly the relative proportions of the particles in the composite, the uniformity of the spatial distribution of the particles within the composite, and other factors.

In manchen Anwendungen wird ein hoher relativer Mengenanteil des jeweiligen Füllstoffs, auch als Füllgrad bezeichnet, angestrebt, um bestimmte Eigenschaften des Komposits zu erreichen, wie beispielsweise eine hohe elektrische und/oder thermische Leitfähigkeit. Andererseits kann ein hoher Füllgrad eines Füllstoffs die Verarbeitbarkeit des Komposits herabsetzen. Beispielsweise kann ein hoher Füllgrad zu einer hohen Viskosität des Komposits führen und auf diese Weise beispielsweise die Anwendung formgebender Verfahren, wie beispielsweise Spritzguss oder Extrusion oder anderer Verfahren, erschweren. Zudem kann ein hoher Füllgrad in manchen Fällen dazu führen, dass sich in dem Komposit Agglomerate des Füllstoffs bilden, welche die Eigenschaften des Komposits nachteilig beeinflussen können.In some applications, a high relative amount of the particular filler, also referred to as a degree of filling, sought in order to achieve certain properties of the composite, such as a high electrical and / or thermal conductivity. On the other hand, a high degree of filling of a filler can lower the processability of the composite. For example, a high degree of filling can lead to a high viscosity of the composite and thus make it difficult, for example, to use molding processes such as injection molding or extrusion or other processes. In addition, a high degree of filling may, in some cases, result in the formation of agglomerates of the filler in the composite, which may adversely affect the properties of the composite.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren für ein Komposit vorzuschlagen, mit dem sich die Eigenschaften des Komposits möglichst gut vorgeben und kontrollieren lassen, wie beispielsweise die elektrische und/oder thermische Leitfähigkeit des Komposits. Andererseits sollen aber die oben beschriebenen Probleme möglichst vermieden werden. Der so hergestellte Komposit soll sich also möglichst auch bei einem hohen Füllgrad des Füllstoffs noch gut verarbeiten lassen, wobei unerwünschte Agglomerate des Füllstoffs möglichst vermieden werden sollen. Außerdem soll ein entsprechendes Komposit sowie ein daraus gebildeter Formkörper vorgeschlagen werden.It is thus the object of the present invention to propose a production method for a composite, with which the properties of the composite can be predetermined and controlled as well as possible, such as, for example, the electrical and / or thermal conductivity of the composite. On the other hand, however, the problems described above should be avoided as much as possible. The composite produced in this way should therefore still be easy to process, even if the filling level of the filler is high, and unwanted agglomerates of the filler should be avoided as much as possible. In addition, a corresponding composite and a molded body formed therefrom are proposed.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Komposits gemäß dem Hauptanspruch sowie durch ein Komposit und einen Formkörper gemäß den nebengeordneten Ansprüchen. Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen des Verfahrens, des Komposits und des Formkörpers ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.This object is achieved by a method for producing a composite according to the main claim and by a composite and a shaped body according to the independent claims. Embodiments and developments of the method, the composite and the molding result from the dependent claims, the following description and the figures.

Mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren kann ein Komposit hergestellt werden, der eine Matrix beinhaltet, die ganz oder zumindest bereichsweise durch ein erstes Material gebildet ist. In die Matrix sind Partikel eines zweiten Materials eingelagert.With the method proposed here, a composite can be produced which contains a matrix which is formed completely or at least partially by a first material. Particles of a second material are embedded in the matrix.

Das erste Material kann beispielsweise ein Thermoplast sein oder einen Thermoplasten beinhalten. Das erste Material kann auch zwei oder mehr verschiedene Thermoplasten beinhalten. Als Thermoplasten kommen beispielsweise thermoplastische Polymere sowie thermoplastische Elastomere in Frage. Das erste Material kann beispielsweise eines oder mehrere der folgenden Materialien beinhalten: Polyamid (Pa) 6, Pa 66, Pa 12, Pa 4,6, AcrylnitrilButadien-Styrol-Copolymer (ABS), Polycarbonate (PC), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyphenylensulfid (PPS), Polyvinylchlorid (PVC), Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer (ASA), Thermoplastisches Urethan (TPU), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Thermoplastisches Polyester (TPC). Typischerweise ist das erste Material ein elektrischer Isolator.The first material may be, for example, a thermoplastic or include a thermoplastic. The first material may also include two or more different thermoplastics. Suitable thermoplastics include, for example, thermoplastic polymers and thermoplastic elastomers. The first material may include, for example, one or more of the following materials: polyamide (Pa) 6, Pa 66, Pa 12, Pa 4,6, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polycarbonates (PC), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), polyvinyl chloride (PVC), acrylonitrile-styrene-acrylate copolymer (ASA), thermoplastic urethane (TPU), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), thermoplastic polyester (TPC). Typically, the first material is an electrical insulator.

Das zweite Material kann beispielsweise elektrisch und/oder thermisch leitfähig sein. Das zweite Material kann beispielsweise aus Kohlenstoff gebildet sein oder Kohlenstoff beinhalten. Als zweites Material kommt beispielsweise Graphit, Graphen oder Ruß sowie Kombinationen oder Mischungen hiervon in Frage. Die Partikel des zweiten Materials können also beispielsweise vollständig oder zumindest bereichsweise aus Kohlenstoff gebildet sein, beispielsweise können die Partikel also jeweils vollständig oder zumindest bereichsweise aus Graphit, Graphen oder Ruß bestehen. Derartige Partikel weisen eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie eine im Vergleich zu Partikeln aus Metall oftmals bessere Korrosionsbeständigkeit auf. Grundsätzlich ist es möglich, dass sich das Komposit dadurch verändern lässt, dass zusätzlich zu diesen Partikel weitere Partikel eingebracht werden, die sich von den erstgenannten Partikeln unterscheiden, beispielsweise durch das Material, aus dem sie gebildet sind, durch ihre Größe und/oder durch ihre Form.The second material may be, for example, electrically and / or thermally conductive. The second material may be formed of carbon or include carbon, for example. As a second material, for example, graphite, graphene or carbon black and combinations or mixtures thereof in question. Thus, the particles of the second material may be formed, for example, completely or at least partially made of carbon, for example, the particles may thus each consist entirely or at least partially of graphite, graphene or carbon black. Such particles have a high electrical and thermal conductivity and a much better corrosion resistance compared to particles of metal. In principle, it is possible that the composite can be changed by introducing further particles in addition to these particles which differ from the first-mentioned particles, for example by the material from which they are formed, by their size and / or by their size Shape.

Das vorgeschlagene Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

  • - Bereitstellen eines Zwischenkomposits, wobei das Zwischenkomposit eine Matrix beinhaltet, in die Partikel des zweiten Materials eingelagert sind,
  • - Bereitstellen eines von dem Zwischenkomposit verschiedenen weiteren Materials,
  • - Zusammenführen des Zwischenkomposits mit dem weiteren Material und
  • - Vermischen des Zwischenkomposits mit dem weiteren Material.
The proposed method comprises the following steps:
  • Providing an intermediate composite, wherein the intermediate composite contains a matrix in which particles of the second material are embedded,
  • Providing a further material different from the intermediate composite,
  • Merging the intermediate composite with the further material and
  • - Mixing of the intermediate composite with the other material.

Aus dem mit dem weiteren Material vermischten Zwischenkomposit wird das Komposit gebildet. Das Bilden des Komposits wird auch als Kompoundieren (oder Compoundieren) bezeichnet. Hierbei kann beispielsweise eine Mischvorrichtung, wie beispielsweise ein Extruder, verwendet werden. Als mögliche Extruder kommen beispielsweise ein Einschneckenextruder, ein gleichläufiger Doppelschneckenextruder, ein gegenläufiger Doppelschneckenextruder oder ein Planetwalzenextruder in Frage.The composite is formed from the intermediate composite mixed with the further material. Forming the composite is also referred to as compounding (or compounding). In this case, for example, a mixing device, such as an extruder, can be used. Possible extruders are, for example, a single-screw extruder, a co-rotating twin-screw extruder, a counter-rotating twin-screw extruder or a planetary roller extruder.

Zur Bildung des Komposits kann das Verfahren neben dem Zusammenführen und Vermischen weitere Schritte umfassen, die nacheinander oder auch synchron erfolgen können, wie beispielsweise Zerkleinern, Fördern, Aufschmelzen, Dispergieren, Entgasen und Aufbau von Druck.For the formation of the composite, the method may include, in addition to the merging and mixing, further steps that may be performed sequentially or synchronously, such as crushing, conveying, melting, dispersing, degassing and pressure build-up.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Zwischenkomposit als Feststoff bereitgestellt wird. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass das weitere Material als Feststoff bereitgestellt wird. Beispielsweise können also das Zwischenkomposit und das weitere Material als Feststoffe bereitgestellt und zusammengeführt werden, beispielsweise als Granulate.It can be provided, for example, that the intermediate composite is provided as a solid. Additionally or alternatively, it is possible that the further material is provided as a solid. For example, therefore, the intermediate composite and the further material can be provided as solids and combined, for example as granules.

