Способ получения антистатического материала

 

Г ! 1

8 о е - о io э н а н и:. еч н-., е:;., .эо.:.:. з ттоим 5

ОПИСАН

ИЗОБРЕТЕН

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ (61) Дополнительное к авт. сзид-ву (22) Заявлено 02.04.75 (21) 2125895 с присоединением заявки ¹ 2350898 (23) Пр,иоритет— (43) Опубликовано 30.10.78. Бюллет (45) Д аTа опубл икана н ия ozHCBIHIHÿ (51) М.Кл. С 08 J 3/10

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 678.675 (088.8) (72) Авторы изобретения М. П. Ковалев, М. Г. Голубева, В. М. Засимов, А. Н. Чепурин и Ю. В. Тихомиров (71) З,аявитель Московский институт инженеров гражданской авиации (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

АНТИСТАТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение опносится E спосо баи полученная антиста"пичесиих мате р иало в (1пле,нок, покрыт.ий), c,oicTioRIII,Hx из IIIoJI|HIìåðíioé матрицы с мелкодисперсным утлеродистым напалнителем и,и спольз уемых (KBIK позсрытьвя д иэлектричес к их деталей конструкции ко рпуса летательных ап п а ратав для отв ода элек простатичес ких запрядав.

В технике iIIIIHipoaw,известны полиме р ные матеряалы (плен ки,,волокна), обладающие способностью не яака)плнвать элекпростати ческие aiaiplaды, в оз|ннкающне прн трения о разлничвные 1паверсснюгпи IH среды, что достяпа ется:пювышен и ем электРО ПР ОВО!ДиаетИ III(XiIHIVICIPIOIB ПУтЕМ IBIBiF+4 IHIHSI в их состав а нти статичес ких .агенто в или эл екпр о п р аводятщих,н а олнител ей (1) .

Из IHBBecTHIIx cirrolcoбо в нолучения BIIITHстатических иатериалав наи более ioJIIHIBIKIHM к п редлагаеио1му я вляетс я сспособ получени я та копо материала смешением с сажей полииера,поляп и ромеллитимида (2). П рн

3IIoIvI саску в водят IB лакавый раствор форпосвимера (полиамидаиислоту) и композицию натревают до 300 — 320 С ic выдержосой нри этой тем пе ратуре в течение 1 ч 30 мин, в рез!ультате чего и о бразуется саскена полненный элекпрол роводящий полннирюмеллитймид.

Однако этот,споcoio нельзя использювать для (п ол уч е н и я ьнт и ста ти чески х м атер и ало)в, п редназ наченных для за щиты диэлектрических деталей конструкции каpinyсa летательных BIIIIIaipaTioIB, осабегено антенных

5 обтекателей, так ка к соотнашение икгредиoHTIoIB, lIIiplH котором до стигается IIIoiBQpxaocTное элекпросапротнвлен ие (Rii), обес печи вающее надежню е стекание элекпростати ческих за рядов (104 — 106 Ом) долж но остав10 лять, %: п олимер 50 — 7О; .сажа 50 — 30.

П р и TBIHolvr сюо т нюш ени1и ин пр едиентав а нтистати чеаиий материал теряет cirrocooHocTb бепп!ре|пятспвен но III(porróciêàòü радиоволны. К роме таго, нанрева ние до 300—

15 320 С и длительна|я термо выде ржз4а, IirlpH

KoTojpIoH |идет lrrlpioIIIBcc им:ид и,зации, при IIIOлуче|нии!пок рытий не допусти(мы, так как она п ревышает температуру деструкции нолимер ной основы диэлектрических депалей

20 (антенных обтеиателей) совреме н ных лета тел ьных а пп asap а гав.

Цель изоаретения — пол учение антистатических палимер ных материалов (IIIJIc-Hoiz или покрытий), ямеющих не только большую IrioiaiqpxHOC TIHIyro эл ентронрав одно сть, способную абеснечить надеж|ное стекан|ие электрастат1ических .запрядав с днэлектр ических депалей иорлуса лета тельных BIIIIIaipaTOIB (осо бен н о антенных о бтекателей),;но и большой коэффициент нропу569135 аканиЯ (Рад ио волн (К„р), пРЯчем,эти c(BDHспва,ста(бильны (в ин пер(вале темпЕратур минус 60 — (плюс 300 С и (в усл аииях (воздуш(н(а-дождевой iqp o(B,HIH.

