Электропроводящая композиция

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1681080

{61) Дополнительное к авт. сеид-ву

{22) Заявлено 20р876 {21) 2397543/23-05 с присоединением заявки М

{23) Приоритет (51)М. Кл.

С 08 L 67/00

С 09 D 5/24

С.08 К 3/04

ГосударственныЯ комнтет

СССР по делам нзобретенн A и открытнЯ (53) УДК 667,637.42

:621.315.5 (088.8) Опубликовано 250879 Бюллетень М? 31

Дата опубликования описания 250879 (7.2) Авторы

A,È. Берлянд., С.3. Бондаренко и Э.Е. Эйдлер изобретения

Государственное проектное конструкторскотехнологическое бюро машиностроения м- . (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЦАЯ КОМПОЗИЦИЯ

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

Известны различные полимерные электропроводящие композиции на основе термореактивных и термопластичных материалов, содержащие проводящий наполнитель (порошковые металлы, сажи, графитиэированные волокна) (1) .

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

Она характеризуется технологичностью изготовления и переработки, равномерностью свойств (равномерно-. стью нагрева на поверхности нагревателя).

Но композиция имеет узкое назначение — нагреватели на ее основе могут работать при напряжении до 26 В, температуре 60-70 С и невысокой мощности, в связи с невозможностью получения высоконаполненного полнэфира при сохранении оптимальных механических свойств.

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

Насыщенная полиэфир-. ная смола 100

Диизоцианат ТГ 100

Графит 20-200.

В качестве растворителя композиции необходимо добавлять ацетон.

Композиция предназначена для изготовления нагревателей, работающих при температуре до 120 С, напряжении 12-?20 В и удельной мощности

15 1300 Вт/м.

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

При содержании графита менее

120 вес.ч. (удельном сопротивлении композиции менее 200 Ом) композиция .неоднородна по составу, нагреватели отличаются значительной неравномерностью нагрева поверхности (градиент температур составляет 0,280,32 С на 1 С нагрева для нагревателя размером 200х200 мм). Практически при удельном сопротивлении более

30 200 OM электронагреватели, изготов681980

Таблица1

Состав композиции, вес.ч поли- 2,4 эфир луи (24к) дии циа тноие лин афит

1/99

110

0 05

0,05

0,07

0,07

100

99/11

12/108

108/12

l9/17 1

110

100

120

100

120

95

100

1,09

1911

10 : ленные на основе данной композиции, не пригодны в эксплуатации при темо пературе обогрева выше 80 С. 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 х высокой упругостью паров ацетона при переработке композиции.

Цель изобретения — расширение диапазона электропроводности, повышение равномерности свойств и стабильности характеристик.

Это достигается тем, что композиция, включающая насыщенную полиэфирную смолу, дииэоцианат, 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 смола 100

2,4-Толуилендиизоиианат 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 реко2 мендуется использовать растворители с температурой кипения 80-130 С.

Приготовление композиции ведут следующим образом.

В работающую мешалку заливают раствор полиэфирной смолы, засыпают салицилальимин меди и термостатируют смесь при 40-45 С в. течение 30 мин, затем вводят 2,4-толуилендииэоцианат и перемешивают до достижения вязкости смеси 240-280 с по ВЭ-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 смеси10 тельном барабане и последующего прокаливания при 380-420 С в течение

4 ч. Размер частиц электропроводящего наполнителя не должен превышать

200 мкм. Изготовленная электропро)5 водящая композиция имеет жизнеспособность 1,5-2 ч.

Переработку композиции проводят при 120-130 С и давлении 0,28 кгс/см 2

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

Контроль качества композиции осу25 ществляют следующим образом:

1. Равномерность свойств определяют путем разрезки ткани с нанесенной композицией на полосы равных размеров и определения средне-арифметической величины отклонений электросопротивлений полос от номинального значения Ь R,В (методика ГПКТБМ);

2. Стабильность свойств определяют путем контроля относительного изменения электросопротивлений ком35 позиции, нанесенной на ткань, при ее термообработке при 120 С в течение

8 ч, .b,Rt,Ъ (методика ГПКТБ).

Кроме того, для каждой композиции определяют:

40 величину удельного электросопротивления Я (Ом) по ГОСТ 6433.1-4-71; прочность отслаивания композиции (адгеэива) от подложки, эрг/см (методика ГПКТБМ).

45 В табл.1 и 2 приведены соответственно состав и свойства предлагаемой композиции.

681080

П одолжение табл. 1 композиции, вес.ч.

190 171/19

200 20/180

200 180/20

0,09

105

100 102

100 105

100 105

107

0,1

0,1

107

Таблицa 2

Свойства композиции

04

290 10

230 ° 10

16 1,8 10

12 1 10

18

7 1,4 10

7 5.10

6 0 5

5 3 10

2 0,6

3 1 ° 10

320 10

130 10

10

140 104

80 10

105 10

П р и м е ч а н и е. Композиция хоро.шо наносится на подложку, плохо растекается; пленкообразование на подложке затруднено.

9 8-10 2

95-105

0,07-0,09

120-190

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 4 Ом.

Предлагаемая полимерная электропроводящая композиция обладает равномерными свойствами даже при высоких удельных сопротивлениях, стабильными характеристиками и может быть получена в широком диапазоне удельных злектросопротивлений. Режим переработки предлагаемой композиции (6-8 ч при 130 C при избыточном давлении 0,3 кгс/см или без давления) выгодно отличает ее от известной (3) .

Формула иЗобретения

1. Элсктропроводяшая композиция, BI< Ill<" > аl щ.". 1 lil !i!!è IIII lil по н эфир кую

45 смолу, диизоцианат, растворители и электропроводящий наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона электропроводности, повышения равномерности свойств и стабильности характеристик, она содержит в качестве диизоцианата 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 смола 100

2,4-Толуилендиизоцианат

Растворители

Салицилальимин меди

Графитизированный каолин

2. Композиция по п.1, о т л ич ающа я с я тем, что в качестве растворителей она содержит растворители с температурой кипения

80-130 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гуль B. Е. Электропроводя ф!е полимерные материалы. — Н., Химия, 1968, с. 11-16.

2. Патент США 9 3287684, кл. 338211, 1966.

3. Авторское свидетельство СССР

5 М 180270, кл. Н 05 B 3/34, опублик.

1966 (прототип).

Составитель Г. Сошина

Текред Э.Чужнк Корректор А, Власенкс

Редактор Л, Заказ 5021/25 Тираж 585 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035< Москва Ж 35< Раушская наб z д 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4