Das Zwischenkomposit kann beispielsweise durch eine Krafteinwirkung mechanisch zerkleinert werden und hierbei beispielsweise in einen (feineren) granularen oder pulverförmigen Zustand überführt werden. Entsprechend ist es auch möglich, dass das weitere Material durch eine Krafteinwirkung mechanisch zerkleinert und hierbei beispielsweise in einen (feineren) granularen oder pulverförmigen Zustand überführt wird.The intermediate composite can, for example, be mechanically comminuted by a force and in this case, for example, be converted into a (finer) granular or pulverulent state. Accordingly, it is also possible that the further material is mechanically comminuted by a force and this case, for example, in a (finer) granular or powdery state is transferred.

Eine Krafteinwirkung auf das Zwischenkomposit und das weitere Material kann auch beim Vermischen des Zwischenkomposits mit dem weiteren Material erfolgen.A force on the intermediate composite and the other material can also be done when mixing the Zwischenkomposits with the other material.

Die Krafteinwirkung kann somit beispielsweise vor dem Schritt des Vermischens, beispielsweise während des Zerkleinerns, oder während des Schritts des Vermischens erfolgen. Die Krafteinwirkung kann beispielsweise durch die oben genannte Mischvorrichtung oder durch eine zusätzliche mechanisch arbeitende Zerkleinerungsmaschine erfolgen.The action of force may thus occur, for example, before the mixing step, for example during the comminution, or during the mixing step. The force can be effected for example by the above-mentioned mixing device or by an additional mechanically operating crushing machine.

Es ist mit dem vorgeschlagenen Verfahren beispielsweise möglich, Agglomerate, die durch Partikel des zweiten Materials gebildet sind, aufzubrechen, beispielsweise durch die beschriebene Krafteinwirkung auf das Zwischenkomposit und/oder das weitere Material. Durch die Krafteinwirkung ist es außerdem möglich, die Partikel des zweiten Materials zu verformen, beispielsweise abzuflachen, zu kompaktifizieren und/oder Kanten der Partikel abzurunden.For example, it is possible with the proposed method to break up agglomerates formed by particles of the second material, for example by the described action of force on the intermediate composite and / or the further material. By the action of force, it is also possible to deform the particles of the second material, for example to flatten, compact and / or round edges of the particles.

Wie oben beschrieben worden ist, beinhaltet das Zwischenkomposit Partikel des zweiten Materials, wie beispielsweise in den unten beschriebenen Varianten A, B und A+B. Durch die beschriebene Krafteinwirkung (beispielsweise beim Zerkleinern oder Mischen) können Agglomerate der Teilchen, sofern vorhanden, im Zwischenkomposit aufgebrochen werden. Außerdem ist es auf diese Weise möglich, die Partikel zu verformen und/oder relativ zueinander auszurichten.As described above, the intermediate composite includes particles of the second material, such as in variants A, B and A + B described below. As a result of the described action of force (for example during comminution or mixing), agglomerates of the particles, if present, can be broken up in the intermediate composite. In addition, it is possible in this way to deform the particles and / or to align relative to each other.

Die Verformung und gegenseitige Ausrichtung der Partikel sowie der Abbau von Agglomeraten erlaubt es, die Partikel homogener in die Matrix des Polymers einzubringen. Auf diese Weise kann ein relativ hoher Füllgrad realisiert werden oder bei gegebenen Füllgrad eine relativ niedrige Viskosität des Komposits erzielt werden.The deformation and mutual orientation of the particles as well as the degradation of agglomerates makes it possible to introduce the particles more homogeneously into the matrix of the polymer. In this way, a relatively high degree of filling can be realized or at a given degree of filling a relatively low viscosity of the composite can be achieved.

Beispielsweise kann bzw. können das Zwischenkomposit und/oder das weitere Material vor dem Schritt des Vermischens oder während des Schritts des Vermischens erwärmt und ganz oder zumindest bereichsweise in einen schmelzflüssigen Aggregatzustand überführt werden, beispielsweise durch Reibungswärme beim Mischen oder Zerteilen oder mittels einer zusätzlichen Wärmequelle. Beispielsweise kann das erste Material geschmolzen werden, insbesondere wenn das erste Material ein thermoplastisches Polymer ist oder enthält. Sofern vorhanden, beispielsweise im Zwischenkomposit, können beim Erwärmen auch die weiter unten genannten Lotmaterialen geschmolzen werden. Die Partikel des zweiten Materials schmelzen während des Verfahrens typischerweise nicht, sondern bleiben fest. Typischerweise werden diese Partikel beim Vermischen des Zwischenkomposits mit dem weiteren Material in dem ersten Material verteilt. Sofern das erste Material geschmolzen ist, erfolgt die Verteilung der Partikel des zweiten Materials in dem ersten Material beispielsweise durch Dispergieren.For example, the intermediate composite and / or the further material may be heated prior to the mixing step or during the mixing step and completely or at least partially converted to a molten state, for example by frictional heat during mixing or dicing or by means of an additional heat source. For example, the first material may be melted, especially if the first material is or contains a thermoplastic polymer. If present, for example in the intermediate composite, the soldering materials mentioned below can also be melted during heating. The particles of the second material typically do not melt during the process but remain solid. Typically, these particles are dispersed in the first material as the intermediate composite is mixed with the other material. If the first material has melted, the distribution of the particles of the second material in the first material takes place, for example, by dispersing.

Das Zwischenkomposit ist, wie oben beschrieben, ebenfalls ein Komposit und kann beispielsweise auf herkömmliche Weise oder mittels des hier vorgeschlagenen Verfahrens hergestellt worden sein. Sofern im Folgenden Bezug auf „das Komposit“ genommen wird, ist damit immer der aus dem Zwischenkomposit und dem weiteren Material gebildete Komposit gemeint und nicht etwa das Zwischenkomposit.The intermediate composite, as described above, is also a composite and can For example, be prepared in a conventional manner or by the method proposed here. If reference is made to "the composite" below, this always means the composite formed from the intermediate composite and the further material and not the intermediate composite.

Für das Zwischenkomposit und das weitere Material sind verschiedene Varianten möglich. Beispielsweise kann das weitere Material Partikel des oben genannten zweiten Materials beinhalten oder vollständig durch diese Partikel gebildet sein (siehe beispielsweise Varianten A und A+B unten). Das weitere Material kann zusätzlich zu den Partikeln des zweiten Materials beispielsweise ein Lotmaterial umfassen, in das die Partikel eingelagert sind (siehe beispielsweise Variante A+B unten). Bei dem weiteren Material kann es sich beispielsweise um einen weiteren bzw. zweiten Zwischenkomposit handeln. In einem weiteren Beispiel ist das weitere Material vollständig oder zumindest bereichsweise durch das oben genannte erste Material gebildet, welches beispielsweise die Matrix des Komposits bildet (siehe beispielsweise Variante B unten). In diesem Fall kann die Matrix des Zwischenkomposits vollständig oder zumindest bereichsweise durch ein Lotmaterial gebildet sein, in das die Partikel des zweiten Materials eingelagert sind.For the intermediate composite and the other material different variants are possible. For example, the further material may include particles of the above-mentioned second material or be formed entirely by these particles (see, for example, variants A and A + B below). In addition to the particles of the second material, the further material may comprise, for example, a solder material in which the particles are embedded (see, for example, variant A + B below). The further material may be, for example, a further or second intermediate composite. In another example, the further material is completely or at least partially formed by the abovementioned first material which, for example, forms the matrix of the composite (see, for example, variant B below). In this case, the matrix of the intermediate composite may be formed completely or at least partially by a solder material in which the particles of the second material are embedded.

Das genannte Lotmaterial kann beispielsweise eine niedrigschmelzende Legierung sein, beispielsweise eine ZnSn-Legierung. Geeignete Lotmaterialien haben beispielsweise eutektische Schmelzpunkte von ca. 190°C bis 210°C.Said solder material may, for example, be a low-melting alloy, for example a ZnSn alloy. Suitable solder materials, for example, have eutectic melting points of about 190 ° C to 210 ° C.

Das Zwischenkomposit und das weitere Material unterscheiden sich typischerweise in ihren stofflichen Zusammensetzungen, insbesondere durch die relativen Mengenanteile der in dem Zwischenkomposit und in dem weiteren Material enthaltenen Materialien. Bei den relativen Mengenverhältnissen handelt es sich typischerweise um relative Massenanteile, abgekürzt durch Gew% oder wt%.The intermediate composite and the further material typically differ in their material compositions, in particular by the relative proportions of the materials contained in the intermediate composite and in the further material. The relative proportions are typically relative mass fractions, abbreviated by wt% or wt%.