Это,доспигается тем, что емеши(вают

20%-ный лако(вый lpajcT!aoip (полпиа(мидимида ф ор м ул ы,в ам(идн(ам (р(аспворн(теле е 10 — 16 (вес. % (сажи и н(ро(водят напрева ние до 250 5 С со скор(остью (повышения тем(пер ату(ры 2,5 С за

1 мин;без те(р(мо(выдер?ики !I(pH этой темнерату(ре с (по.следуюпцим охла(?кден(ием.

В результате jo((?(paayeTCH (радиан(р(озрачный IMатериал ((пленка илн IIIoIKlpbIIIHå) с

Rp 104 —:10 Ом,и;положительны(м темпераTiilpíûIM (коэф(фисциентом со(цро(тивлеиия, (pавньпм .в инте(р(вал е темнератур IMIHIH!yc 60— плюс 300 С,3,0 10 (гра(д — .

Больша(я (по(верхностна я элексира(п(раводвость (при (небольшой степени (на(поспнен(ия дост(игается бла(пода(ря (вIjo(plH BIHbIIM структур(ньпм IHBIMeHelHIHHIM в полиа(мидим(иде, (п(роисходя1ци(м IB ходе на(грева, Сущность этих из менений ав(одится .к (увелсичен(ию абла(стн делю(иал(изаци(и элeiKT(pjo(H(o(B а(роспом <-аверхсо(п(р я(жен(ия в молекулах полимера. Однако

cà(ìè эт|и из(менен(и я не (пр(идают aамепной

3JIeIKT(pjoI!1раводно(сти (пленKBIM ((паирытиям) вз чистого (неHBIIIIDJI!HeH>HIQIDo саакей) (полн(меjpa (ани остаются III!HMIejmpjHIKBIMIH), та(к как дл(и на аверхсап(ря?кеиных joloJIjac TeH, (о(б(разующих в .ходе (на(прева до i250 С, (недастатач(на для (п(р(ида(ни я,всему о бъему ноли(мера п(олупр(авoIIHHKo(HI Ix свойс пв. О(бластся дело(кализа(ц(ии элект(ро|но(в (разделены обш(ир.ньрми о(б(ла(стя(ми, где та(кой делокал(ива(ции нет (энерспетич еские ба(рьеры). При напал(пении лако(во(го (pacT(ao(pa (пол(иамидимида 10 — 16% сажи ПМ-30 (аб(ра(з(уетс(я reTejpо(гejHIHBÿ jcIHcjTKvIB, в IKî To!pой частицы эле(ктропро(водящей фазы (ра(зделены днэлектричес(кими, прослойка(м(и. П(ри IH!BIT(peiae та(кой системы до 2 50 С п1(р(аисходит рост дл(ины о(бластей л-(с(верхео(п(ряжен(ия (в диэлектр(ичесиих (п(рослойках !до величины, (со,чзмelp(Hiмой jc толщиной самкх (пр(ослоек.

Следо(ватсльно, диэлект(ричес(иие прослойки с (раз(вппюй.о(бла(стью дело|кал(изации электронав в (п(оли(мЕрных молекулах IKaiK бы замьпкают р азо(мин(утые ко(нтакты между част(иц,ам(и .са(жи, созда(ва я неп(рерывн(ую;п(р о с1(р анс пенную (эле(ктр о(про(вод(ящ(ую ст(р(укту(ру. При это(м саже(вые ч астицы мо жно (р(асаматр(ииать (ка(к с|воепо (р(од а «Ipeaeip1уа(ры» авабодных (носителей зарядов, которые (ко(мпенаируют (в с пр(у(кт(уре полимер а о бласти, соде IHeT дело(кал(ива(ции элеи1(ронов.

