Saintshield DX3-Bulletproof
Syfte och mål
Förstudien genomfördes av Saintpro AB och 2D fab AB. Saintpro utvecklar och säljer personlig skyddsutrustning, Saintshield DX3-Bulletproof, i vilka polykarbonater (PC) är en viktig komponent. 2D fab tillverkar grafen som väsentligt kan förbättra egenskaperna hos PC.
Målet var att göra initiala försök hos Saintpros produktionspartner för att identifiera möjligheter och svårigheter med tekniken samt göra en första översyn av Intellectual Property rights (IP) inom området. Projektet syftar till att gå från ’lab’ till ’fab’, det vill säga att utnyttja forskningsresultat för att framställa nya bättre produkter.
Förväntade effekter och resultat
Grafen förväntas kunna förbättra egenskaperna hos PC, vilket skulle förbättra Saintpros produkter, som direkt skulle gå ut på marknaden via etablerade försäljningskanaler. 2D fab skulle få en kund och möjligheter att utveckla materialet för andra kunder och andra typer av kompositer.
Planerat upplägg och genomförande
- Kontakter och identifiering av lämpliga partners för compounding och testning, exempelvis SP, Swerea och någon inom akademin. Det finns även ett antal potentiella kommersiella partner som ska kontaktas.
- Skapa ett nätverk av intressenter som kan genomföra ett innovationsprojekt.
- Framställa grafen med olika oxideringsgrad – initiala försök att blanda grafen i PC med hjälp av melt blending.
- Test av melt blended PC i formsprutning, samt mekanisk testning och utvärdering.
- Första översikt av IP.
Effekter och resultat
Förstudien har undersökt om de mekaniska egenskaperna hos polykarbonater (PC) kan förbättras med inblandning av grafen. Slutmålet är att ta fram skottsäkra produkter. Marknaden för personlig skyddsutrustning omsätter mer än 20 miljarder SEK årligen, vilket ger projektet en betydande potential. Det finns också många andra områden där polymerer med hög slagstyrka är av stort intresse.
Förstudien genomfördes av Saintpro och 2D fab, med hjälp ett företag i Vansbro (Bobeplast) som formsprutade prover. PC (polykarbonat) och grafen, med olika ytegenskaper och med olika mängd inblandning, producerades och pelleterades för att sedan formsprutas i form av 1,5 x 180 mm skivor. Skivorna bakades sedan i Autoklav i olika antal, för att simulera tjockleken på våra ballistiska sköldplattor. Två försöksomgångar genomfördes under förstudien. Testresultatet visade en förbättring med grafen/PC jämfört med rent PC.
Skarpa testsskjutningar genomfördes för att se hur materialet beter sig. I försöksomgång två lyckades vi stoppa 3 skott av 9 mm standardkaliber, vilket var fler än förväntat. Vi har också byggt en värdekedja med företag som kan tillverka PC/grafenkompositer i form av pellets i större skala. Med hjälp av förstudien har vi också vi sett till att företag med befintlig maskinpark har upptäckt grafen och dess egenskaper när vi formsprutade skivorna.
Vi har ett flertal prospekt som är mycket intresserade av den typ av skottsäkra produkter vi tänker producera.
Resultaten av förstudien stärker förhoppningarna att kunna tillverka PC/grafenkompositer med egenskaper som kan göra personlig säkerhetsutrustning skottsäker.
Abstract in English Graphene mixed with polycarbonates for production of melt blended personal protective equipment
A prestudy has been performed by Saintpro and 2D fab AB. Saintpro is developing and marketing personal protective equipment, in which polycarbonates (PC) are an important component. 2D fab is manufacturing graphene, which substantially can improve the properties of PC. The target of the prestudy is to make initial trials at Saintpro’s manufacturing partner2D fab AB to identify possibilities and difficulties with the technique, as well as make a first review of the IP rights in this area.
The purpose of the project is to go from 'lab' to 'fab', that is to use the research result to produce new improved products. The expected outcome and results from the project will be directly used to improve the products which will be directly put out on the market through Saintpro’s sales channels. 2D fab will obtain a new customer and possibilities to develop the material towards other customers and other types of composites.
Planned setup and implementation: Contact and identify suitable partners for compounding and testing, for example SP, Swerea and someone within the academia. There is also a few potential commercial partners that will be contacted. Create a network of interesting stakeholders who can carry through an innovation Project. Produce graphene with different types of oxidation degree – initial attempts to mix graphene in PC, using melt blending. Testing of melt blended PC in injection moulding, and mechanical testing and evaluation. Make a first overview of the IP situation.
Effects and results
The preliminary study aimed at investigating whether the mechanical properties of polycarbonates (PC) can be improved by mixing it with graphene. The ultimate goal is to produce bulletproof products. The personal protective equipment market is trading more than SEK 20 billion annually, which gives the project a significant potential. There are also many other areas where polymers with high impact strength are of great interest.
The preliminary study has been be carried out by Saintpro and 2D fab. A company in Vansbro (Bobeplast) has made injection molded samples. We produced PC (polycarbonate) and graphene, with different surface properties and added different amounts, which were shaped into pellets and injection molded into 1.5 x 180 mm size discs. The discs were then baked in Autoclave in different numbers, to simulate the thickness of our ballistic shields. Two trial runs were conducted. The test result showed an improvement with the graphene/PC compared to pure PC. Sharp test shootings were conducted to see how the material behaves. In the second trial, we managed to stop 3 shots of 9 mm standard caliber, which was more than expected.
We have also built a value chain with companies that can manufacture PC/graphene composites in the form of pellets on a larger scale. With the help of the preliminary study and when we sprayed the discs, companies with existing machinery have discovered graphene and its properties. We have a number of prospects that are very interested in the type of bulletproof products we intend to produce. The results of the preliminary study strengthens the hopes of being able to manufacture PC/graphene composites, with properties that can make personal security equipment bullet proof.
