Für Hersteller ist Graphen als Additiv am nützlichsten: eine kleine Menge, eingemischt in ein Material, das sie bereits herstellen, etwa Beton, ein Öl, eine Beschichtung oder ein Harz. So funktioniert das in der Praxis, so sehen Ergebnisse aus, und hier wird es schwierig.
1. Mit einem Produkt beginnen, das bereits funktioniert
Graphen ist selten ein eigenständiges Produkt. Es wird einer bewährten Formulierung zugesetzt, um eine Eigenschaft zu verbessern, etwa Festigkeit, Verschleißschutz oder Wärmeübertragung. Unser erster Kunde ITW hatte bereits erfolgreiche Produkte von Black Magic und Rain-X; wir arbeiteten mit seinen Ingenieuren daran, Graphen hinzuzufügen, und vier Autopflegeprodukte mit Graphen kamen in die Regale des Handels.
2. Das Graphen in den richtigen Träger bringen
Graphenschichten neigen zum Verklumpen, und verklumptes Graphen bringt wenig. Der entscheidende Schritt ist die Dispergierung: Graphen gleichmäßig in einem flüssigen Träger zu verteilen, der zum Produkt passt. Wir liefern Graphen vordispergiert im Träger Ihrer Wahl, etwa Wasser, Lösungsmittel, Harze oder Öle, sodass Hersteller eine Flüssigkeit zugeben, statt trockenes Pulver zu handhaben. Siehe Graphendispersionen.
3. Niedrig dosieren
Graphen-Additive werden meist in geringen Mengen eingesetzt. Unser Graphen-Additiv für Beton wird mit etwa 1 % der Mischung dosiert, und unsere ThermaGraph™-Kühlmittel enthalten 0,05–0,20 Gew.-% Graphen. Mehr ist nicht immer besser: Bei Kühlmitteln schützt eine niedrige Konzentration Pumpen und Filter.
4. Gegen die eigene Referenz testen
Die Ergebnisse hängen vom Grundmaterial ab, deshalb vergleicht jeder Versuch die Graphenversion mit dem aktuellen Produkt des Kunden. Beispiele aus unserer eigenen Arbeit:
| Anwendung | Träger | Ergebnis | Quelle |
|---|---|---|---|
| Beton | Wasserverträgliches Konzentrat | 67 % höhere Druckfestigkeit bei etwa 1 % Dosierung | Tests |
| Schmierstoff | Ölsäure und Monomer | Bis zu 42 % weniger Verschleiß, 26 % höhere Schweißlast | Unabhängige Tests, Univar-Labor Houston |
| Verbundwerkstoffe für Panzerung und Luftfahrt | Harz | Ballistische V50-Tests mit AARG | NTS Chesapeake, Belcamp, MD |
| Kühlmittel für Rechenzentren | Deionisiertes Wasser | +6 % bis +18 % konvektiver Wärmeübergangskoeffizient gegenüber Glykol | Interne Tests mit gepumptem Kreislauf |
5. Hochskalieren und gleichbleibende Qualität sichern
Wenn ein Versuch funktioniert, gilt es, jedes Mal dieselbe Dispersion in Produktionsmenge herzustellen und das Graphen im fertigen Produkt gleichmäßig verteilt zu halten. Zu jedem Produkt gehören Qualitätsprüfungen, ein technisches Datenblatt und ein SDB.
Wo Graphen-Additive eingesetzt werden
- Beton und Bauwesen
- Schmierstoffe und Öle
- Beschichtungen und Autopflege
- Kunststoffe und Verbundwerkstoffe, darunter Verbundwerkstoffe für Panzerungen
- Kühlung von Rechenzentren
Viele weitere Anwendungen in Elektronik, Energiespeicherung und Textilien befinden sich noch in der Forschungsphase. Wenn Sie eine davon erkunden möchten, siehe Partner für Graphenintegration.
Häufige Fragen
Was ist ein Graphen-Additiv?
Ein Graphen-Additiv ist Graphen, meist in einem flüssigen Träger dispergiert, das in kleinen Mengen in ein Material wie Beton, Öl, eine Beschichtung oder ein Harz eingemischt wird, um eine Eigenschaft zu verbessern.
Wie viel Graphen-Additiv wird verwendet?
Meist eine kleine Menge. Unser Betonadditiv wird mit etwa 1 % der Mischung dosiert, und unsere ThermaGraph™-Kühlmittel enthalten 0,05–0,20 Gew.-% Graphen. Die richtige Dosierung ergibt sich aus Tests in Ihrem Produkt.
Brauche ich neue Anlagen?
Meist nicht. Da wir Graphen vordispergiert in Ihrem Träger liefern, wird es wie andere flüssige Zutaten zugegeben. Unser Betonadditiv passt zum Beispiel zu bestehender Dosierung und Mischung.
Wie fange ich an?
Nennen Sie uns Ihr Produkt, Ihren Träger und die Zieleigenschaft über das Formular für Angebote und Muster. Preise und Muster auf Anfrage.