Beispielsweise kann der relative Mengenanteil des ersten Materials in dem Zwischenkomposit von dem relativen Mengenanteil des ersten Materials in dem weiteren Material verschieden, beispielsweise höher oder niedriger, sein. Beispielsweise ist das erste Material in dem Zwischenkomposit enthalten, nicht aber in dem weiteren Material (siehe beispielsweise Varianten A und A+B unten).For example, the relative amount of the first material in the intermediate composite may be different, for example, higher or lower, from the relative amount of the first material in the other material. For example, the first material is included in the intermediate composite, but not in the other material (see, for example, variants A and A + B below).

In einem weiteren Beispiel ist das erste Material in dem weiteren Material enthalten oder bildet sogar das weitere Material, ist aber nicht in dem Zwischenkomposit (siehe beispielsweise Variante B unten) enthalten. Außerdem kann beispielsweise der relative Mengenanteil des zweiten Materials in dem Zwischenkomposit von dem relativen Mengenanteil des zweiten Materials in dem weiteren Material verschieden, beispielsweise höher oder niedriger, sein. Beispielsweise ist das zweite Material in dem Zwischenkomposit enthalten, nicht aber oder zu einem geringeren relativen Mengenanteil in dem weiteren Material (siehe beispielsweise Variante B unten). In einem anderen Beispiel ist das zweite Material in dem weiteren Material enthalten, nicht aber oder nur zu einem geringeren relativen Mengenanteil in dem Zwischenkomposit (siehe beispielsweise Varianten A und B unten).In another example, the first material is contained in the further material, or even forms the additional material, but is not included in the intermediate composite (see, for example, variant B below). In addition, for example, the relative amount of the second material in the intermediate composite may be different, for example, higher or lower, from the relative proportion of the second material in the other material. For example, the second material is included in the intermediate composite, but not or at a lower relative level in the other material (see, for example, variant B below). In another example, the second material is included in the further material, but not or only to a lesser relative amount in the intermediate composite (see, for example, Variants A and B below).

Typischerweise ergeben sich die relativen Mengenanteile des ersten Materials, des zweiten Materials und ggf. weiterer Komponenten im Komposit

  • - aus den relativen Mengenanteilen des ersten Materials, des zweiten Materials und ggf. weiterer Komponenten in dem Zwischenkomposit,
  • - aus den relativen Mengenanteilen des ersten Materials und des zweiten Materials und ggf. weiterer Komponenten in dem weiteren Material sowie
  • - aus dem relativen Mengenverhältnis von Zwischenkomposit und dem weiteren Material beim Vermischen des Zwischenkomposits und dem weiteren Material.
Typically, the relative proportions of the first material, the second material and possibly other components in the composite arise
  • from the relative proportions of the first material, the second material and optionally further components in the intermediate composite,
  • - From the relative proportions of the first material and the second material and optionally other components in the other material and
  • - From the relative proportion of Zwischenkomposit and the other material in mixing the Zwischenkomposits and the other material.

Wie oben bereits erwähnt worden ist, sind die in die Matrix des Zwischenkomposits eingelagerten Partikel Partikel des zweiten Materials. Die in die Matrix des Zwischenkomposits eingelagerten Partikel gehören typischerweise zu denjenigen Partikeln, die am Ende des Verfahrens in die Matrix des Komposits eingelagert sind (siehe beispielsweise Varianten A und A+B unten). In solchen Beispielen, in denen auch das weitere Material Partikel des zweiten Materials beinhaltet, gehören diese typischerweise ebenfalls zu denjenigen Partikeln, die am Ende des Verfahrens in die Matrix des Komposits eingelagert sind (siehe beispielsweise Variante A+B unten).As already mentioned above, the particles embedded in the matrix of the intermediate composite are particles of the second material. The particles embedded in the matrix of the intermediate composite typically belong to those particles which are incorporated into the matrix of the composite at the end of the process (see, for example, variants A and A + B below). In such examples, in which the further material also includes particles of the second material, these also typically belong to those particles which are incorporated into the matrix of the composite at the end of the process (see, for example, variant A + B below).

Wie bereits oben beschrieben worden ist, kann die Matrix des Zwischenkomposits das erste Material beinhalten oder durch das erste Material gebildet sein. Das weitere Material beinhaltet dann typischerweise Partikel des zweiten Materials. Ein relativer Mengenanteil der Partikel des zweiten Materials in dem Zwischenkomposit kann geringer sein als ein relativer Mengenanteil der Partikel des zweiten Materials in dem Komposit. In diesen Fällen, insbesondere also in den unten beschriebenen Varianten A und A+B, ist es beispielsweise möglich, das vorgeschlagene Verfahren mehrfach anzuwenden, beispielsweise um den angestrebten Mengenanteil der Partikel des zweiten Materials des Komposits in mehreren Schritten zu erreichen. Beispielsweise kann das Verfahren N+1-mal durchgeführt werden mit N ≥ 1, wobei N beispielsweise 1, 2 oder eine größere natürliche Zahl ist. Bei den ersten N Durchführungen wird als Komposit jeweils eine Vorstufe des letztlich zu erreichenden Komposits hergestellt und in der jeweils nachfolgenden Durchführung als das Zwischenkomposit verwendet. Der bei der N+1-ten Durchführung erhaltene Komposit entspricht dann dem angestrebten Komposit.As already described above, the matrix of the intermediate composite may include the first material or be formed by the first material. The further material then typically includes particles of the second material. A relative proportion of the particles of the second material in the intermediate composite may be less than a relative proportion of the particles of the second material in the composite. In these cases, in particular in variants A and A + B described below, it is possible, for example, to apply the proposed method several times, for example in order to achieve the desired proportion of the particles of the second material of the composite in several steps. For example, the method may be performed N + 1 times with N ≥ 1, where N is for example 1, 2 or a larger natural number is. In the case of the first N feedthroughs, a precursor of the ultimately to be achieved composite is produced as a composite and used as the intermediate composite in the respectively subsequent execution. The composite obtained in the N + 1th implementation then corresponds to the desired composite.

Beispielsweise kann der relative Mengenanteil der Partikel des zweiten Materials in dem Zwischenkomposit in einem Bereich von 20Gew% bis 40Gew% liegen, beispielsweise zwischen 30 Gew% und 40 Gew%. Beispielsweise kann der relative Mengenanteil der Partikel des zweiten Materials in dem Komposit in einem Bereich von 20 Gew% bis 75 Gew% liegen.For example, the relative amount of particles of the second material in the intermediate composite may be in a range of from 20 weight percent to 40 weight percent, for example, between 30 weight percent and 40 weight percent. For example, the relative amount of particles of the second material in the composite may range from 20% to 75% by weight.

Es ergibt sich entsprechend, dass der relative Mengenanteil des ersten Materials in dem Zwischenkomposit typischerweise höher als der relative Mengenanteil des ersten Materials in dem Komposit ist.It will accordingly be seen that the relative amount of the first material in the intermediate composite is typically higher than the relative amount of the first material in the composite.

In einer ersten beispielhaften Variante des vorgeschlagenen Verfahrens, die auch als Variante A bezeichnet wird, ist die Matrix des Zwischenkomposits ganz oder zumindest bereichsweise durch das erste Material gebildet, beispielsweise durch einen Thermoplast. In der Variante A wird die Matrix des Komposits typischerweise vollständig, zumindest aber bereichsweise, durch das aus dem Zwischenkomposit stammende erste Material gebildet. In a first exemplary variant of the proposed method, which is also referred to as variant A, the matrix of the intermediate composite is completely or at least partially formed by the first material, for example by a thermoplastic. In variant A, the matrix of the composite is typically formed completely, or at least partially, by the first material originating from the intermediate composite.

Beispielsweise beinhaltet in der Variante A das Zwischenkomposit die Partikel des zweiten Materials nur mit einem niedrigeren relativen Mengenanteil (Füllgrad) als das Komposit.For example, in variant A, the intermediate composite contains the particles of the second material only with a lower relative proportion (degree of filling) than the composite.

Das weitere Material ist in der Variante A typischerweise vollständig oder zumindest teilweise durch das zweite Material gegeben, beispielsweise durch Partikel des zweiten Materials. In der Variante A ist der relative Mengenanteil der Partikel des zweiten Materials in dem weiteren Material typischerweise höher als in dem Zwischenkomposit. Typischerweise ist in der Variante A das erste Material in dem weiteren Material nicht oder nur zu vernachlässigbaren Mengenanteilen enthalten.In the variant A, the further material is typically given completely or at least partially by the second material, for example by particles of the second material. In variant A, the relative proportion of the particles of the second material in the further material is typically higher than in the intermediate composite. Typically, in variant A, the first material in the other material is not included or only in negligible proportions.

