ЭЛЕКТРОПРОВОДНАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1994 года по МПК C09D5/24 C09D109/06 

Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано при изготовлении электропроводных пленок, в частности, в качестве электропроводного покрытия для электрохимического осаждения медии никеля.

Известно, что полимерные электропроводные композиции могут изготавливаться на основе каучуков, пластмасс или термоэластопластов. В последних случаях нет необходимости в вулканизации композиций.

Так электропроводная композиция на основе поливинилхлорида (а. с. N 1332788), содержащая технический углерод, не может быть использована для целей гальванопластики, поскольку имеет недостаточно высокую электропроводность.

Прототипом предлагаемого решения как наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является электропроводящая полимерная композиция по а. с. N 717098 (подробный состав композиции и ее основные свойства приведены в таблице, пример 1).

Известная композиция не обеспечивает необходимой электропроводности, позволяющей в процессе гальванопластики осуществлять электроосаждение металлов (никеля и меди).

Цель изобретения - снижение удельного электросопротивления композиции.

Поставленная цель достигается тем, что электропроводная полимерная композиция, включающая бутадиен-стирольный термоэластопласт, технический углерод, содержит в качестве технического углерода смесь печной сажи ПМЭ-80В и электропроводимой сажи "Хезакарб ЭЦ" с удельной адсорбционной поверхностью 900 м²/г в соотношении 1: (1-2) и дополнительно органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Бутадиен-стирольный термо-
эластопласт 100
Смесь печной сажи ПМЭ-80В
и электропроводимой сажи
"Хезакарб ЭЦ" в соотно-
шении 1: (1-2) 26-30
Органический растворитель 600-700 в композиции используется бутадиен-стирольный термоэластопласт марки ДСТ-30 с содержанием стирола 29±2% (согласно ТУ 38.103267-80), использование именно этой марки термоэластопласта обеспечивает комплекс свойств, необходимых для достижения поставленной цели.

В качестве растворителя могут использоваться бутилацетат, толуол, четыреххлористый углерод, смеси этилацетата с бензином или циклогексаном и др. Используемая в композиции в качестве электропроводимой сажа марки "Хезакарб ЭЦ" согласно проспекту фирмы "Хемопетрол" представляет собой частицы диаметром 0,5-2,5 мм с насыпной массой 125-135 м³, удельная адсорбционная поверхность составляет 900 м²/г, а адсорбция по дибутилфталату - 370 мл/100 г.

Композиция изготавливается смешением всех компонентов в клеемешалке в течение 30-40 мин при комнатной температуре (25 ±5^оС). Предварительно термоэластопласт набухает в части растворителя, затем полученную смесь разбавляют оставшимся количеством растворителя до необходимой концентрации (15-20% ). Приготовленную таким образом электропроводную композицию пульверизатором, кистью или любым другим способом наносят на мастер-модель (полимерную, восковую и т. п. ) и высушивают при комнатной температуре или в сушильном шкафу при 30-35^оС. Затем мастер-модель помещают в гальваническую ванну меднения или никелирования, где происходит процесс осаждения металла на поверхности изделия, после чего мастер-модель извлекается из полученной таким образом пресс-формы или корковой оболочки.

Состав заявляемой композиции в сравнении с прототипом и основные их физико-механические характеристики приведены в таблице, данными которой обобщены результаты всех испытаний и где показано, что оптимальные свойства могут быть получены при условии, что композиция на основе бутадиен-стирольного термоэластопласта содержит смесь печной и электропроводимой саж в количестве 26-30 мас. ч. при их соотношении 1: (1-2) в присутствии органического растворителя в дозировке от 600 до 700 мас. ч.

Анализ всех приведенных данных показывает следующие преимущества заявленной композиции в сравнении с композицией прототипа:
снижается удельное электросопротивление композиции за счет использования электропроводимой сажи, имеющей удельную адсорбционную поверхность 900 м²/г, что значительно сокращает время процесса гальванической металлизации,
улучшается адгезия покрытия на основе композиции к пластмассе и резине за счет использования электропроводимой сажи, что дает возможность использовать данную композицию как для изготовления пресс-формовой оснастки гальваническим способом, так и для декоративной отделки пластмасс при их металлизации,
улучшается равномерность покрытия из заявленной композиции за счет введения органического растворителя, что дает возможность получать пленочные материалы, обеспечивает точное воспроизведение рисунка поверхности и не приводит к ее искажению;
только заявленная совокупность компонентов в приведенных количествах позволяет получить качественные гальванопластические осадки никеля по неэлектропроводным моделям, а присутствие в композиции термоэластопласта придает эластичность покрытию и предотвращает его растрескивание при осаждении на модель металла из раствора при повышенных температурах,
заявленная композиция не требует вулканизации, а время ее высыхания зависит от скорости улетучивания растворителя.

Электропроводная полимерная композиция, включающая бутадиен-стирольный термоэластопласт ДСТ-30 100 мас. ч. , смесь печной сажи ПМЭ-80 - и электропроводной сажи "Хезакарб ЭЦ" с удельной адсорбционной поверхностью 900 м²/г в соотношении 1 : (1 - 2) 26 - 30 мас. ч. и органический растворитель 600 - 700 мас. ч. Композицию готовят смешением всех компонентов в течение 30 - 40 мин. Термоэластопласт предварительно набухает в части растворителя. Наносят состав любым методом на полимерное, восковое и т. п. изделие, высушивают при температуре до 35С, затем помещают в гальваническую ванну, где происходит процесс осаждения металла на поверхности изделия. Удельное электросопротивление композиции, 0,63·10^-4-3,0·10^-4 Ом м. 1 табл.

ЭЛЕКТРОПРОВОДНАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая бутадиенстирольный термоэластопласт ДСТ-30, технический углерод, отличающаяся тем, что она в качестве технического углерода содержит смесь печной сажи ПМЭ-80В и электропроводимой сажи "Хезакарб ЭЦ" с удельной адсорбционной поверхностью 900 м²/г в соотношении 1 : 1 - 2 и дополнительно органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Бутадиенстирольный термоэластопласт ДСТ-30 100
Смесь печной сажи ПМЭ-80 и электропроводимой сажи "Хезакарб ЭЦ
" в соотношении 1 : 1 - 2 26 - 30
Органический растворитель 600 - 700