Композиция для получения эбонита Советский патент 1992 года по МПК C08L9/00 C08K13/02 C08K13/02 C08K3/04 C08K3/06 C08K5/31 C08K5/47 

(Л

С

Использование: полупроводниковые материалы, например антистатические материалы и покрытия. Сущность изобретения: композиция для получения эбонита содержит, мае.ч.: полимер или сополимер диеновых углеводородов с молекулярной массой 800-10000 100; сера 30-50; дифенил- гуанидин 1-2; 2-меркаптобензтиааол 2-4 и технический углерод с удельной геометрической поверхностью 12-18 м2/г 10-20, Полученные полупроводниковые материалы характеризуются удельным объемным сопротивлением 103-105 Ом м и прочностью при растяжении 20-30 МПа. 1 табл.

Изобретение относится к разработке рецептуры композиции для получения эбонита, используемого в качестве полупроводникового материала.

Известно применение в качестве материалов с повышенной электрической проводимостью полимерных композиций, полученных путем введения в полимерные диэлектрики, например полиолефины, высокопроводящих веществ (порошков, металлов, технического углерода, графита).

Недостатком в данном случае является необходимость введения больших количеств наполнителя (до 60 об, %) - металлических порошков или технического углерода, что приводит к резкому ухудшению физико- механических свойств композиций.

Известна композиция для получения эбонита на основе полиизопренового каучука СКИ-3, включающая вулканизующий

агент - серу, ускоритель вулканизации - ди- фенилгуанидин и наполнитель -тальк.

Недостатком материала является высокое удельное объемное сопротивление 10м Ом-м.

Цель изобретения - повышение проводимости эбонита.

Предлагаемая композиция для получения эбонита, используемого в качестве полупроводникового материала, содержит полимер или сополимер диеновых углеводородов с молекулярной массой 800-10000, вулканизующий агент - серу, ускорители вулканизации - дифенилгуанидпн и каптэкс (2-меркаптобензтиазол)и наполнитель - технический углерод П-803 (ПМ-15) с удельной геометрической поверхность 12-18 м /г.

В качестве основы композиции могут использоваться низкомолекулярные синтетические каучуки с молекулярной массой 800-10 000: бутадиеновый СКД-0 (ТУ-38Х|

СЛ 00 О

о

403-195-75), изопреновый, пентадиеновый 1,3, бутадиен-пентадиеновый 1,3 СКДП-Н (ТУ--38-103-242-82) и другие.

Композицию получают интенсивным перемешиванием компонентов. Для получения эбонита ее достаточно прогреть в течение 1-5 ч при 130-170°С. Используются предлагаемые материалы как в виде покрытий, так и в качестве листовых материалов или изделий любой конфигурации.

Как показали испытания, эбониты на основе жидкой композиции указанного состава имеют удельное объемное сопротивление 10 -105 Ом-м, что позволяет использовать их в качестве полупроводниковых материалов.

В процессе вулканизации серой низкомолекулярных каучуков происходит их интенсивное дегидрирование во всем объеме. При использовании в качестве таких каучуков полимеров или сополимеров диеновых углеводородов вулканизация приводит к образованию системы сопряженных двойных связей с достаточно большой длиной сопряжения в цепи.

Характерной особенностью молекул с сопряженными двойными связями является способность передачи взаимного влияния атомов, т.е. способность к электропровод- ности, возрастающая с увеличением длины сопряжения в цепи,

Очевидно, такой механизм вулканизации позволяет использовать указанные эбониты в качестве полупроводниковых материалов.

Пример (прототип). Композицию, полученную на вальцах и состояющую из 100 мас.ч. полимера (100% изопрена) с молекулярной массой 500 тыс., 30 мас.ч. серы, 3 мас.ч. ускорителя - дифенилгуанидина, 15 мас.ч. наполнителя - талька, вальцуют до толщины 1 мм для получения листа. Вулканизуют 1 ч при 150°С.

