[发明专利]包含碳填料的塑料部件

权利要求书

1.用于制造由含有碳和塑料材料的复合材料构成的三维部件的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提供粉末状组合物，其包含一种或多种选自无定形碳、石墨及其混合形式的组分，

b)提供液体粘合剂，

c)以平面方式沉积在a)中提供的所述材料的层并且将在b)中提供的所述材料的液滴局部沉积到所述层上，并且将步骤c)重复任意次数，其中在后续的所述步骤的重复中，局部沉积所述液滴的步骤根据待制造部件的所需形状进行调整，

d)将所述粘合剂至少部分地硬化或干燥并获得具有所述部件的所需形状的生坯，

e)用液体合成树脂浸渍所述生坯，以及

f)将所述合成树脂硬化以形成合成树脂基质。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤d)包括在500℃和1300℃之间的温度碳化所述生坯。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤d)和e)之间的一个或多个场合使所述生坯经受再压实过程，所述过程包括以下步骤：

d1)用碳源浸渍所述生坯，

d2)在500℃和1300℃之间的温度碳化所述生坯。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述粉末状组合物包含乙炔焦，灵活焦，流化胶，弹丸焦，硬煤焦油沥青焦，石油焦，炭黑焦，无烟煤，合成石墨，球状石墨，微晶天然石墨，碳化离子交换树脂珠或焦颗粒。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述粉末状组合物包含石墨粒子或石墨化焦粒子，并且特征在于步骤d)包括在500℃和1300℃之间的温度碳化所述生坯。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述粉末状组合物的在d50值的粒度范围内的粒子平均具有至少0.5的形状系数(宽度/长度)。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤b)中的所述液体粘合剂包含酚醛树脂，呋喃树脂或液体玻璃。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于选择所述合成树脂，使得所述部件具有至多2％、优选至多0.5％、非常特别优选至多0.2％的孔隙度。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤b)中的所述液体粘合剂和步骤e)中的所述液体合成树脂属于同一类树脂。

10.三维部件，其由含有碳和塑料材料的复合材料构成并使用根据前述权利要求任一项所述的方法制造。

11.由含有碳和塑料材料的复合材料构成的三维部件，其特征在于所述部件包含25重量％与50重量％之间的塑料基质和50重量％与75重量％之间的至少部分呈颗粒形式的碳，并且在所述d50值的粒度范围内的碳粒子平均具有至少0.5的形状系数(宽度/长度)。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的部件，其特征在于所述部件中的所述粉末状组合物或所述碳粒子与游离碳结合，因此构成所述部件中的连续的整体连接的碳网络。

13.根据权利要求10或权利要求11所述的部件，其特征在于所述部件具有至多2％、优选至多0.5％、非常特别优选至多0.2％的孔隙度。

14.根据权利要求10或权利要求11所述的部件，其特征在于所述部件具有至少2W/(m*K)的热导率。

15.根据权利要求10或权利要求11所述的部件作为以下的用途：用作泵和压缩机中的叶轮和关闭滑阀或旋转滑阀，用作泵壳体，用作柱中的配件，用作静态混合器元件，用作湍流器，用作电加热元件，用作电接触，用作分级器叶轮，用作热交换器或热交换器用元件，用作包括滑动轴承和端面密封的轴承或铰链中的滑动元件，用作凸轮，用于齿轮，用作大齿轮，用作柔性轴的滑动板和滑动管，以及用作活塞和活塞套筒。