Электропроводящая композиция

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«35574О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 22.11.79 (21) 2841637/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15,08,81, Бюллетень ¹ 30

Дата опубликования описания 15. 08. 81 (53)М. Кл.з

Ф

Н 01 В 1/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621 315 .56(088.8) (72) Автор изобретения

Н.П. Анциферова

Г

I (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к полимерным композициям, которые могут использоваться в электротехнике, электронике и других отраслях промышленности для получения электропроводящих изделий или покрытий и, в частности, в кабельной технике для выравнивания электрического поля в эпоксидных муфтах.

Известны электропроводящие композиции, содержащие эпоксидную смолу, отвердитель и проводящий наполнитель — графит (1) .

Однако такие композиции имеют малую механическую прочность, нестабильные электрические свойства, перерабатываются только прессованием и не могут быть использованы для нанесения тонких покрытий.

Иэвестны также композиции, содержащие диановую эпоксиднс ю смолу, отвердитель горячего отверждения,растворитель - ацетон и проводящий наполнитель - ацетиленовую сажу ).2) или алифатическую эпоксидную смолу, отвердитель холодного отвержденияполиэтиленполиамин (ПЭПА) и ацетиленовую сажу (31.

Недостатком таких композиций является возрастание удельного объемного электрического сопротивления при повышенных температурах (4) и T5) и плохая совместимость сажи с эпоксидной смолой, обусловленная обра5 зованием крупных агрегатов сажи.

Это является препятствием для возникновения проводящих цепочечных структур и приводит к нестабильности и анизотропности электрической проводимости композиций (.61.

Цель изобретения- снижение удельно-го объемного электрического сопротивления электропроводящей композиции

15 при повышенных температурах.

Цель достигается тем, что композиция содержит эпоксидную смолу, ПЭПА,. ацетиленовую сажу и дополнительно

Щ графит и растворитель — смесь этилцеллозольва и хлорбензола, а в качестве .эпоксидной смолы — диановую эпоксидную смолу с содержанием эпоксигрупп 8-11 при следующем соот25 ношении компонентов, мас.ч.:

Диановая эпоксидная смола с содержанием эпоксигрупп 8-11 100

Полиэтиленполиамин 10-13

3Р Ацетиленовая сажа 15-45

855740

10-52

100-175

100-175 рецептуры приведены в

Таблица 1 где R - сопротивление участка образца между токосъемными электродами, ом;

S — сечение образца, см

 — расстояние между электродами, см.

За величину дельного объемного

15 сопротивления каждой рецептуры принимают среднее арифметическое из пяти измерений. Измерения проводят при комнатной температуре. результаты измерений приведены в щ табл.2.

Таблица 2

100 100 100 100

10 13 10 13

15 22 35 45

35 52 15 30

100

ЭД-8

ПЭПА

Сажа

Графит

Этилцеллозольв 100

140 175 150 175

140 175 150 175 Хлорбензол 100

Установлено, что при содержании

ПЭПА менее 10 мас.ч. композиция не отверждается из-за недостатка отвердителя, а при содержании отвердителя

,выше 13 мас.ч. избыток его является 3Q пластификатором, что также препятствует отверждению композиции. При введении ацетиленовой сажи менее

15 мас.ч., композиция не обладает необходимой проводимостью, а увели- 35 чение содержания сажи более .45 мас.ч. приводит к хрупкости покрытий. Уменьшение содержания графита менее

10 мас.ч. приводит к тому же эффекту, что и уменьшение содержания сажи, а при введении в композицию более

52 мас.ч. графита резко снижается ее адгезия к латуни. При содержании растворителя более предлагаемого покрытие получается неравномерным из-за возможного стекания его, в 45 то время как уменьшение содержания растворителя ниже предлагаемого повышает вязкость композиции и затрудняет ее переработку.

Образцы композиции готовят следую- ЯЯ щим образом., Эпоксидную диановую смолу с содержанием эпоксигрупп 8-11 (например, марки ЭД-8) растворяют в смеси хлорбензола и этилцеллозольва. К SS полученному раствору добавляют при переьйшивании предвурит цтьно подготовленные наполнители, а затем отвердитель ПЭПА. После перемешивания из полученной композиции отливают д иски толщиной 0 7-0,1 мм и диамет° Ф и ром 8-1 см для последующих испытани

Удельное объемное сопротивление образцов определяют после их отверждения при комнатной температуре в течение 24 ч по следующей методике: на 65

8 10

4 10

6 ° 10

4 ° 10.

