Токопроводящая резиновая смесь Советский патент 1992 года по МПК H01B1/04 

Изобретение относится к токопроводя- щим материалам, в частности к токопрово- дящим эластомерам, и может быть использовано в радиоэлектронике для изготовления электрических контактов, переключателей, клавиатур вычислительных средств, а также эластичных прокладок, экранирующих электромагнитные волны.

Известны токопроводящие силоксано- вые эластомеры, применяемые в качестве многоконтактных электрических соединителей и электрических контактов в клавиатурах. Токопроводящие эластомеры содержит силоксановый каучук, вулканизирующий агент и, в качестве токопроводящего наполнителя, технический углерод. Эластомеры имеют удельное объемное электрическое сопротивление до 5,0 Ом-см. Однако, ни

качественный состав, ни способ изготовления приведенных эластомеров не известны.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является токопроводящая резина на основе силоксанового каучука и топопрово- дящего технического;углерода.

Токопроводящая резиновая смесь содержит, мас.ч:

Силоксановый каучук100

Вулканизующий агент

(дикумилпероксид)4

Токопроводящий техуглерод 17-55

Добавки с размером

частиц 0,005-100 мкм65-200

В качестве добавки применяются наполнители хорошо совместимые с силокса- новым каучуком такие как: оксид титана (IV). оксид кремния (II), оксид цинка, химосаж2

2

О

сл

денный мел, силикат циркония, оксид алюминия (III), титанат бария, медь, никель, железо и другие металлы. Данная токопроводящая резина, согласно патентному описанию, применяется в качестве то- копроводящих контактов и нагревательных Элементов с положительным коэффициентом сопротивления.

Для более полного исследования электрофизических и физико-механических свойств токопроводящей резины были изготовлены резиновые смеси (составы 1 и 2), Режим переработки резиновых смесей соответствовал условиям,приведенным в прототипе,

Свойства токопроводящих резин приведены в табл. 1 и 2.

Как показали наши исследования резиновые смеси по прототипу обладают такими недостатками как низкая прочность при растяжении (4,0 МПа) и большая усадка при формовании (5,5 %). Эти недостатки ограничивают, а порой и делают невозможным применение известной токопроводящей резины в радиоэлектронике в качестве эластичных электрических контактов.

Цель изобретения - повышение надежности изделий на основе токопроводящей резиновой смеси путем повышения ее прочности при растяжении и снижения усадки при сохранении удельного объемного электрического сопротивления.

Для достижения поставленной цели предложена токопроводящая резиновая смесь, содержащая метилвинилсилоксано- вый каучук, токопроводящий технический углерод, оксид металла и вулканизующий агент 2,4,6-триметилбензол-1,3-динитри- локсид и компоненты, взяты в следующем соотношении, мас.ч:

Метилвинилсилоксановый каучук 100

Токопроводящий технический

углерод 45-70

Оксид металла3-7

2,4,б-Триметилбензол-1,3динитрилоксид2-4

В основу разработанной токопроводч- щей резиновой смеси положен выявленный эффект образования в полимерной матрице, при введении нового вулканизующего агента, полифункциональных узлов сетки, содержащей отдельные молекулы или блоки молекулы данного вулканизующего агента. Образованная вулканизирующая сетка характеризуется качественно новой структурой, обеспечивающей повышенную прочность при растяжении, а также снижает усадку при сохранении низкого удельного объемного сопротивления.

Установлено, что предлагаемое содержание компонентов выбрано из условий, обеспечивающих высокую прочность токопроводящей резины, а также ее низкое удельное объемное электрическое сопротивление при достижении низкой усадки (табл. 2, пример 1- 12).

При запредельном снижении содержания компонентов в смеси снижается проч- 0 ность резины и повышается ее удельное объемное электрическое сопротивление (пример 13).

При запредельном повышении содержания компонентов смеси также снижается 5 прочность резиновой смеси (пример 14).

Оптимальным является состав резиновой смеси, содержащий на 100 мас.ч, силок- санового каучука БОмас.ч. токопроводящего техуглерода П-267 Э, 5,0 мас.ч. оксида цинка 0 и 3,0 мзс.ч. 2,4,6-триметилбензол-1,3-динит- рилоксида (пример 2).

Пример. На лабораторных вальцах производят смешение 1 кгдиметилвинилси- локсанового каучука СКТВ-1щ с 50 г оксида 5 цинка и 500 г токопроводящего техуглерода П-267 Э. Смесь тщательно перемешивают в течение 30 мин. Затем в резиновую смесь вводят на упомянутых вальцах 30 г 2,4,6-три- метилбензол-1,3-динитрилоксида. Получен- 0 ная резиновая смесь характеризуется следующим соотношением компонентов, мас.ч.:

Смлоксановый каучук100

Токопроводящий техуглерод50

5 Оксид цинка5

2,4,6-Триметилбензол-1,3- Динитрилоксид3

Резиновую смесь формуют в прессфор- ме с помощью пресса гидравлического вул- 0 канизационного при 150°С в течение 20 мин,

Испытания полученных стандартных образцов проводят после их выдержки при комнатной температуре 15-35°С в течение 5 24ч.

Прочность при растяжении токопроводящей резины составляет 8,4 МПа, усадка 1.2%, удельное объемное электрическое сопротивление 2,6 Ом.см (табл. 2, пример 2). 0 В табл. 2 также представлены основные свойства резины в зависимости от природы компонентов и их содержания в композиции.

Преимущество предлагаемой токопро- 5 водящей резиновой смеси, по сравнению с известной, подтверждается данными, представленными в табл. 1. При этом по прочности предлагаемая резина превосходит известную в 1,9-3,2 раза (состав 1) и в 1,5- 2,1 раза (состав 2), и ее линейная усадка

меньше чем у известной в 1,9-2,9 раза (состав 1) и 3,0-4,5 раза (состав 2). По электрическому сопротивлению предлагаемая резина не уступает известной в том числе резине с аналогичным содержанием оксида металла.

Формула изобретения Токопроводящая резиновая смесь, содержащая метилвинилсилоксановый каучук, токопроводящий технический углерод, оксид металла и вулканизующий агент, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения надежности изделий на ее основе путем

повышения прочности при растяжении и снижения усадки при сохранении удельного объемного электрического сопротивления, она содержит в качестве вулканизующего агента 2,4,6-триметилбензол-1,3-динитри- локсид, и компоненты, взяты в следующем соотношении, мае.ч:

Метилвинилсилоксановый каучук 100 Токопроводящий технический углерод45-70

Оксид металла3-7

2,4,б-Триметилбензол-1,3- динитрилоксид2-4

Использование: изготовление электрических контактов, переключателей, клавиатур вычислительных машин. Сущность изобретения: С целью повышения надежности изделий на основе токопроводящей резиновой смеси путем повышения прочности при растяжении и снижения усадки при сохранении удельного объемного электрического сорпро- тивления. Резиновая смесь, содержащая 100 вес.ч. метилвинилсилоксанового каучука, 45- 70 вес.ч. токопроводящего технического углерода, 3-7 вес.ч. оксида металла и 2-4 вес.ч. 2,4,6-триметилбензол-1,3-динитрилоксида, после вулканизации имеет прочность при растяжении 5,0-8,0 МПа, усадку 1.2-1.J при.Ј 1,6-4,0 Ом.см., 2 табл.

Таблица 1

ТабяицаЗ