В (результате сущест(венного уменьшаетсявелнч и(на эн(е(р(пети(ческо(по (барьер а, (иапо(рый

:IeojoxopHIMo преодолеть оснавньпм:носителЯм за(РЯ(дав п Ри (их IH>BIII(PBIBJIeiHIHioIM дРейфе от одной частич(ии электроцрав(одяпцей фазы к д(ругай. У(меньшение энер(гети чесиого ба(р ье(ра (цр(иводит IK (увел(ичен(и(ю элекпр(аир о6 водности всей системы без изменения конценпраци(и электро провод(я щей фавы на(пол нителя. 0(б(разо(ва(в шагая рыхлая caj?Ke(aaiH ст(рукту(р а не (п р епятс пву ет (п(р охо(жден(ипо (р адиавол(н. К„р (матер(иалав, (получеиных такам апосо бо(м, (ра(вен, 97%

IMàITe(ðiHàë ((плен(ии ил(и IIIQIK(pbIIIIIIIH) с да(иным ко(м(плексом .авойст(в (Rp (104 10о Ом;

К„р 97% ) IHjejB QIBIMjoi?KHIo,получить др(упим способом. Та(к (в(ведение оа(жи (в количес"пве

15 (менее 10 (вес. % He (поз(вол(яет (п(олучать п(ри на(греве ко(м(позиции до 250 5 С Rp менее 1,0 10 Ом, хотя III(p(H этом К,р ра(вно 1 00% (ip а сстоя(ние ме?ид(у частицами са(жи, толщ(ина д(и(электр(иноческих н(рослаек больше:в,азма?иной дли(ны обла(сти ч-сверхсо(п(ряжения). Если сажи (введено более 16 вес. %, то это (п(риводит IK существенному уменьшению К,р ввиду унло"пнеиия саже вой IBJIe(KTjpojII(piolaoJ!(HIqeH структуры, по(глощапащей (рад но(вол(ны. У(меньшение температуры на пре(ва ко(м(проз(ици(и III pjejIJIjoj?KeH(Hono

oocTaIaа .п(р(иводит к нолучен(ию нленак н покрытий с более (высоиим Rp. При этом не (реализуетс(я апо(со(бность IIIIOJIHIMepa к вто(ричны(м с1(р(укту(р(ны(м из м енеии ям (и величи(на Областей дело(кализа(ции электро(нов вед(остаточна для DojI o, ч"по(бы с(ущес-пвенно по(вл(и я ть IH а.,вел ич ияу,эл e!KI!pjo со(п(р о"пи(вл SHIH ÿ всей системы. (Повышен(ие jcKiopojcTH на(прева ппр(иводит к (и(нтенси(вн(аму (вапенппванню IKIOIMп1ози(ци(и и деф екта(м (в нленках и ino!KjpIIтиях, (верхний п(редел Te(MIIIe(palp опра(н(ичен тер(мо(стабильностью днэлект(р(ическаго (мате(риа(ла p!e Ta JIeH (ко нст(рук(ц(ии летательно(го

4(1 а(п(па(рата.

П(р,и м е р 1. 50 г 20%-ного (рас-пвс ра (пали амидо(имида (в N-(метил п(ир р олидане

jcjMeIIIHIBBIoт Ic 1,0 г сажи ма(рки ПМ-30 (10 вес. %), затем композиц(ию (на(носят на ди45 электрическую (по(ве рхность,и на(превают до

120 С. В (результате (п(олуча(ют;ма те(риал с

Rp 4,1 10" Ом и Кпр 100%.

П(р,и(м ejp 2. 50 г 20%-Hово раас-пвора пол,иамидимида (в N-метил(пирров(идоне смешивают с 1,0 г сажи ма!р(ки ПМ-30 (10 вес. %), затем a

200 С. В (результате (получа ют MBTe(pHjajJI с

Rî8,,0 10 о Ом н К р,1.00%

55 Прим е р 3. 50 г 20%(н(о(г(о pia(cтворa IIIQл(и,ам(идимнца в N-(MjeI(HJI JIIH(pip(0 JIIHae!H!e ом еIIIHjBBIoT с 1,0 г са(жи IM,а(р(ии ПМ-30 (10 вес. %), затем ко(мпо(зиц(ию на(н(асят на диэлекпр ичес(кую .по(верхность и на(г(ревают вО до 250 С. IB (рез(ульпате (п(о.1(учапот (материал с Rp 3,2 10 Ом и Кпр 98%.