In der Variante A entspricht das Zwischenkomposit - bis auf den geringeren relativen Mengenanteil (Füllgrad) der Partikel des zweiten Materials - typischerweise dem Komposit. Durch das Zusammenführen des Zwischenkomposits mit dem weiteren Material und das Vermischen des Zwischenkomposits mit dem weiteren Material wird der relative Mengenanteil der Partikel des zweiten Materials auf den gewünschten Wert in dem Komposit erhöht. Durch das iterative Erhöhen des relativen Mengenanteils (Füllgrads) der Partikel des zweiten Materials in der Variante A kann insbesondere erreicht werden, dass die Partikel auch bei einem hohen Füllgrad besonders gleichmäßig in der Matrix des Komposits verteilt sind. Insbesondere kann auf diese Weise die Bildung unerwünschter Agglomerate der Partikel im Komposit vermieden oder zumindest reduziert werden.In variant A, the intermediate composite - except for the smaller relative proportion (degree of filling) of the particles of the second material - typically corresponds to the composite. By combining the intermediate composite with the further material and mixing the intermediate composite with the further material, the relative proportion of the particles of the second material is increased to the desired value in the composite. By iteratively increasing the relative proportion (degree of filling) of the particles of the second material in variant A, it can be achieved, in particular, that the particles are evenly distributed in the matrix of the composite, even at a high degree of filling. In particular, the formation of undesirable agglomerates of the particles in the composite can be avoided or at least reduced in this way.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel, das als Variante B bezeichnet wird, wird das weitere Material typischerweise vollständig, zumindest aber teilweise durch das erste Material gebildet, beispielsweise durch einen Thermoplast.In a further exemplary embodiment, which is referred to as variant B, the further material is typically formed completely, but at least partially, by the first material, for example by a thermoplastic.

Die Matrix des Zwischenkomposits ist in der Variante B beispielsweise durch ein Lotmaterial gebildet. Anders als in der Variante A entspricht also die Matrix des Zwischenkomposits nicht der Matrix des Komposits. Die Partikel des zweiten Materials, die in die Matrix des Zwischenkomposits eingelagert sind, können beispielsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sein, wie beispielsweise Graphit. In der Variante B ist das Zwischenkomposit also beispielsweise ein Lot/Graphit-Komposit oder ein Lot/Graphen-Komposit. Beim Herstellen des Zwischenkomposits wird das Lotmaterial typischerweise geschmolzen und werden die Partikel des zweiten Materials mit dem geschmolzenen Lotmaterial zusammengeführt und vermischt.The matrix of the intermediate composite is formed in variant B, for example, by a solder material. In contrast to variant A, the matrix of the intermediate composite does not correspond to the matrix of the composite. The particles of the second material, which are embedded in the matrix of the intermediate composite, may for example be formed from an electrically conductive material, such as graphite. In variant B, the intermediate composite is, for example, a solder / graphite composite or a solder / graphene composite. In preparing the intermediate composite, the solder material is typically melted and the particles of the second material are combined with the molten solder material and mixed.

In der Variante B werden beim Vermischen des Zwischenkomposits mit dem weiteren Material die Partikel des zweiten Materials aus dem Zwischenkomposit in das erste Material eingelagert, welches dann die Matrix des Komposits bildet. Das Lotmaterial ummantelt die in diese Matrix eingelagerten Partikel und bildet typischerweise außerdem Verbindungspfade oder Brücken zwischen den eingelagerten Partikeln. Durch die Lotbrücken wird eine besonders hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit erreicht. Zudem erlaubt das Lotmaterial auch bei hohen Füllgraden eine gute Verarbeitbarkeit des Komposits. Wird das Komposit beim Verarbeiten beispielsweise so weit erwärmt, bis das Lotmaterial im Komposit in eine schmelzflüssige Phase übergeht, reduziert sich die Viskosität des Komposits stark und die Verarbeitbarkeit verbessert sich.In variant B, during the mixing of the intermediate composite with the further material, the particles of the second material from the intermediate composite are incorporated into the first material, which then forms the matrix of the composite. The solder material encases the particles embedded in this matrix and typically also forms connection paths or bridges between the embedded particles. The solder bridges achieve a particularly high electrical and thermal conductivity. In addition, the solder material allows a good processability of the composite even at high degrees of filling. If, for example, the composite is heated during processing until the solder material in the composite changes into a molten phase, the viscosity of the composite is greatly reduced and the processability improves.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel, welche gewissermaßen eine Kombination der oben beschriebenen Varianten A und B darstellt und daher als Variante A+B bezeichnet wird, ist die Matrix des Zwischenkomposits wie in der Variante A ganz oder zumindest bereichsweise durch das erste Material gebildet, beispielsweise also durch einen Thermoplasten. In der Variante A+B wird die Matrix des Komposits somit typischerweise vollständig, zumindest aber bereichsweise, durch das aus dem Zwischenkomposit stammende erste Material gebildet.In a further exemplary embodiment, which to a certain extent represents a combination of the variants A and B described above and is therefore referred to as variant A + B, the matrix of the intermediate composite, as in variant A, is formed entirely or at least partially by the first material, for example by a thermoplastic. In the variant A + B, the matrix of the composite is thus typically formed completely, or at least partially, by the first material originating from the intermediate composite.

Wie in der Variante A enthält auch in der Variante A+B das Zwischenkomposit die Partikel des zweiten Materials mit einem niedrigeren relativen Mengenanteil (Füllgrad) als das Komposit. In der Variante A+B ist der relative Mengenanteil der Partikel des zweiten Materials in dem weiteren Material typischerweise höher als in dem Zwischenkomposit. Typischerweise ist in der Variante A+B das erste Material in dem weiteren Material nicht oder nur zu vernachlässigbaren Mengenanteilen enthalten.As in variant A, in the variant A + B the intermediate composite also contains the particles of second material with a lower relative proportion (degree of filling) than the composite. In variant A + B, the relative proportion of the particles of the second material in the further material is typically higher than in the intermediate composite. Typically, in the variant A + B, the first material in the other material is not or only to negligible proportions contained.

Das weitere Material ist in der Variante A+B durch einen weiteren Zwischenkomposit gegeben, welcher dem Zwischenkomposit der Variante B entspricht und in der Variante A+B als zweiter Zwischenkomposit bezeichnet wird. In der Variante A+B ist das weitere Material also beispielsweise ein Lot/Graphit-Komposit oder ein Lot/Graphen-Komposit.The further material is given in variant A + B by another intermediate composite, which corresponds to the intermediate composite of variant B and is referred to in variant A + B as a second intermediate composite. In variant A + B, the further material is, for example, a solder / graphite composite or a solder / graphene composite.

Bei der Variante A+B werden beim Vermischen des (ersten) Zwischenkomposits mit dem weiteren Material, also dem zweiten Zwischenkomposit, die Partikel des zweiten Materials aus dem zweiten Zwischenkomposit in das aus dem (ersten) Zwischenkomposit stammenden erste Material eingelagert, welches also wie in der Variante A die Matrix des (am Ende hergestellten) Komposits bildet. Wie in der Variante B ummantelt das Lotmaterial die in die Matrix eingelagerten Partikel und bildet typischerweise Verbindungspfade oder Brücken zwischen den eingelagerten Partikeln. Es ergeben sich die zu den Varianten A und B beschriebenen Vorteile bezüglich Gleichmäßigkeit, elektrischer und thermischer Leitfähigkeit und Verarbeitbarkeit.In the variant A + B, when mixing the (first) intermediate composite with the further material, ie the second intermediate composite, the particles of the second material from the second intermediate composite are incorporated into the first material originating from the (first) intermediate composite, which thus, as in FIG Variant A forms the matrix of the (finally produced) composite. As in variant B, the solder material encases the particles embedded in the matrix and typically forms connection paths or bridges between the embedded particles. This results in the advantages described with respect to variants A and B with respect to uniformity, electrical and thermal conductivity and processability.

Der hier vorgeschlagene Komposit ist durch das hier vorgeschlagene Verfahren hergestellt worden. Die Zusammensetzung und die Eigenschaften des Komposits hängen von der Wahl der Komponenten, insbesondere von dem ersten und zweiten Material und gegenfalls der Wahl des Lotmaterials, ab. Bei dem Komposit kann es sich also beispielsweise um einen Graphit-Thermoplast-Komposit, einen Graphen-Thermoplast-Komposit, um einen Graphit-Lotmaterial-Thermoplast-Komposit oder einen Graphen-Lotmaterial-Thermoplast-Komposit handeln. Zudem sind in dem Komposit auch Kombinationen von Graphit, Graphen und/oder Ruß, möglich. Bei dem Lotmaterial kann es sich beispielsweise um eine ZnSn-Legierung oder eine andere niedrigschmelzende Legierung handeln.The composite proposed here has been produced by the method proposed here. The composition and properties of the composite depend on the choice of components, in particular the first and second materials and, as the case may be, the choice of soldering material. Thus, the composite may be, for example, a graphite-thermoplastic composite, a graphene-thermoplastic composite, a graphite-solder-material-thermoplastic composite, or a graphene-solder-material-thermoplastic composite. In addition, combinations of graphite, graphene and / or carbon black are also possible in the composite. The solder material may be, for example, a ZnSn alloy or another low-melting alloy.