Пример 2,Композицию, полученную перемешиванием и состоящую из 100 мас.ч. сополимера (50% бутадиена и 50% пентади- ена-1,3) с молекулярной массой 4000, 30 мас.ч. серы, 4,5 мас.ч. ускорителей (3 мас.ч. каптакса и 1,5 мас.ч. дифенилгуанидина), 15 мас.ч. наполнителя - технического углерода П-803, заливают в формы толщиной 1 мм для получения свободных пленок. Вулканизуют пленку 5 ч при 150°С. Удельное объемное сопротивление полученного эбонита определяют с помощью омметра.

Физико-механические свойства оценивают по прочности пленок при растяжении.

П р и м е р 3. Композицию, состоящую из 100 мас.ч. полимера (100% бутадиена) с молекулярной массой 1200. 40 мас.ч. серы,

6 мае ч ускорителей (4 мас.ч. каптакса и 2 мас.ч ДФГ), 20 мае ч. наполнителя - технического углерода П-803, вулканизуют и испытывают так же, как в примере 1.

Пример 4. Композицию, состоящую

из 100 мас.ч. полимера (100% пентадиена- 1,3) с молекулярной массой 800, 50 мас.ч. серы, 3 мас.ч, ускорителей (2 мас.ч. каптакса и 1 мас.ч. ДФГ), 10 мас.ч. технического угле0 рода П-803, вулканизуют и испытывают так же, как в примере 1.

П р и м е р 5. Композицию, состоящую из 100 мас.ч. полимера (100% изопрена) с молекулярной массой 10000,30 мас.ч. серы,

5 3 мас.ч. ускорителей (2 мас.ч. каптакса и 1 мас.ч. ДФГ). 15 мас.ч. технического углерода П-803, вулканизуют и испытывают так же, как з примере 1,

П р и м е р 6 (для сравнения). Компози0 цию, состоящую из 100 мас.ч, сополимера (70% бутадиена и 30% пентадиена-1.3) с молекулярной массой 12000, 30 мас.ч. серы, 4,5 мае ч. ускорителей вулканизации, использованных в примере 1, и 15 мае,ч. тех5 нического углерода П-803Г вулканизуют и испытывают так же, как в примере 1.

Пример (для сравнения). Композицию, состоящую из 100 мас.ч. полимера (100% бутадиена) с молекулярной массой

0 700, 30 мас.ч. серы, 4,5 мас.ч, ускорителей вулканизации и наполнителя, использованных в примере 1, вулканизуют и испытывают также, как в примере 1.

ПримерЗ (для сравнения). Компози5 цию, состоящую из 100 мас.ч. сополимера (70% бутадиена и 30% стирола) с молекулярной массой 3500, 30 мас.ч. серы, 4,5 ч. ускорителей вулканизации, использованных в примере 1, и в 15 мае,ч. технического угле0 рода П-803, вулканизуют и испытывают также как в примере 1.

Результаты по примерам приведены в таблице.

Как следует из приведенных приме5 ров, эбониты на основе жидкой композиции указанного состава обладают сопротивлением, позволяющим использовать их в качестве полупроводникового материала (примеры 1-4).

0 Применение в эбонитах каучуков с другой молекулярной массой или другого состава не дает требуемого эффекта вследствие резкого повышения сопротивления или снижения прочности материала (примеры 5-7).

5 Предлагаемые полимерные полупроводниковые материалы обладают значительной прочностью при растяжении, для их получения не требуется отдельной стадии введения высокопроводящих веществ, т.е. упрощается технология. Отказ от использования некоторых металлических высокопроводящих веществ (серебра, никеля) позволяет получать существенную экономию.

Возможная область применения предлагаемых полимерных полупроводниковых материалов, например антистатические материалы и покрытия.

Формула изобретения Композиция для получения эбонита на основе диенового полимера, включающая серу, дифенилгуанидин и наполнитель, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения проводимости эбонита, композиция содержит полимер или сополимер диеновых

0

углеводородов с мол.м. 800-10000. в качестве наполнителя - технический углерод с удельной геометрической поверхностью 12-18м2/г и дополнительно 2-меркаптобен- зтиазол при следующем соотношении компонентов, мае.ч.:

Полимер или сополимер

диеновых углеводородов

с мол.м. 800-10000100

Сера 30-50

Дифенилгуанидин1-2

2-Меркаптобензтиазол2-4

Технический углерод с

удельной геометрической

поверхностью 12-18 м2/г10-20