Графит

Этилцеллозольв

Хлорбензол

Наиболее характерные предлагаемой композиции табл.1. концах образца, вырезанного в виде полоски, укрепляют токовые электроды, которые подключают к омметру Е6-10, определяют величину сопротивления участка образца и рассчитывают удельное объемное сопротивление Р по формуле Р $ ч-, Токопроводящие экраны а муфтах находятся между металлическими (латунными, алюминиевыми) электродами и эпоксидной изоляцией. Поэтому к элек" тропроводящему материалу предъявляются специфические требования: композиция должна иметь высокую адгезию как к металлическим электродам, так и к изоляционному эпоксидному компаунду, иэ которого отлиты детали муфт.

Адгезию оценивают по пятибалльной системе 7) при комнатной температ уре до и после трехкратного циклиО ческого нагрева: 200 С в течение часа — комнатная температура по следующей методике: на поверхности нанесенного проводящего покрытия нарезают на глубину покрытия сетку со стороной квадрата 5 мм (общее количество квадратов — 100). При отслаивании более 75 квадратов из

100 величина адгезии — 2 балла, при отслаивании 50-60 квадратов — 3 бал ла, 20-30 квадратов — 4 балла, а при отслаивании менее 20 квадратов

5 баллов.

855740 электрического сопротивления при повышенных температурах, она дополнительно,содержит графит и растворитель — смесь этилцеллозольва и хлорбензола, а в качестве эпоксидной смолы — диановую эпоксидную смолу с содержанием эпоксигрупп 8-11 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Диановая эпоксидная смола с содержа- 100 иием эпоксигрупп

8-11

Полиэтиленполиамин 10-13

Ацетиленовая сажа 15-45.

Графит 10-52

Этилцеллозольв 100-175

Хлорбензол 100-175

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Маргупов М.A. Особенности получения электропроводящих полимерных материалов. Автореф.дис. Ташкент, 1974, с. 23.

2. Гуль В.Е. Исследование структуры токопроводящих ком на основе отвержденных смол. - "Высокомолекулярные соединения", 1962, т.4, Р 15, с. 649.

3. Гуль В .Е. и др. Влияние пространственной структуры электропроводящих полимерных материалов на их электропроводность. - "Пластмассы", Р 5 1965, с. 49.

4. Гуль В.Е. и др. Исследование температурной зависимости и вольтамперные характеристики полимеров пространственных структур. - "Пластмассы", Р 9, 1965, с.. 38.

5. Гуль В.Е. Электропроводящие. полимерные материалы. M °, "Знание", 1969, с. 23.

6. Там же, с. 20.

7. Якубович С.В. Испытания лакокрасочных материалов и покрытий.

И., "Госхимиздат", 1952.

И Ю И ЮО AU 1М 7М МУ 1

Как следует ыз табл.2, предлагаемая композиция обладает высокой адгезией к латуни и алюминию, низким значением удельного объемного электрического сопротивления (10

8 .10 ом см). Адгеэия к изоляционному эпоксидному отвержденному компаунду для всех рецептур составляет

5 баллов. Термическое циклическое воздействие практически не изменило адгезионных свойств покрытия.

Для определения влияния повышения наружной температуры на удельное объемное сопротивление предлагаемой композиции образцы помещают в термос;ат, выдЕрживают в течение 10 мин при определенной температуре, после чего, не вынимая из термостата, производт определение удельного объемного сопротивления по описанной методике.

На чертеже приведена зависимость удельного объемного сопротивления предлагаемой композиции (рецептуры

2,3,5) Из чертежа следует, что P„ предлагаемой композиции при температурах 20 -80о практически не изменяется, а в области температур

80 -190 C его значение уменьшается на 20-70% по сравнению с исходным.

Таким образом, предлагаемая композиция полностью удовлетворяет требования, предъявляемые к материалам для получения тонких электропроводящих покрытий, удовлетворительно работающих в широком диапазоне температур.

Формула изобретения

Электропроводящая композиция,содержащая эпоксидную смолу, полиэтиленполиамин и ацетиленовую сажу, отличающаяся тем, что, с целью снижения удельного объемного

ВНИИПИ Заказ 6924/73

Тираж 784 Подписное

Филиал ППП ",Патент", г. Ужгород. ул. ПРоектная, 4