Sofern ein Lotmaterial in dem Komposit vorhanden ist, können die in die Matrix eingelagerten Partikel beispielsweise von dem Lotmaterial ummantelt sein, welches außerdem Verbindungspfade oder Brücken zwischen den eingelagerten Partikeln bilden kann.If a solder material is present in the composite, the particles embedded in the matrix can, for example, be encased by the solder material, which can also form connection paths or bridges between the embedded particles.

Zudem kann die Form der eingelagerten Partikel von einer ursprünglichen Form der Partikel abweichen. Beispielsweise können die Partikel eine im Vergleich zu einer ursprünglichen Form der Partikel abgeflachte, kompakte und/oder abgerundete Form und/oder abgerundete Kanten aufweisen. Zudem können Agglomerate der Partikel trotz hoher Füllgrade vermieden oder zumindest reduziert werden. Durch den mit dem vorgeschlagenen Verfahren erreichbaren hohen Füllgrad der Partikel im Komposit ist es beispielsweise möglich, eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit des Komposits und/oder eine hohe Festigkeit des Komposits zu erzielen.In addition, the shape of the embedded particles may differ from an original form of the particles. For example, the particles may have a flattened and / or rounded shape and / or rounded edges compared to an original shape of the particles. In addition, agglomerates of the particles can be avoided or at least reduced despite high filling levels. By the achievable with the proposed method high degree of filling of the particles in the composite, it is possible, for example, to achieve a high electrical and thermal conductivity of the composite and / or high strength of the composite.

Beispielsweise kann der relative Mengenanteil der Partikel des zweiten Materials in dem Komposit in einem Bereich von 20 Gew% bis 75 Gew% liegen.For example, the relative amount of particles of the second material in the composite may range from 20% to 75% by weight.

Der hier vorgeschlagene Formkörper ist ganz oder zumindest bereichsweise aus einem solchen Komposit gebildet. Beispielsweise kann eine Form des Formkörpers unter Verwendung eines Kunststoffformverfahrens hergestellt worden sein, wie beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren, ein Extrusionsverfahren, ein Walzverfahren, ein Pressverfahren oder ein Kalandrierverfahren. Hierfür können vorteilhafterweise etablierte Anlagen verwendet werden.The molding proposed here is completely or at least partially formed from such a composite. For example, a shape of the molded article may have been produced by using a plastic molding method such as an injection molding method, an extrusion method, a rolling method, a pressing method or a calendering method. For this purpose, advantageously established plants can be used.

Sofern das Komposit das beschriebene Lotmaterial umfasst, kann hierdurch eine geringe Viskosität des Komposits auch bei einem hohen Mengenanteil der Partikel erzielt werden, wodurch die Verarbeitung des Komposits vereinfacht wird. Zudem kann auch die beschriebene Verformung und gegenseitige Ausrichtung der Partikel wie auch die Reduktion von Agglomeraten zu einer relativ niedrigen Viskosität und guten Verarbeitbarkeit des Komposits beitragen.If the composite comprises the described solder material, a low viscosity of the composite can be achieved thereby even with a high proportion of the particles, whereby the processing of the composite is simplified. In addition, the described deformation and mutual orientation of the particles as well as the reduction of agglomerates can contribute to a relatively low viscosity and good processability of the composite.

Das Komposit und der Formkörper können auf vielfältige Weise verwendet werden. Beispielsweise kann der Formkörper als Teil eines Wärmetauschers, als Teil eines Dichtungselements, als Teil einer Bipolarplatte einer Brennstoffzelle, als Teil einer Vorrichtung zur Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen, als aktives Heiz- oder Kühlelement oder als ein Filament eines 3D-Druckers ausgestaltet sein und verwendet werden.The composite and the molded article can be used in a variety of ways. For example, the molded article may be configured and used as part of a heat exchanger, as part of a sealing element, as part of a bipolar plate of a fuel cell, as part of an electromagnetic wave shielding device, as an active heating or cooling element, or as a filament of a 3D printer ,

Im Folgenden wird das vorgeschlagene Verfahren, der vorgeschlagene Komposit und das vorgeschlagene Formteil anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf Figuren 1 bis 3 näher erläutert. Es zeigt:

  • 1 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des hier vorgeschlagenen Herstellungsverfahrens,
  • 2 eine schematische Darstellung eines Querschnittes eines Beispiels eines Komposits hier vorgeschlagener Art,
  • 3 eine schematische Darstellung eines Querschnittes eines weiteren Beispiels eines Komposits hier vorgeschlagener Art, und
  • 4 eine schematische Darstellung eines Querschnittes eines weiteren Beispiels eines Komposits hier vorgeschlagener Art.
In the following, the proposed method, the proposed composite and the proposed molding will be explained in more detail by means of exemplary embodiments and with reference to FIGS. 1 to 3. It shows:
  • 1 a flowchart of an embodiment of the manufacturing method proposed here,
  • 2 1 is a schematic representation of a cross-section of an example of a composite of a type proposed here;
  • 3 a schematic representation of a cross section of another example of a composite of the type proposed here, and
  • 4 a schematic representation of a cross section of another example of a composite proposed here type.

Einander entsprechende oder identische Merkmale sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding or identical features are provided in the figures with the same reference numerals.

In 1 ist ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des hier vorgeschlagenen Verfahrens zum Herstellen eines Komposits 1 gezeigt. Das Komposit 1 beinhaltet eine Matrix 2, die ganz oder zumindest bereichsweise durch ein erstes Material 3 gebildet ist. In die Matrix 2 sind Partikel 4 eines zweiten Materials 5 eingelagert.In 1 FIG. 4 is a flowchart of one embodiment of the method for manufacturing a composite proposed here. FIG 1 shown. The composite 1 contains a matrix 2 that completely or at least partially through a first material 3 is formed. Into the matrix 2 are particles 4 a second material 5 stored.

In den Beispielen, die im Folgenden beschrieben werden, ist das erste Material 3 beispielsweise ein thermoplastisches Polymer, beispielsweise ein Polyamid (Pa) 6. Bei dem ersten Material 3 könnte es sich aber auch um ein anderes der weiter oben genannten Beispiele für das erste Material handeln.In the examples described below, the first material is 3 for example a thermoplastic polymer, for example a polyamide (Pa) 6 , At the first material 3 but it could also be another of the above examples of the first material.

Das zweite Material 5 ist in den im Folgenden beschriebenen Beispielen ein elektrisch und thermisch leitfähiges Material, zum Beispiel Graphit. Die Partikel 3 sind in diesem Beispiel also vollständig oder zumindest bereichsweise aus Graphit gebildet.The second material 5 is an electrically and thermally conductive material, for example graphite, in the examples described below. The particles 3 In this example, therefore, they are formed completely or at least partially from graphite.

In den 2 bis 4 sind schematische Darstellungen von Querschnitten verschiedener Beispiele für einen solchen Komposit 1 gezeigt.In the 2 to 4 Fig. 2 are schematic representations of cross sections of various examples of such a composite 1 shown.

Bei dem in 2 gezeigten Beispiel des Komposits 1 handelt es sich um einen Graphit-Polymer-Komposit, der beispielsweise gemäß der oben beschriebenen Variante A hergestellt worden ist. Die Partikel 4 weisen einen besonders hohen Füllgrad auf und sind durch die Prozessführung deagglomeriert, abgeflacht, abgerundet und gegenseitig ausgerichtet worden, was in diesem Beispiel in einem hohen Füllgrad von bis zu 75 Gew% resultiert.At the in 2 shown example of the composite 1 it is a graphite-polymer composite, which has been prepared for example according to the variant A described above. The particles 4 have a particularly high degree of filling and have been deagglomerated by the process management, flattened, rounded and mutually aligned, resulting in this example in a high degree of filling of up to 75% by weight.

Bei dem in 3 gezeigten Beispiels des Komposits 1 handelt es sich um einen Graphit-ZnSn-Polymer-Komposit, der beispielsweise gemäß der oben beschriebenen Variante B hergestellt worden ist, was in diesem Beispiel in einem hohen Füllgrad von bis zu 75 Gew% resultiert. Die Partikel 4 unterscheiden sich in ihrer Form. So weisen manche Partikel 4 eine runde Form auf und andere Partikel eine Form mit Spitzen und/oder Kanten. Das Komposit 1 beinhaltet in diesem Beispiel ein Lotmaterial 6, das in diesem Beispiel durch eine ZnSn-Legierung geben ist und welches die Partikel 4 einzeln ummantelt und Verbindungsbrücken 7 zwischen den Partikeln 4 bildet.At the in 3 shown example of the composite 1 it is a graphite-ZnSn-polymer composite, which has been prepared for example according to the variant B described above, resulting in this example in a high degree of filling of up to 75% by weight. The particles 4 differ in their shape. This is what some particles show 4 a round shape and other particles a shape with peaks and / or edges. The composite 1 includes in this example a solder material 6 which in this example is given by a ZnSn alloy and which is the particle 4 individually sheathed and connecting bridges 7 between the particles 4 forms.