П(р,им е р 4. 50 г 20%-но(по (раствора полиа(мидими(да (в N-(метил(пи(р(ролидоне с(меш(ивают с:1,6 г ca?KIH м(арки ПМ-30 (16 вес. % ),,затем ком(паз(ици(ю на носят на

569135 диэлекпричес!еую по верхность >и на гревают до 1 20 С. В р ез!ультате получают материал

c Rp 1,6,10 Ом я К„р 100%. П р !и м е р 5. 50 г !20% -нюгю !р,аствюр а аолиамиди мида в У-и ет ил п ир!рюлядоне >смешивают с 1,6 г са!НрН |ма р>ки ПМ-30 (16!вес. %), затем иомпозицию (Ha!Hocÿò IHa диэлектрическ!ую по!в е!рхность и на!!!ревают до 200 С,,В резуль пате !получают материал с Rp

80 10а Ом и Кпр 99%

Кпр %> при температуре нагрева, ОС

R, Ом, при температуре нагрева, С

Концентрация наполнителя, вес. %

250

200

120

250

200

120

100

100

100

)10 4

)1О 4

)10!4

100

100

100

)10 4

) 1014

)1Pl4

100

100

100

2,0 10 >

4,1 ° 10п

I 0 ° 10

4,1 ° 104

3,0. 10з

2,0 10 2

80 10»

8,0 104

1,0 ° 104

1,0 103

1,0 10

3,2 . 106

1,0 104

72. 102

3,0 1(Р

100

100

96,7

16

100

86,2

30

69

40

15 л ич а ю щи и ся тем, что, Ic целью уменьшения !по ве р хностно!го эл екч!р осопр отя вления прои сохр анении его !р адию!проз!р ачно сти, смесь .20% !но>по раствора пол иамидимида фо риулы

IH амидно>м краст!верителе и 10 — 16 !вес. % сажи напревают до 250 С со око!ростью по вьипен ия тем пературы 2,5 С iH 1 мин с и оач едую зим юхл а жден ием.

Исто ч ник,и IHIHQорма ци:и, !п ринятые во внимание л!ри экапертизе:

1. Гуль В. Е. и др. Электроп|ро1водящие нолимер ные,матер>иалы, «Химия», М., 1963, 35 с. 157 — 150.

2. Патент Бельгии ¹ 630749, |кл, С 08g, опублик. 08.04.63.

Ф о рмул а изо бр етения

Составитель Л. Платонова

Техред И. Рыбкина Корректор И. Симкина

Редактор Л. Письман

Заказ 76!/1154 Изд. № 708 Тираж 613 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Из та блицы иидню, что только !м.атер!иалы, по!лучеыные оогла оно п редложенному способ!у, |сочетают высокую электр>о!п ро!водIH>oñòü и радиопроз!р а ч нюсть.

Иопользова ние п редложенно го антя>стаTKwBcIKolI o !материала >обеап>ечивает по с!равнению с известными а нтистапическя ми IMатериалаии след!ующее преимущества: возможность отвода статических,за!р|ядов с ди элект ричежих,деталей ко|р пуса летапельEbIx анпаратов (особенно с а нтенных о бтекателей),п ри сохранении их радиоароз!р,ачности, обес!печивашщей надежную ра!боту бортовой;пр!иемной радиоа п п@ратуры; надеж ную ра бо>ту (отвод электростатичеаких за ряд о в),и>зделий без измененная их электр ичесиих па ра метро в IH интер вале температур минус 60 — |плюс 300 С.

CHoIco!6,пол учения а нтистатичес!кого материала,с>мешеняем;полимера,с сажей, о тП!р я;м е,р 6. 50 г >20%-ного распвора по лиа миди!мида в N-мепил пя!рролидо не смеши!в,ают с 1,6 г сажи, марки ПМ-ЗО (16 вес. %), затем, ко мпозидию нанюсят на ди5 элект!р!ичеакую по!ве!рх!Новость и:нацревают до

250 С. В результате палуч,ают материал с

Rp 1,0 104 Ом и К р 96,7%.

IB таблвце,п!риве!даны ар а!внятельные да н ные электрических >и ради оово йсвв ма10 териало!в, получен|ных,по н!редлагаемому и и з вестно!му cIIIOG06aIM.