Токопроводящая резиновая смесь

 

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 сорпротивления. 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 01 В 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{21) 4853745/07 (22) 24,07.90 46) 07.07.92. Бюл. hb 25 (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В.Думанского и Институт органической химии AH УССР (72) С.В.Попов, Л,С.Радкевич, Л,И.Самарай, В.И.горбатенко, Т.В.Чубарь и Т.П.Евтушенко (53) 621.315 (088,8) (56) Патент США

М 4382024, кл. Н 01 В 1/06, 1983.

Проспект фирмы Toshiba SIIIcom Со., I TO, 1984. (! .4) ТОКОПРОВОДЯЩАЯ РЕЗИНОВАЯ

СМЕСЬ

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

Известны токопроводящие силоксановые эластомеры, применяемые в качестве

MHofoKoHTBKTHblx 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

„„ Ж„„1746405 А1 (57) 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 сорпротивления. Резиновая смесь, содержащая 100 вес.ч. метилвинилсилоксанового каучука, 4570 вес.ч, токопроводящего технического углерода, 3 — 7 вес.ч. оксида металла и 2 — 4 вес.ч.

2,4,6-триметилбензол-1,3-дин итрилоксида, после вулканизации имеет прочность при растяжении 5,0 — 8,0 МПа, усадку 1,2 — 1,8% при ф= 1,6-4,0 Ом см., 2 табл. качественный состав, ни способ изготовления приведенных эластомеров не известны.

Наиболее близкой по технической сущ- 4 ности и достигаемому эффекту к предлагае- 4.в. мой является токопроводящая резина на ОС основе силоксанового каучука и топопрово- ф дящего технического;углерода. О

Токопроводящая резиновая смесь со- у держит, мас.ч:

Силоксановый каучук 100

Вулканизующий агент

° ВВВЙ (дикумилпероксид) 4

Токопроводящий техуглерод 17-55

Добавки с размером частиц 0,005 — 100 мкм 65-200

В качестве добавки применяются наполнители хорошо совместимые с силоксановым каучуком такие как: оксид титана (IV), оксид кремния (II), оксид цинка, химосаж1746405 денный мел, силикат циркония, оксид алюминия (III), титанат бария, медь, никель, железо и другие металлы. Данная токопроводящая резина, согласно патентному описанию, применяется в качестве токопроводящих 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 7,). 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 метилвинилсилоксановый каучук, токопроводящий технический углерод, оксид металла и вулханизующий агент 2,4,6-триметилбе нзол-1,3-динитрилоксид и компоненты, взяты в следующем соотношении, мас,ч:

Метилвинилсилоксановый каучук 100

Токопроводящий технический углерод 45-70

Оксид металла 3 — 7

2,4,6-Триметилбензол-1,3динитрилоксид 2 — 4

В основу разработанной токопроводящей резиновой смеси положен выявленный эффект образования в полимерной матрице, при введении нового вулканизу|ощего 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, 5

Установлено, что предлагаемое содержание компонентов выбрано из условий, обеспечивающих высокую прочность токо-, проводящей 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 прочность резины и повышается ее удельное обьемное электрическое сопротивление (пример 13).

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

Оптимальным является состав резиновой смеси, содержащий на 100 мас.ч, силоксанового каучука 50мас.ч. токопроводящего техуглерода П-2673, 5,0 мас,ч, оксида цинка и 3,0 мас.ч. 2,4,6-триметилбензол-1,3-динитрилоксида (пример 2), il р и м е р. На лабораторных вальцах производят смешение 1 кг диметилвинилсилоксанового каучука СКТВ-1щ с 50 r оксида цинка и 500 г токопроводящего техуглерода

П-267 Э. Смесь тщательно перемешивают в течение 30 мин, Затем в резиновую смесь вводят на упомянутых вал ьцах 30 r 2,4,6-триметилбенэол-1,3-динитрилоксида, Полученная резиновая смесь характеризуется следующим соотношением компонентов, мас,ч.:

Силоксановый каучук 100

Токопроводящий техуглерод 50

Оксид цинка 5

2,4,6-Триметил бен зол-1,3Динитрилоксид 3

Резиновую смесь формуют в прессформе с помощью пресса гидравлического вулканизационного при 150 С в течение 20 мин, Испытания полученных стандартных образцов проводят после их выдержки при комнатной температуре 15 — 35 С в течение

24 и

Прочность при растяжении токопроводящей резины составляет 8,4 МПа, усадка

1,27;, удельное объемное электрическое сопротивление 2,6 Ом см (табл. 2, пример 2), В табл. 2 также представлены основные свойства резины в зависимости от природы компонентов и их содержания в композиции.

Преимущество предлагаемой токопроводящей 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 1,52 1 раза (состав 2), и ее линейная усадка

1746405 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 вулканиэующий агент, о тл ича ю щая с я тем,что, сцельюповышения надежности изделий на ее основе путем повышения прочности при растяжении и снижения усадки при сохранении удельного объемного электрического сопротивления, она содержит в качестве вулканизующего

5 агента 2,4,6-триметилбензол-1,3-динитрилоксид, и компоненты, взяты в следующем соотношении, мас.ч:

Метилвинилсилоксановый каучук 100

Токопроводящий технический

10 углерод 45-70

Оксид металла 3-7

2,4,6-Триметилбензол-1,3динитрилоксид 2 — 4

Таблица 1

Таблица2

Усадка, Соста в

Свойства резины

Состав резиновой смеси, мас.ч

Пример

Удельное объемное электрическое сопративлением,ом см г,4,6-триметилбензол-1,3 динитрилоксид

Прочность, И Па

Оксид металла

Технический углерод

Силоксановый каучук

Предлагаемый

Известный

5 То же

4,0 5,5

16 100 -"- 5o -"Составитель С. Попов

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Редактор Н.Химчук

Заказ 2397 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

z

4

6

7 8

ЕО

11

12

13

14

100 CKTB-Ец

100 то we

100 -!100 -"100 -"100 -"ЕОО -"10О -" ЕОО -"10О ÑÊò0-Ек

ЕОО СКтВ-Ец

1ОО СКтВ-Ек

100 СКТВ-Ец

100 То же

100 -!1-

45 П 267-3

50 То же

7о -"45 -"50 -"50 -"70 П 366-3

48 То же

50 -"70 П 267-3

50 То же

45 -"40 -"-.

75 -."50 -"3 ZnO

5 То же

7 -!37 -!35 -"5 -"3 -".7 -"5 TiOg

3 То же

7 Fezoз

5Тоже

2 ZnO

8 То же

70 тсог

3 3,9

3 2,6

4 2 7

3 4 0 г . 3,7

4, 3,8

4 2,6

3 3,8

3 3,о

4 2,6

3 З,г

3 3,8

1,5 14,7

4,5 2,5

4 (дикумил- 48 пероксид)

4 3,8

7,1

8,4

56

6,3

5,0

6,4

5,7

8,0

7,г

5,5

6,4

7,о

1,4

3,0

2,6

Е,г

Е,z

1,8

Е,г

1,2

1,8

1,8

Е,г

l,2

1,8

1,3

1,2

1,2

1,8

3,5