Электропроводящая композиция Советский патент 1980 года по МПК C08L23/04 C08L23/06 C08K9/04 

Изобретение относится к электропроводящим полимерным композиш-ьтм, в частност.; полнолефр новым композициям, пркмспяе.м1пм . изготовления труб, листов, емкостей, пленк и т.п. Известнь методы оптимизации э/юкгрог.роводности саженаполненных полиэтиленовых композиций введением различных добавок поверхностно-активных веществ 1, неорганических солей или окислов 2 органических кислот и многоатом шх спиртов 3 и др. Однако они усложтшют состав композиций, что затрудняет автоматизацию процесса их получения. Известны также злектропроводдщие композиции на основе полиолефина, например полиэтилена и ацетиленовой сажи 4. Однако ацетиленовая сажа обеспечивает элект ропроводность полиэтиленовым композициям при концентрации 25 всс.% и выше. При содержании 15-20 вес.% ацетиленовой сажи удельное поверхностное электрическое сопротивление (р) и удельное объемное электрическое сопротивление (оу) композиции соответственно состав.пяет lO-fo OM и 10 - 10 Омсм, что кряй:ке недостаточно защиты полимеров от статического электричества особенно при контакте с )1ми веществами, огаеопасньгми жидкостя И ii т.п. Введение в пластмассы больших количеств j.ieKipoпроводящих наполнителей (напри :.ер, ацетиленовой сажи, порошков металлов) значительно ухудшает их физико-меха1шческие свойства, особенно эластичность (материал становится хрупким). Цель изобретения - повышение электрогфоводности композиции. Поставленная цель достигается тем, что в качестве сажи колшозиция содержит галогенированную сажл, содержатцую от 0,1 до 40 вес.% галогена, а в качестве полиолефина она содержит полиэтилен if ли сополимер этилена с винилацетатом, 1ши lix смесь, или смесь полиэтилена с полиизобут и1еном при следующем соотношении компонентов, вес.7о: Полнэтшген Ktii сополимер этилена с В1 1шлацетатом. или их смесь, или смесь .нолиэтилена с. полиизобутиленом50-85Галогенированная сажаI5--50

37

Галогеннрованиую сажу получают следую цим образом.

Сажу обрабатывают газообразным хлором В пшроком интервале температур 20-200°С г, течение от 15 мин до 5ч.

Сажу обрабатывают водным раствором брома 1ли иода при соотношенго водный раствор галогена: сажа 2-6:1 в течение 2-6 ч при перемешивании.

Получают галогенированную сажу .содержащую от 0,1 до 40 вес.% галогена.

Предлагаемая электро11роводя цая композиция обладает pg 1,./3 10. Ом и р .1,,2-10 Ом-см при 20+3 С и имеет предел текучести при растяжении (б.) 98126 кгс/см, разрушающее напряжение при растяжении (бр) 93-133 кгс/см и относительное уд.пинеш1е при разрыве () до 330%.

Предлагаемая композиция может содержать различные целевые добавки термостабилизаторы антикоррозио шые добавки, смазки и др.

Электропроводягцая композиция может быть получена путе.м смешеьшя компонентов при повыценной температуре, например на вальцах, в смесителях тяжелого типа, в высокоскоростных смесителях с последующей экструзией.

Пример 1. 85 вес.% полиэтилеш шгак гшотности (ПЭНП) и 15 вес.% бромированной (13 вес.% брома) сажи смешивают на вальцах при 140°С в 20 мин до образования гомогенной массы. Полугкнная композиция обладает Pg 8,8-Ш Ом и р 1,0-10 Ом.см при 20±3°С и имеет бт 107 кгс/см, бр 103 кгс/см и 174%.

Пример 2. 80 вес.% полиэтилена ш.зкой плотности и 20 .% бромированной (2 вес.% брома) сажи смешивают на валы1ах тфй 140 С в течение 20 мин до образоваШШ гомогенной массы. Полученная кОдмпозиция обладдет Оа 2,6-Ю- Ом и р 2,8 10 Ом.см при 20i3C ;И имеет б 115 кгс/см ,бр 108 кгс/см и е 26%.

Пример 3. 75 вес.% полиэтилена Ш1зкой гоютности и 25 вес.% бро мированной

194

( 1 вес.% брома) сажи смешивают на вальцах при 140°€ в течение 20 шн до образования гомогенной массы. Полученная композиция обладает ,410 Ом и р 3,910 Ом-см при 20t3°C и имеетбт 111 кгс/см, бр 107 кгс/см и 1057г.

Примеры 4-7. Композиции получают аналогично примеру 1, но варьируют соотношеш-ш компонентов. Состав с свойства композиций приведены в таблице.

Примеры 8-13. Композиции получают аналогично примеру 1, но используют хлорирован11ую сажу - и варьируют соотношения компонентов. Состав и свойства композиций приведены в таблице.

Примеры 14-23. Композиции получаю аналогично примеру 1, но используют иодированн ю сажу и варьируют соотношения компонентов. Состав и свойства композиций приведены в таблице.

Примеры 21-24. Композиции получают аналогивдо примеру 1, но используют смесь полиэтилена с полиизобутиленом и варьируют соотношения компонентов. Состав и свойства композиции приведены в таблице.

Пример 25. Композиции получают аналогично примеру 1, но используют смесь полиэпшена с сополимером этилена, с винипацетатом. Состав и свойства композивди приведены в таблице.

Пример 26. Композиции получают аналогично примеру i, но вместо полиэтилена используют сополимер этилена с винилацетатом. Состав и свойства композиции приведены в табл}ще.

П р ,и м е р ы 27-32 (контрольные). Композиции пол чают аналогачно примеру 1, но используют ацетиленовую сажу и варьируют соотношеш{я компонентов. Состав и свойства композиции приведены в таблице.

П р и м ,е р ы 33-34 (контрольные). Композиции получают аналогично примеру 1, но используют ацетиленовую сажу и смесь полиэтилена с полиизобутиленом. Состав и свойства композиции приведены в таблице. Предлагаемая электропроводящая композици обладает повышенной { электропроводностью в Ю-10 раз (при концентрации сажи 15-20 вес и в 4-70 риз (при концентрации сажи 2SSO вес.%) по сравнению с известными композиднями (контрольные примеры 27-34) и может найти применение для изготовления эластичных и высокопроводятцих изделий листов, труб, пленки (при меньшем содержании сажи), пред.наэначенных для использования в условиях, когда недопустимо накопление зарядов статического электричества для обеспечения безопасных условий работы при контакте с взрывобезопасными средами. Формула изобретения Электропроводящая композиция на основе полиолефина и сажи, отличающаяся 1тем, что, с целью повышения электропроводнос ти композиции, она содержит галогенированную сажу, содержащую от 0,1 до 40 вес.% галогена, а в качестве полиолефина - полиэтилен или сополимер этилена с винилацетатом или их смесь, или смесь полиэтилена с полинзобутиленом при следующем соотношении компонентов, вес.%: Полиэтилен или сополимер этилена с винилацетатом, или их смесь, или смесь полиэтилена с полиизобутиленом50-85 Галогенированная сажа (от 0,1 до 40 вес.% галогена)15-50 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 248968, кл. С 03 L 23/06, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР N 304263, кл. С 08 L 23/06, 1971. 3.Авторское свидетельство СССР N316706, кл. С 08 L 23/06, 1971. 4.Справочник по пластическим массам, М., Химия, 1975, т. 1, С.423 (прототип).