Электропроводящая полимерная композиция
Патент 883095
Авторы
Электропроводящая полимерная композиция
Иллюстрации
Реферат
Союз Советск ни
Соцнапнстнчесинк
Республик
<1»883095
)(61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 09.01.78 (21) 2565918/23-05 с присоединением заявки,% (23) Приоритет (53)М. Кл.
С 08 ii 23/04
С 08 К 3/04
Ркударстееииый квинтет
Опубликовано 23.11.81. Бюллетень М 43 (53) УДК 678.742..04 (088.8) по делан изабретеиий н втирытий
Дата опубликования описания 23.11.81
Ю. И. Васипенок, А. С. Деянова, В. Н. Ла
М. N. Медников, Г. В. Сажин, В. Н. Анике и В. Ф. Суровикин нова,,Я, .-Ц,. Яурузв, в, Ю. Н. Никитин
1 44 т; о.
Ц ggнгp(. р
Биь,нй l (72) Авторы йзобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
Изобретение относится к электропроводяшим полимерным композициям, в част. ности попиолефиновым композициям, применяемым для изготовления труб, листов, емкостей, пленки и т.п.
Известны эпектропроводяпше саженапоп5 ненные полиэтиленовые композиции, содержащие различные добавки, поверхностноактивные вещества fl), неорганические соли или окислы (21, органические кисло10 ты и многоатомные спирты )3).
Однако перечисленные вещества усложняют состав композиций и затрудняют автоматизацию процесса их получения.
Известны также эпектропроводяшие
15 композиции на основе попиолефина, например полиэтилена и ацетиленовой сажи (4).
Однако ацетиленовая сажа обеспечивает эпектропроводность полиэтиленовым композициям при концентрации 25 вес.% и выше. При содержании 15-20 вес.% ацетиленовой сажи удельное поверхностное электрическое сопротивление () и удельное объемное электрическое сопротивление ((g ) композишти соответственно составляет 10 -10 " см и 10-10" Ом см, т В Н что крайне недостаточно дпя зашиты полимеров от статического электричества, осо бенно при контакте с взрывчатыми веществами, огнеопасными жидкостями и т.п.
Введение же в пластмассы больших количеств электропроводяших напопнитепей (например, ацетиленовой сажи, порошков металлов) значительно ухудшает их физико-механические свойства, особенно эпас» тичность (материал становится хрупким).
Низкая электропроводность ацетиленовой сажи объясняется тем, что она имеет . низкие значения коэффициента шероховатости 1,0-1,2 и постоянное значение плотности агрегатов равное 0;12 г/см, поэтому невозможно регулирование этих показателей в процессе производства ацетиленовой сажи, Увеличение эпектропроводности сажи может быть достигнуто за счет увеличе-. ния удельной адсорбционной поверхности или коэффициента шероховатости. Однако
883 095 .4 в течение 20 мин. до образования гомо генной массы. Полученная композиция обладает Pg 3,4-10 см и J>y 3,9" 10 Ом см при температуре 20+3 С и имеет б 112 кгс/см, Ор 105 кгс/см и Я 170 .
Пример 2. 80 вес. полиэтилена низкой. плотности и 20 вес.% сажи с удельной плотностью агрегатов О, 19 г/см и коэффициентом шероховатости 1,5 смео
1о шивают на вальцах при 140 С в течение
20 мин до образования гомогенной массы.
Полученная композиция обладает ) 1,2 10 см и Ру 1,5 ° 10- Ом.см при температуре 20+ЗОС и имеет 6 118 кгс/см
0р 109 кгс/см и E 136 .
Пример 3. 75 вес. полиэтилена низкой плотности и 25 вес. сажи с удельной плотностью агрегатов 0,25 г/см и коэффициентом шероховатости 2,5 сме о шивают на вальцах при 140 С в течение
20 мин до образования гомогенной массы.
Полученная композиция обладает Р< 7,0 ° 110 см и Ру 1,7 10 " Ом см при температуре 20."З С и имеет 0-г 127 кгс/см, 2
Gy 127 кгс/см и Е 114 .
Пример ы 4-6. Композиции получают так же, как в примере 1, но варьируют соотношения компонентов. Сос —. тав и свойства композиций приведены в зо табл"це
Пример ы 7-8. Композиции получают, как в примере 1, но используют еще полиизобутилен и варьируют соотношения компонентов. Состав и свойства композиций приведены в таблице.
Пример 9. Композицию получают, как в примере 1, но используют сополимер этилена с винидацетатом. Состав
4 и свойства композиции приведены в табувеличение коэффициента шероховатости выше 2,5 поводит к резкому снижению выхода и увеличению стоимости сажи. Поэтому целесообразно, чтобы коэффициент шероховатости сажи находился в пределах
1,5-2,5, а дальнейшее увеличение элек- тропроводности сажи обеспечивалось,за счет уменьшения плотности агрегатов сажи.
Целью изобретения является повышение электропроводности и уменьшение стоимос ти, композиции на основе полиолефина.