Bei dem in 4 gezeigten Beispiels des Komposits 1 handelt es sich um einen Graphit-ZnSn-Polymer-Komposit, der beispielsweise gemäß der oben beschriebenen Variante A+B hergestellt worden ist. Die Partikel 4 weisen wie in dem in 2 gezeigten Beispiel einen besonders hohen Füllgrad auf und sind durch die Prozessführung deagglomeriert, abgeflacht, abgerundet und gegenseitig ausgerichtet worden, was in diesem Beispiel in einem hohen Füllgrad von bis zu 75 Gew% resultiert. Zusätzlich weist das Komposit 1 in diesem Beispiel ein Lotmaterial 6 auf, das in diesem Beispiel wie in dem obigen Beispiel durch eine ZnSn-Legierung gegeben ist und welches die Partikel 4 einzeln ummantelt und Verbindungsbrücken 7 zwischen den Partikeln 4 bildet.At the in 4 shown example of the composite 1 it is a graphite-ZnSn-polymer composite, which has been prepared for example according to the above-described variant A + B. The particles 4 wise as in the 2 Example shown a particularly high degree of filling and have been deagglomerated by the process management, flattened, rounded and mutually aligned, resulting in this example in a high degree of filling of up to 75% by weight. In addition, the composite has 1 in this example, a solder material 6 which in this example is given by a ZnSn alloy as in the above example and which is the particle 4 individually sheathed and connecting bridges 7 between the particles 4 forms.

Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Verfahren die Schritte:

  • S1: Bereitstellen eines Zwischenkomposits, wobei das Zwischenkomposit eine Matrix beinhaltet, in die Partikel des zweiten Materials eingelagert sind,
  • S2: Bereitstellen eines von dem Zwischenkomposit verschiedenen weiteren Materials,
  • S3: Zusammenführen des Zwischenkomposits mit dem weiteren Material und
  • S4: Vermischen des Zwischenkomposits mit dem weiteren Material. In diesem Schritt wird aus dem mit dem weiteren Material vermischten Zwischenkomposit das Komposit gebildet. Hierbei werden insbesondere die Partikel in dem Thermoplasten verteilt und darin eingelagert. Beispielsweise wird als Mischvorrichtung ein Extruder verwendet, beispielsweise kommen ein Einschneckenextruder, ein gleichläufiger Doppelschneckenextruder, ein gegenläufiger Doppelschneckenextruder oder ein Planetwalzenextruder in Frage.
  • In dem Schritt S5 wird beispielsweise entschieden, ob die Schritte S1 bis S4 wiederholt werden sollen oder ob der Schritt S6 durchgeführt werden soll.
As in 1 is shown, the method comprises the steps:
  • S1: providing an intermediate composite, wherein the intermediate composite contains a matrix in which particles of the second material are embedded,
  • S2: providing a further material other than the intermediate composite,
  • S3: Merging the Zwischenkomposits with the other material and
  • S4: Mixing of the intermediate composite with the other material. In this step, the composite is formed from the intermediate composite mixed with the further material. Here, in particular, the particles are distributed in the thermoplastic and stored therein. For example, an extruder is used as the mixing apparatus, for example, a single-screw extruder, a co-rotating twin-screw extruder, a counter-rotating twin-screw extruder or a planetary roller extruder.
  • In step S5, for example, it is decided whether steps S1 to S4 should be repeated or step S6 should be performed.

Bei einer Wiederholung der Schritte S1 bis S4 wird der zuletzt erzeugte Komposit als neuer Zwischenkomposit für die folgenden Schritte S1 bis S4 verwendet. Auf diese Weise wird der Füllgrad des Komposits iterativ erhöht. Diese iterative Prozessführung wird beispielsweise bei der Herstellung der in 2 und 4 gezeigten Beispiele des Komposits 1 gemäß der Variante A bzw. A+B durchgeführt.In a repetition of steps S1 to S4, the last composite generated is used as a new intermediate composite for the following steps S1 to S4. In this way, the degree of filling of the composite is increased iteratively. This iterative process is used, for example, in the production of in 2 and 4 shown examples of the composite 1 carried out according to the variant A or A + B.

Bei den in den 2 und 4 gezeigten Beispielen gemäß den Varianten A und A+B liegt der relative Mengenanteil der Partikel des zweiten Materials 5 in dem Zwischenkomposit in dem Schritt S1 (bei der ersten Iteration des Verfahrens) beispielsweise in einem Bereich von 20 Gew% bis 40 Gew%. Der relative Mengenanteil der Partikel 4 des zweiten Materials in dem Komposit liegt (nach der letzten Iteration des Verfahrens) beispielsweise in einem Bereich von 20 Gew% bis 75 Gew%.In the in the 2 and 4 Examples shown according to variants A and A + B is the relative proportion of the particles of the second material 5 in the intermediate composite in step S1 (in the first iteration of the process), for example, in a range of 20% by weight to 40% by weight. Of the relative proportion of particles 4 of the second material in the composite (after the last iteration of the process) is, for example, in a range of 20% to 75% by weight.

In dem Schritt 6 wird aus dem in dem vorangegangenen Schritt S4 erzeugten Komposit 1 ein Formkörper hergestellt. Hierbei wird das Komposit beispielsweise unter Verwendung eines Kunststoffformverfahrens in die gewünschte Form des Formkörpers gebracht, beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren, ein Extrusionsverfahren, ein Walzverfahren, ein Pressverfahren oder ein Kalandrierverfahren. Hierfür kann eine herkömmliche Anlage verwendet werden.In the step 6 becomes from the composite generated in the previous step S4 1 a molded body produced. In this case, the composite is brought into the desired shape of the shaped body, for example by using a plastic molding process, for example by an injection molding process, an extrusion process, a rolling process, a pressing process or a calendering process. For this purpose, a conventional system can be used.

Bei dem Formkörper kann es sich beispielsweise um einen Wärmetauscher, ein Dichtungselement, eine Bipolarplatte einer Brennstoffzelle, eine Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen, ein aktives Heiz- oder Kühlelement oder ein Filament eines 3D-Druckers handeln.The shaped body can be, for example, a heat exchanger, a sealing element, a bipolar plate of a fuel cell, a shield against electromagnetic waves, an active heating or cooling element or a filament of a 3D printer.

In dem Schritt S1 wird das Zwischenkomposit beispielsweise als Feststoff bereitgestellt und wird optional außerdem mittels einer Krafteinwirkung mechanisch zerkleinert und auf diese Weise beispielsweise in einen granularen oder pulverförmigen Zustand überführt.In step S1, the intermediate composite is provided, for example, as a solid and is optionally also mechanically comminuted by means of a force and in this way, for example, converted into a granular or pulverulent state.

In dem Schritt S2 wird das weitere Material ebenfalls als Feststoff bereitgestellt und optional durch eine Krafteinwirkung mechanisch zerkleinert und so in einen granularen oder pulverförmigen Zustand überführt.In step S2, the further material is also provided as a solid and optionally mechanically comminuted by a force and thus converted into a granular or powdery state.

Zusätzlich oder alternativ kann auch im Schritt S4 beim Vermischen auf das Zwischenkomposit und das weitere Material eine Krafteinwirkung erfolgen.Additionally or alternatively, a force can also be applied during mixing to the intermediate composite and the further material in step S4.

Die Krafteinwirkung kann somit beispielsweise vor dem Schritt S4 des Vermischens, beispielsweise während des Zerkleinerns, oder während des Schritts S4 des Vermischens erfolgen. Die Krafteinwirkung kann beispielsweise durch die oben genannte Mischvorrichtung oder durch eine zusätzliche mechanisch arbeitende Zerkleinerungsmaschine erfolgen.The force action can thus take place, for example, before the step S4 of the mixing, for example during the comminution, or during the step S4 of the mixing. The force can be effected for example by the above-mentioned mixing device or by an additional mechanically operating crushing machine.

Durch die beschriebene Krafteinwirkung, die insbesondere in den Varianten A und A+B angewendet wird, werden Agglomerate, die durch die Partikel 4 des zweiten Materials 5 gebildet sind, aufgebrochen. Außerdem werden, wie in 2 und 4 gezeigt ist, die Partikel 4 verformt, beispielsweise abgeflacht und kompaktifiziert, und Kanten der Partikel 4 werden abrundet. Außerdem werden die Partikel 4 etwa parallel zueinander ausgerichtet. Insgesamt wird in diesen Varianten somit ein besonders hoher Füllgrad der Partikel 4 erzielt.Due to the force described, which is used in particular in the variants A and A + B, are agglomerates passing through the particles 4 of the second material 5 are formed, broken up. Besides, as in 2 and 4 shown is the particles 4 deformed, for example, flattened and compacted, and edges of the particles 4 are rounded off. In addition, the particles become 4 aligned approximately parallel to one another. Overall, in these variants, therefore, a particularly high degree of filling of the particles 4 achieved.

