CN87102990A - 导电塑料材料及其生产方法 - Google Patents

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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08K11/00—Use of ingredients of unknown constitution, e.g. undefined reaction products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
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    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers

Abstract

导电塑料材料包括一含有三维交联键的塑料，一液态晶体结构(中间相)的导电固体。该导电塑料材料是通过将一液态晶结构(中间相)与在熔融状态下的塑料混合而生产的。该熔融混合物经受机械应力与热处理并使之晶格化。

Description

本发明涉及导电塑料材料及其生产方法。
通过利用填加材料或化学附加物制造导电性塑料是公知的。
D.M.比格与E.J.布雷德伯里（有机涂料与塑料化学，43，746-752（1980））检验一种烟炱的掺和物和导电纤维在塑料材料中的效应。然而，在这个意义上，所需的掺和物的含量约达30%。这样大含量的掺和物使塑料的机械性能遭受损害。
G.韦格钠（G.Wegener）发表的文章（实用化学93，352-371（1981））提供一个关于化学附加物嵌入塑料分子（掺杂）中的探讨。这些导电塑料的缺点在于其导电性在很短的时间内降低（上述韦格钠文章第369页）。
本发明是基于生产一种导电塑料材料和创立可以避免上述缺点的生产方法的任务而提出的。
在本发明的意义上，该任务是通过包含三维交联键的塑料，具液态结晶结构（中间相）的导电固体而解决的。
当生产导电塑料材料时，将各成分即中间相和塑料两者熔融在一起或分别熔融，并使之密切地混合起来。使熔融的混合物受到机械应力并使之晶格化。按照权利要求3，该可熔融性混合物可以热处理。中间相可从矿物油提炼过程中的残渣或者塑料残渣（石油与煤，第38/11卷，第503至509页（1985））例如焦油沥青的高缩聚芳香族，用已知的方法通过热处理而生产出来。
所有处理范围在250℃以上的热塑性塑料，特别是聚酰胺、聚酯和高熔点的聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯，以及聚苯乙烯，均可作为塑料而使用。
在中间相和塑料的处理范围极为一致的情况下，两种成分的均匀混合物可成功地在一连续工作的混合-捏合机例如在双螺杆机中进行。首先在双螺杆机中将塑料熔融。为获得尽可能均匀的混合物，在双螺杆机的不同地方投放固体形式的中间相。中间相的熔融及同塑料的混合发生在双螺杆机中有足够长度的混合段中。在两种成分均匀混合后，在双螺杆机的前部例如通过足够的捏合及剪切元件的安排而把中间相转变成一具有高导电性的固体。可能产生的气体可经真空抽气系统排除出去。
在中间相和塑料的处理范围不相同的情况下，两种成分分别进行熔融，而后在熔融状态下将之投入双螺杆机并混合在一起。如果发生塑料的粘滞性降低的情况，可通过改变塑料的起始粘滞性进行补偿。经均匀混合后，通过向混合物供应能量例如通过剪切应力和/或导入热量而将中间相转变成具有高导电性的固体。
导电塑料材料可通过例如经过制成颗粒材料而晶格化，该颗粒材料可用塑料加工工业中已知的加工方法制成成形的物体或部件。
制成导电的成形部件可用于那些须避免带电现象的场合，例如外壳、某些电气用具、计算机部件或地毡的纤维材料。
下文将借助附图及实例对本发明进行详细描述。
所示附图中
图1所示为用于生产中间相是以固体形式加到塑料中的设备的简图，和
图2所示为其中两种成分是分开熔融的设备的简图。
从图1中可知，该设备是由两个可加热的双螺杆机（1，2）及一制粒器（3）。在双螺杆机（1）中塑料是用喂料器（4）投放的，并在双螺杆机中塑化。利用管道（5）将熔融的塑料成分投放到双螺杆机（2）中。利用喂料装置（6，7，8）将固体形式的中间相喂入双螺杆机（2）的混合段（9）中。通过熔融塑料和混合机的温度，中间相被熔融并与熔融塑料均匀地混合在一起。在剪切段（10）中，通过捏合和剪切和/或增高温度等液态晶体被转变成高导电性的固体。双螺杆机（2）配备以用以排气目的的真空连接机构（15）。制粒器（3）被安装在双螺杆机（2）的卸料器（11）边，该制粒器将塑料材料制成可供技术性再加工的导电颗粒塑料材料。
当塑料和中间相有不同的处理范围时，则用按图2的设备来生产该导电塑料材料。利用喂料装置（14）将中间相熔融成液态物质并投放到双螺杆机（21）中。塑料成分是利用喂料装置（12）加入到双螺杆机（22）的熔融段（13）。中间相是通过管道（5）投放到双螺杆机（22）的混合段（9）中，于此处，两成分被均匀地混合起来。剪切段（10）实现中间相转变成导电的固体。该双螺杆机（22）备配以供排气目的的真空连接机构（15）。通过卸料器（11）将导电塑料材料导入制料器（3）。
实例1
按克雷默-萨诺沥青测熔软化点为160至170℃的矿物油残渣，在350℃的温度进行调和约4小时。生成的产品包括约50%中间相。用甲苯处理而将残渣沥青去除。用这种方法生产的中间相其处理范围为300至350℃。按图1的设备中，将处理范围为320至350℃的聚酯熔融并喂入双螺杆机（1）中。在双螺杆机（2）中从不同的喂料点（6、7、8）将按重量计为4%的固体中间相投放进去，在混合段（9）塑化，并紧密地与聚酯混合并均化之。在剪切段中，中间相被转变成高导电性的固体，经过将导电塑料材料在制料器（3）中加工成颗粒料后，可在注射模具中挤压成成形制品。该成形制品的电阻率达到约为106欧姆-厘米。
实例2
按克雷默-萨诺沥青测熔软化点为150℃经过滤的无固体焦油沥青，用甲苯提取，回流约2小时。溶于甲苯的成分被分离。提取物的残渣的处理范围为380至400℃。在按图2的设备中将中间相（相对于导电颗粒材料的7%）熔融于第一双螺杆机中后，投放到第二双螺杆机中，并与在双螺杆机（22）的熔融段（13）中已在320至350℃塑化的聚酰胺6.6紧密地混合起来，并均化之。在双螺杆机（22）的剪切段（10）中，通过捏合和剪切应力将中间相转变成高导电性的固体。将导电塑料加工成颗粒材料，并在注射模具中挤压成成形制品。成形制品的电阻率达到约108欧姆-厘米。

Claims (3)

1、导电塑料材料，其特征在于，该材料包含有三维交联键的塑料，从矿物油提炼过程中的残渣或塑料残渣例如焦油沥青的高缩聚芳香族生产的具液态晶体结构(中间相)的导电固体。
2、按权利要求1所述的导电塑料材料的生产方法，其特征在于，将液态晶体结构（中间相）与熔融状态的塑料混合，及使熔融混合物受到机械应力并使之晶格化。
3、按权利要求2所述的方法，其特征在于，使熔融混合物经受热处理。
CN87102990A 1986-04-23 1987-04-21 导电塑料材料及其生产方法 Expired CN1006665B (zh)

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