Эта цель достигается тем, что в качестве сажи композиция содержит сажу с удельной плотностью агрегатов 0,14 ««
0,25 г/см и коэффициентом шероховатос ти 1,5-2,5, а в качестве полиолефина полиэтилен или сополимер этилена с винилацетатом, или смесь полиэтидена с полииэобутиленом при следующем соотношении компонентов, вес, :
Полиэтилен или сополимер этилена с винилацетатом, или смесь полиэтилена с полиизобутиденом 50-85
Сажа 1 5-50
Предлагаемая электропроводящая полимерная композиция обладает Я равным
1,8 10 -5,0 10 см и ), 1,7 101,0 10 Ом см при температуре 2О 3 С и имеет предел текучести при растяжении (()1-) 91-115 кгс/см, разрушающее на2
:пряжение при растяжении (6 р ) 91115 кгс/см, разрушающее напряжение т
2. при растяжении (0 р) 93-131 кгс/см и относительное удлинение при разрыве ® до 268О/о.
Предлагаемая композиция может содержать различные целевые добавки: термо стабилизаторы, антикоррозионные добавки, 4О смазки и др.
Электропроводящая композиция может быть получена путем смешения компонен-, тов при повышенной температуре, например, на вальцах, в смесителях тяжелого типа, в высокоскоростных смесителях с
45 последующей экструзией.
Пример 1. 85 вес. полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) и 15 вес.% сажи с удельной плотностью агрегатов
0,14 г/см и коэффициентом шероховатос- 5О ю ти 1,5 смешивают на вальцах при 140 С лице.
Пример ы 10-15 (контрольные).
Композиции получают, как в примере 1, но используют ацетиленовую сажу и ва .— рьируют соотношения компонентов. Состав и свойства композиций приведены в таблице.
Пример ы 16-17 (контрольные).
Композиции получают, как в примере 1, но используют ацетиленовую сажу и полиизобутилен, варьируя соотношения компонентов. Состав и свойства композиций приведены в таблице
88З095
Ю
1М
«Л 0
О î
1-1
СО
t о
1-
l0
СЧ
=v
Р 4я
I до о
Я й
w <. а сО.w ос4 с о
Ю
Ф о о
Ф
IQ о
Ф О
3
Ф а
Е;
1
1 . 1
Ц
I 1 а
Ф ж р:
1 (Ц
Л
® о к ж О о„.„, ! оф ф И я д о o < с Л ! о
4ФВ
Ф И о
6 „, o " ц
О4+ с Ц т((ч
ОО а
Ft 3.,о о 4 щ I
3Оо
lO.
СЧ, 1 в а и
Ф
Ро> оcо оФф
О с»
883 09S,о
Я
1- е
АЭ
О О О О О
О О О а О (О 03 < (Ч сЯ
О О Е
g) (Q Щ
И с Q ()Ц
N g о
1 у Ф
О î
° . (О (0 о
О
883095
Составитель Л. Ягодкина
Редактор Н. Егорова Техред Т.Маточка
Корректор О>. Билак
Заказ 10117/34 Тираж 533 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал.ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Предлагаемая электропроводяшая поли- мерная композиция обладает повышенной электропроводностью - в 7,0 10 -10 раз (при концентрации сажи 15-20вес.%) и в 3,5-15 раз (при концентрации сажи
2550 вес.%) по сравнению с известными композициями (контрольные примеры
10-17) и может найти применение для изготовления эластичных и высокопроводящих изделий: листов, труб, пленки, пред- 10 назначенных для использования в условиях, когда недопустимо накопление зарядов статического электричества для обеспечения безопасных условий работы при контакте с взрывоопасными средами. 15
Кроме того, уменьшается. стоимость предлагаемой композиции за счет уменьшения стоимости применяемой сажи с коэффициентом шероховатости 1,5-2,5 и плотностью агрегатов 0,14-0,25 г/см-, кото- що рая составляет 480 руб. за тонну по сравнению со стоимостью ацетиленовой сажи - 1290 py6 .за тонну.
Формула изобретения
Электропроводящая полимерная композиция на основе полиолефина и сажи, о тличаюшаяся тем,что,сцелью повышения электропроводности и удешевления композиции„композиция содержит сажу с плотностью агрегатов от 0,14 до
0,25 г/см и коэффициентом шероховатости от 1,5 до 2,5, а в качестве полиолефина полиэтилен, или сополимер этилена с винилацетатом, или смесь полиэтилена с полиизобутиленом при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Полиэтилен, или сополимер этилена с винилацетатом, или смесь полиэтилена с полиизобутиленом 50-85
Сажа 1550
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 248968, кл. С 08 Ь 23/06, 1969.
2. Авторское свидетельство СССР № 304263, кл. С 08 4 23/06, 1971.
3. Авторское свидетельство СССР № 316706, кл. С OS L 23/06, 1971.
4. Справочник по пластическим массам. М., "Химия», 1975, т. 1, с. 423 (прототип).