In den Schritten S1 bis S4 kann bzw. können das Zwischenkomposit und/oder das weitere Material erwärmt und ganz oder zumindest bereichsweise in einen schmelzflüssigen Aggregatzustand überführt werden, beispielsweise durch Reibungswärme beim Mischen im Schritt S4 oder beim Zerteilen im Schritt S1 bzw. S2. Beispielsweise wird beim Mischen im Schritt S4 das erste Material, also der Thermoplast, geschmolzen. In den Varianten B und A+B kann beim Erwärmen des Zwischenkomposits auch das Lotmaterial geschmolzen werden. Die Partikel des zweiten Materials schmelzen während des Verfahrens nicht, sondern bleiben fest.In steps S1 to S4, the intermediate composite and / or the further material can be heated and converted completely or at least partially into a molten state, for example by frictional heat during mixing in step S4 or during cutting in steps S1 and S2. For example, during mixing in step S4, the first material, ie the thermoplastic, is melted. In variants B and A + B, the soldering material can also be melted when the intermediate composite is heated. The particles of the second material do not melt during the process but remain solid.

Das Zwischenkomposit und das weitere Material unterscheiden zwischen den in 2 bis 4 gezeigten Beispielen.The intermediate composite and the other material differ between the in 2 to 4 shown examples.

In dem in 2 gezeigten Beispiel gemäß der Variante A ist die Matrix des Zwischenkomposits durch das erste Material 3 gebildet, also durch den genannten Thermoplasten. Wie oben bereits beschrieben, beinhaltet das Zwischenkomposit (in der ersten Iteration des Verfahrens) die Partikel des zweiten Materials mit einem niedrigeren relativen Mengenanteil (Füllgrad) als das Komposit.In the in 2 shown example according to variant A is the matrix of Zwischenkomposits by the first material 3 formed, so by the mentioned thermoplastics. As described above, the intermediate composite (in the first iteration of the process) contains the particles of the second material with a lower relative amount (degree of filling) than the composite.

Das weitere Material ist in diesem Beispiel gemäß der Variante A vollständig durch das zweite Material 5 gegeben, beispielsweise durch ein Granulat des zweiten Materials 5 oder durch die Partikel 4 des zweiten Materials 5. Das erste Material 3 ist in dem weiteren Material nicht enthalten.The further material is in this example according to the variant A completely by the second material 5 given, for example, by a granulate of the second material 5 or through the particles 4 of the second material 5 , The first material 3 is not included in the other material.

In dem in 3 gezeigten Beispiel gemäß der Variante B ist das weitere Material beispielsweise vollständig durch das erste Material 3 gebildet, also durch den oben genannten Thermoplasten.In the in 3 shown example according to variant B, the other material, for example, completely by the first material 3 formed, so by the above-mentioned thermoplastic.

Die Matrix des Zwischenkomposits ist in diesem Beispiel gemäß der Variante B durch das Lotmaterial 6 gebildet. In der Variante B ist das Zwischenkomposit also beispielsweise ein Lot/Graphit-Komposit. Beim Herstellen des Zwischenkomposits wird das Lotmaterial geschmolzen und werden die Partikel des zweiten Materials mit dem geschmolzenen Lotmaterial zusammengeführt und vermischt.The matrix of the intermediate composite is in this example according to variant B by the solder material 6 educated. In variant B, the intermediate composite is, for example, a solder / graphite composite. In preparing the intermediate composite, the solder material is melted and the particles of the second material are combined with the molten solder material and mixed.

Im Schritt S4 werden in diesem Beispiel gemäß der Variante B die Partikel 4 des zweiten Materials 5 aus dem Zwischenkomposit in das erste Material 3 eingelagert, welches dann die Matrix 2 des Komposits 1 bildet.In step S4, in this example according to variant B, the particles 4 of the second material 5 from the intermediate composite into the first material 3 embedded, which then the matrix 2 of the composite 1 forms.

In dem in 4 gezeigten Beispiel gemäß der Variante A+B ist die Matrix des Zwischenkomposits wie in dem in 2 gezeigten Beispiel gemäß der Variante A vollständig durch das erste Material 3 gebildet, also durch den genannten Thermoplasten. Die Matrix 2 des Komposits 1 wird in diesem Beispiel vollständig durch das aus dem Zwischenkomposit stammende erste Material 3 gebildet.In the in 4 In the example shown in variant A + B, the matrix of the intermediate composite is as in FIG 2 shown example according to the variant A completely through the first material 3 formed, so by the mentioned thermoplastics. The matrix 2 of the composite 1 in this example is completely by the first material derived from the intermediate composite 3 educated.

Wie in dem in 2 gezeigten Beispiel gemäß der Variante A enthält das Zwischenkomposit auch in diesem Beispiel gemäß der Variante A+B die Partikel 4 des zweiten Materials 2 mit einem niedrigeren relativen Mengenanteil (Füllgrad) als das Komposit 1. Das weitere Material ist in diesem Beispiel gemäß der Variante A+B durch einen weiteren (zweiten) Zwischenkomposit gegeben, welcher dem oben beschriebenen Zwischenkomposit des in 3 gezeigten Beispiels gemäß der Variante B entspricht.As in the in 2 In the example shown in variant A, the intermediate composite also contains the particles in this example according to variant A + B 4 of the second material 2 with a lower relative proportion (degree of filling) than the composite 1 , The further material is given in this example according to the variant A + B by a further (second) intermediate composite, which the above-described intermediate composite of in 3 shown example according to variant B corresponds.

Im Schritt S4 werden in diesem Beispiel die Partikel 4 des zweiten Materials 5 aus dem zweiten Zwischenkomposit in das aus dem (ersten) Zwischenkomposit stammende erste Material 3 eingelagert, welches also wie in der Variante A die Matrix 2 des (am Ende hergestellten) Komposits 1 bildet.In step S4, the particles in this example become 4 of the second material 5 from the second intermediate composite into the first material originating from the (first) intermediate composite 3 stored, which thus, as in variant A, the matrix 2 of the (finished) composite 1 forms.

Optional können in den beschrieben Beispiel Oberflächen der Partikel 4 des zweiten Materials 5 mittels einer Plasmabeschichtung modifiziert werden, typischerweise vor dem Schritt S3 des Zusammenführens des Zwischenkomposits mit dem weiteren Material.Optionally, in the example described, surfaces of the particles 4 of the second material 5 be modified by means of a plasma coating, typically before the step S3 of combining the Zwischenkomposits with the other material.

Das Komposit 1 zeichnet sich in jedem der gezeigten Beispiele durch eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine hohe thermische Leitfähigkeit aus. Die verwendeten Materialen sind toxikologisch unbedenklich und gut recycelbar. Das Komposit weist eine gute Verarbeitbarkeit auch bei hohen Füllgraden auf und ist zudem kostengünstig.The composite 1 is characterized in each of the examples shown by a high electrical conductivity and high thermal conductivity. The materials used are toxicologically safe and easy to recycle. The composite has good processability even at high fill levels and is also inexpensive.

Claims (17)

