Электропроводящая композиция Советский патент 1979 года по МПК C08L67/00 C09D5/24 C08K3/04 

(54) ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ

1

Изобретение касается получения и переработки полимеров. Оно может использоваться для изготовления электропроводящих покрытий или резистивных нагревателей.

Известны различные полимерные электропроводящие композиции на основе термореактивных и термопластичных материалов, содержание проводящий наполнитель (порошковые металлы, сажи, графитизированные волокна) U1.

Известная электропроводящая композиция, включающая полиэфирную смолу, растворитель и графит, предназначена для изготовления гибких нагревательных оболочек 2.

Она характеризуется технологичностью изготовления и переработки, равномерностью свойств (равномерног стью нагрёва на поверхности нагревателя) .

Но композиция имеет узкое назначение - нагреватели на её основе мо гут работать при напряжениидо 26 в температуре 60-70°С и невысокой мощности, в связи с невозможностью получения высоконаполненного полиэфира при сохранении оптимальных механи гескнх свойств.

Наиболее близка к предлагаемой полимерная электропроводящая композиция 3 следующего состава, вес.ч.:

Насыщенная полиэфирная смола100 Диизоцианат ТГ 100 Графит 20-200. В качестве растворителя компози0ции необходимо добавлять ацетон. Композиция предназначена для изготовления нагревателей, работающих при температуре до , напряжении 12-220 В и удельной мощности

5 1300 Вт/мГ

Опыт изготовления и применения известной композиции и нагревателей на ее основе выявил следующие основные недостатки,

0 . При содержании графита менее 120 вес.ч. (удельном сопротивлении композиции менее 200 Ом) композиция неоднородна по составу, нагреватели отличаются значительной неравномер5ностью нагрева поверхности (гр 1ДИент температур составляет 0,280, на 1°С нагрева для нагревателя размером 200x200 ) . Практически при удельном сопротивлении более

0 200 Ом электронагреватели, изготовленные на основе данной композиции, не пригодны в эксплуатации при температуре обогрева выше . Причиной неоднородности композиции является также присутствие ацетона, который, интенсивно испаряясь, приводит к образованию пор и создает неравномерную структуру материала.

Композиция нетехнологична и в изготовлении, так как ее переработка требует большого удельного давления (более 3 кгс/см), обусловленного высокой упругостью паров ацетона пр переработке композиции.

Цель изобретения - расширение дипазона электропроводности, повышение равномерности свойств и стабильности характеристик.

Это достигается тем, что композиция, включающая насыщенную полиэфирную смолу, диизоцианат, растворители и электропроводящий наполнитель, в качестве диизоцианата содержит 2,4-толуилендиизоцианат, в качестве наполнителя графитизированный каолин при соотношении каолина к графиту от 1:9 до 9:1 и дополнительно салицилальимин меди при следующем соотношении компонентов, вес.ч.: Насыщенная полиэфирная смола100 2,4-Толуилендииэоцианат 98-102 Растворители 95-105 Салицилальимин меди 0,07-0,09 Графитизированный каолин 120-190. Введение в композицию салицилальимина меди способствует равномерному структурообразованию композиции, стабильности свойств и снижению давления переработки композиции до 0,2-0,8 кгс/см. В композиции рекомендуется использовать растворители с температурой кипения 80-130 С.

Приготовление композиции ведут следующим образом.

В работгиощую мешалку заливаиот раствор полиэфирной смолы, засыпают

Состав композиции, вес.ч.

92 92 95 95

И)-.

салицилальимин меди и термостатируют смесь при 40-45°С в.течение 30 мин, затем вводят 2,4-толуилендиизоцианат и перемешивают до достижения вязкости смеси 240-280 с по ВЗ-4. В полученный предполимер засыпают 5 электропроводящий наполнитель и перемешивают в течение 10-15 мин. Электропроводящий наполнитель готовят путем смешения порошкообразных графита и каолина в течение 6 ч в смесительном барабане и последующего прокаливания при 380-420 с в течение 4 ч. Размер частиц электропроводящего наполнителя не должен превышать 200 мкм. Изготовленная электропроводящая композиция имеет жизнеспособность 1,5-2 ч.

Переработку композиции проводят при 120-130с и давлении 0,20,8 кгс/см .

0 Каждую композицию (см.табл.1) после ее изготовления наносят на ткань и подвергают горячему прессованию по режиму, указанному выше.

Контроль качества композиции осу5 ствляют следующим образом:

8 ч, .ARt,% (методика ГПКТБ).

Кроме того, для каждой композиции определяют;

0

величину удельного электросопротивления р (Ом) по ГОСТ 6433.1-4-71;

прочность отслаивания композиции (адгезива) от подложки, эрг/см (методика ГПКТВМ).

в табл.1 и 2 приведены соответст5венно состав и свойства предлагаемой композиции.

Таблица 1

0,05 0,05 0,07 0,07 |.,09

Состав композиции, вес,ч.

Примечание. Композиция хорошо наносится на подложку, плохо растекается; пленкообраэование на подложке затруднено.

Как видно из таблиц оптимальным является содержание электропроводящего наполнителя 120-190 вес.ч. с соотношением каолин-графит от 1:9 до 9:1. При этом удельное электросопротивление может быть изменено в широких пределах - от 0,5 до 5-10 Ом.

Предлагаемая полимерная электропроводящая композиция обладает равномерными свойствами даже при высоких удельных сопротивлениях, стабильными характеристиками и может быть получена в широком диапазоне удельных электросопротивлений. Режим переработки предлагаемой композиции (6-8 ч при при избыточном давлении 0,3 кгс/см или без давления) выгодно отличает ее от известной 3 .

Форглула изобретения I, Электропроводяшая композиция, вь n)4iaiouia:-i H.-i.-tbii ieHnyf) попиэфирную

Продолжение табл. 1

45 смолу, диизоцианат, растворители и электропроводящий наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона электропроводности, повьлшения равномер Q ности свойств и стабильности характеристик, она содержит в качестве диизоцианата 2,4-толуилендиизоцианат, в качестве наполнителя графитизированный каолин при соотношении 55 каолина к графиту от 1:9 до 9:1 и дополнительно салицилальимин меди при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Насыщенная полиэфирная

смола100

60

2,4-Толуилендиизоцианат98-102

Растворители95-105

Салицилальимин меди 0,07-0,09

Графитизированный

65

каолин120-190,

76810808

чающаяся тем, что в каче-полимерные материалы. - Н. , Химия,

стве растворителей она содержит1968, с. 11-16.

растворители с температурой кипеиия2. Патеит США 3287684, кл. 33880-130С.211, 1966.

Источники информации, принятые во5 180270, кл.Н 05 В 3/34, опублик.

внимание при экспертизе1966 (прототип).

3. Авторское свидетельство СССР