Verfahren zum Herstellen eines Komposits (1), wobei das Komposit (1) eine Matrix (2) beinhaltet, die ganz oder zumindest bereichsweise durch ein erstes Material (3) gebildet ist und in die Partikel (4) eines zweiten Materials (5) eingelagert sind, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Bereitstellen eines Zwischenkomposits, wobei das Zwischenkomposit eine Matrix beinhaltet, in die Partikel (4) des zweiten Materials (5) eingelagert sind, - Bereitstellen eines von dem Zwischenkomposit verschiedenen weiteren Materials, welches Partikel (4) des zweiten Materials (5) beinhaltet oder zumindest bereichsweise durch das erste Material (3) gebildet ist, - Zusammenführen des Zwischenkomposits mit dem weiteren Material und - Vermischen des Zwischenkomposits mit dem weiteren Material.Method for producing a composite (1), wherein the composite (1) contains a matrix (2) which is formed completely or at least partially by a first material (3) and embedded in the particles (4) of a second material (5) are, the method comprising the following steps: Providing an intermediate composite, wherein the intermediate composite contains a matrix in which particles (4) of the second material (5) are embedded, Providing a different material from the intermediate composite, which Particles (4) of the second material (5) comprises or at least partially formed by the first material (3), Merging the intermediate composite with the further material and - Mixing of the intermediate composite with the other material. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenkomposit vor dem Schritt des Vermischens oder während des Schritts des Vermischens durch eine Krafteinwirkung mechanisch zerkleinert wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the intermediate composite is mechanically comminuted prior to the mixing step or during the mixing step. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenkomposit vor dem Schritt des Vermischens oder während des Schritts des Vermischens erwärmt und in einen schmelzflüssigen Aggregatzustand überführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate composite is heated and converted into a molten state before the mixing step or during the mixing step. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Material vor dem Schritt des Vermischens oder während des Schritts des Vermischens durch eine Krafteinwirkung mechanisch zerkleinert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the further material is mechanically comminuted before the step of mixing or during the step of mixing by a force. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Material vor dem Schritt des Vermischens oder während des Schritts des Vermischens erwärmt und in einen schmelzflüssigen Aggregatzustand überführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the further material is heated and converted into a molten state before the mixing step or during the mixing step. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix des Zwischenkomposits das erste Material (3) beinhaltet oder durch das erste Material (3) gebildet ist, wobei ein relativer Mengenanteil der Partikel (4) des zweiten Materials (5) in dem Zwischenkomposit geringer ist als ein relativer Mengenanteil der Partikel (4) des zweiten Materials (5) in dem Komposit.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the matrix of the intermediate composite comprises the first material (3) or is formed by the first material (3), wherein a relative proportion of the particles (4) of the second material (5) in the Intermediate composite is less than a relative proportion of the particles (4) of the second material (5) in the composite. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der relative Mengenanteil der Partikel (4) des zweiten Materials (5) in dem Zwischenkomposit in einem Bereich von 20 Gew% bis 40 Gew% liegt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the relative proportion of the particles (4) of the second material (5) in the intermediate composite in a range of 20 wt% to 40% by weight. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein relativer Mengenanteil der Partikel (4) des zweiten Materials (5) in dem Komposit (1) in einem Bereich von 20 Gew% bis 75 Gew% liegt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a relative proportion of the particles (4) of the second material (5) in the composite (1) is in a range of 20 wt% to 75 wt%. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix des Zwischenkomposits vollständig oder zumindest bereichsweise durch ein Lotmaterial (6) gebildet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the matrix of the intermediate composite is formed completely or at least partially by a solder material (6). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass das erste Material (3) in dem Zwischenkomposit nicht enthalten ist oder - dass das erste Material (3) in dem Zwischenkomposit enthalten ist und ein relativer Mengenanteil des ersten Materials (3) in dem Zwischenkomposit höher als ein relativer Mengenanteil des ersten Materials (3) in dem Komposit (1) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - the first material (3) is not contained in the intermediate composite or - that the first material (3) is contained in the intermediate composite and a relative proportion of the first material (3) in the Intermediate composite higher is a relative proportion of the first material (3) in the composite (1). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material (3) ein thermoplastisches Polymer ist oder beinhaltet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first material (3) is or includes a thermoplastic polymer. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel des zweiten Materials (5) vollständig oder zumindest bereichsweise aus Kohlenstoff, beispielsweise aus Graphit und/oder Graphen, bestehen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the particles of the second material (5) consist entirely or at least partially of carbon, for example of graphite and / or graphene. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Material (5) elektrisch leitfähig ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second material (5) is electrically conductive. Komposit, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche.Composite produced by a method according to any one of the preceding claims. Formkörper, der ganz oder zumindest bereichsweise aus einem Komposit (1) nach Anspruch 14 gebildet ist.Shaped body, the whole or at least partially from a composite (1) according to Claim 14 is formed. Formkörper nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form des Formkörpers unter Verwendung eines Kunststoffformverfahrens hergestellt worden ist, beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren, ein Extrusionsverfahren, ein Walzverfahren, ein Pressverfahren oder ein Kalandrierverfahren.Molded body after Claim 15 characterized in that a shape of the molded article has been produced by using a plastic molding method, for example, an injection molding method, an extrusion method, a rolling method, a pressing method or a calendering method. Formkörper nach einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei der Formkörper als Teil eines Wärmetauschers, als Teil eines Dichtungselements, als Teil einer Bipolarplatte einer Brennstoffzelle, als Teil einer Vorrichtung zur Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen, als aktives Heiz- oder Kühlelement oder als ein Filament eines 3D-Druckers ausgestaltet ist.Shaped body according to one of Claims 15 or 16 wherein the shaped body is designed as part of a heat exchanger, as part of a sealing element, as part of a bipolar plate of a fuel cell, as part of an apparatus for shielding against electromagnetic waves, as an active heating or cooling element or as a filament of a 3D printer.
DE102017201703.1A 2017-02-02 2017-02-02 Composite, production process for a composite and formed from the composite molding Ceased DE102017201703A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017201703.1A DE102017201703A1 (en) 2017-02-02 2017-02-02 Composite, production process for a composite and formed from the composite molding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017201703.1A DE102017201703A1 (en) 2017-02-02 2017-02-02 Composite, production process for a composite and formed from the composite molding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017201703A1 true DE102017201703A1 (en) 2018-08-02

Family

ID=62843525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017201703.1A Ceased DE102017201703A1 (en) 2017-02-02 2017-02-02 Composite, production process for a composite and formed from the composite molding

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017201703A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021001216A1 (en) 2019-07-03 2021-01-07 Robert Bosch Gmbh Bipolar plate for a fuel cell, method for producing a bipolar plate for a fuel cell and fuel cell
EP4117060A1 (en) 2021-07-09 2023-01-11 Hochschule Rheinmain University of Applied Sciences Wiesbaden Rüsselsheim Improved method of manufacturing a polar plate

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010040498A1 (en) * 2008-10-09 2010-04-15 H.C. Starck Ceramics Gmbh & Co. Kg Novel wear-resistant films and a method for the production and for the use thereof
DE102010014267A1 (en) * 2010-04-08 2011-10-13 H.C. Starck Gmbh Dispersions, as well as processes for their preparation and their use
DE102015223936A1 (en) * 2015-02-27 2016-09-01 Hyundai Motor Company Polypropylene and graphene composite and method of making same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010040498A1 (en) * 2008-10-09 2010-04-15 H.C. Starck Ceramics Gmbh & Co. Kg Novel wear-resistant films and a method for the production and for the use thereof
DE102010014267A1 (en) * 2010-04-08 2011-10-13 H.C. Starck Gmbh Dispersions, as well as processes for their preparation and their use
DE102015223936A1 (en) * 2015-02-27 2016-09-01 Hyundai Motor Company Polypropylene and graphene composite and method of making same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021001216A1 (en) 2019-07-03 2021-01-07 Robert Bosch Gmbh Bipolar plate for a fuel cell, method for producing a bipolar plate for a fuel cell and fuel cell
EP4117060A1 (en) 2021-07-09 2023-01-11 Hochschule Rheinmain University of Applied Sciences Wiesbaden Rüsselsheim Improved method of manufacturing a polar plate
WO2023280984A1 (en) 2021-07-09 2023-01-12 Hochschule Rheinmain University Of Applied Sciences Wiesbaden Rüsselsheim Improved process for producing a polar plate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016221915B4 (en) METHOD OF FORMING A CONDUCTIVE POLYMER COMPOSITE
DE60023288T2 (en) ELECTRICAL LINE THERMOPLASTIC ELASTOMER AND MATERIAL PRODUCED THEREFROM
DE112020000517B4 (en) composite molded body
DE2652683C3 (en) Anisotropic, electrically conductive plate or film-shaped body and method for its production
DE2711260C2 (en)
WO2010020360A1 (en) Method for producing composite materials having reduced resistance and comprising carbon nanotubes
DE102017200447A1 (en) Conductive polymer composite
DE3876709T2 (en) METHOD FOR PRODUCING A SELF-HEALING PROTECTIVE OBJECT AGAINST OVERCURRENT BY DE-METHOD.
DE3248658C2 (en) Plastic articles, process for their preparation and intermediates
DE102017201848A1 (en) Conductive polymer composite
AT504326B1 (en) DEVICE FOR PREPARING THERMOPLASTIC PLASTIC MATERIAL
DE102017201703A1 (en) Composite, production process for a composite and formed from the composite molding
DE102015201386A1 (en) Process for producing an injection-molded product, corresponding injection-molded product and use of specially prepared sunflower husk fibers as an additive
DE102021104564A1 (en) Process for the continuous production of bipolar plates from plastic mixed with electrically conductive particles
EP3022787B1 (en) Method for producing a composite semifinished product
DE2422914C2 (en) High or extra high voltage electrical cable
DE69703286T2 (en) METHOD FOR PRODUCING PTC MATERIALS
DE69932426T2 (en) Melt processable polytetrafluoroethylene
DE102015107834B3 (en) A method of using high pressure force to produce a carbon material-containing composite material
WO2007147852A1 (en) Method for producing a component with a nanostructured coating
DE10016508A1 (en) Making plastic intermediate- or finished components including fibers, first compresses and plasticizes plastic mass, then adds fibers
DE69319073T2 (en) Form connection for the discharge of static electricity
WO2006128403A1 (en) Electrically-conductive material and method for producing an electrically-conductive material
EP2617545B1 (en) Method for manufacturing dye-plastic concentrates
DE60014256T2 (en) Process for the treatment of fibers for the production of composite materials such as asphalt and concrete, and composites produced thereby

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final