DE1644994C3 - Herstellung elektrisch leitender Überzüge auf der Oberfläche von Kunststoffen - Google Patents

Herstellung elektrisch leitender Überzüge auf der Oberfläche von Kunststoffen

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DE1644994C3
DE1644994C3 DE19681644994 DE1644994A DE1644994C3 DE 1644994 C3 DE1644994 C3 DE 1644994C3 DE 19681644994 DE19681644994 DE 19681644994 DE 1644994 A DE1644994 A DE 1644994A DE 1644994 C3 DE1644994 C3 DE 1644994C3
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DE19681644994
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Georg Prof. Dr.-Ing.; Wöhrle Dieter Dipl.-Chem.; 1000 Berlin Manecke
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BASF SE
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BASF SE
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Description

/ \
S CN
in der Me ein zweiwertiges Übergangsmetall der I. bis VIII. Nebengruppe des periodischen Systems darstellt, und K ein oder mehrere Gegenkationen bedeutet, für die Herstellung elektrisch leitender Überzüge auf Kunststoffoberflächen.
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Bis-(1,2-dicyanäthylen-l,2-dithiolo)-metall-Salzen zur Herstellung von elektrisch leitenden Überzügen auf Kunststoffoberflächen.
Auf der Oberfläche von Kunststoffkörpern werden häufig elektrisch leitende Überzüge bzw. Muster aufgebracht, beispielsweise um auf Grund von Reibung sich bildende elektrostatische Ladungen abzuführen. Bei der Herstellung gedruckter Schaltungen auf einem Grundkörper aus einem Kunststoff bringt man z. B. durch Aufpinseln, Aufspritzen oder Aufdrucken ein dem gewünschten Schaltbild entsprechendes, elektrisch leitendes Flächenmuster auf.
Zur Herstellung solcher elektrisch leitender Überzüge bzw. Flächenmuster verwendet man meist elektrische Leitlacke, die aus der Lösung eines Bindemittels in einem Lösungsmittel und darin suspendierten Mctallpulvern bestehen. Bei der Herstellung solcher Leitlacke muß man sehr auf das Mengenverhältnis der einzelnen Bestandteile zueinander sowie auf ihre Qualität achten, wenn man eine gute Haftung der Lacke auf der Unterlage bei gleichzeitiger guter Leitfähigkeit erzielen will.
Es ist bekannt (H. A. P ο h 1 in Electrical Conduction Properties of Polymers, Nr. 17, S. 13 bis 40, aus Journal of Polymer Science, Part C, Polymer Symposia), daß zahlreiche organische Polymere, z. B. Polybenzimidazole, Polyphenylene, Polynaphthaline usw., Halbleiter darstellen. Die Ausnutzung dieser Eigenschaften der genannten Polymere ist jedoch bisher noch nicht in größerem Maßstab erfolgt, da sie auf Grund ihrer Schwer- oder Unlöslichkeit nicht in einfacher Weise in die gewünschte Applikationsform gebracht werden können.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Verbindungen zu finden, die neben einer guten elektrischen Leitfähigkeit gleichzeitig die Eigenschaft besitzen, auf Kunststoffoberflächen gut zu haften und die in einfacher Weise in die gewünschte Applikationsform gebracht werden können.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe durch Verwendung von Bis-(1,2-dicyanäthylen-l,2-dithiolo)-
NC S
Il c
NC S
CNl2
Me
Il
S CN
in der Me ein zweiwertiges Übergangsmetall der I. bis VIII. Nebengruppe des periodischen Systems darstellt und K ein oder mehrere Gegenkationen bedeutet, bei
der Herstellung elektrisch leitender Überzüge auf Kunststoffoberflächen gelöst werden kann.
Die Herstellung der genannten Metallsalze, die im Rahmen der vorliegenden Anmeldung nicht beansprucht wird, ist bekannt und beispielsweise von G.
B ä h r und G. S c h 1 e i t ζ e r in den Chem. Ber, 90,438 (1957) oder in der US-Patentschrift 32 55 195 beschrieben.
Als Gegenkationen kommen Metallionen oder Ammonium-, Sulfonium-, Arsonium-, Phosphonium-, Stibonium-, Selenonium- oder Telluronium-Ionen in Betracht, in denen die Wasserstoffatome ganz oder teilweise durch Alkyl- oder Arylreste mit bis zu 20 C-Atomen ersetzt sein können. Bevorzugte Gegenkationen sind Metallionen, die auch solvatisiert bzw. hydratisiert sein können.
Besonders geeignet sind als Gegenionen die solvatisierten bzw. hydratisierten Ionen
2H+
Cu2+
Cu2+
Ni2+
Co2+
2 H:P,2Ag+
· 2H2O, Cu2+ ■ H2O,
■ Pyridin-CHsOH,
2 Dimethylformamid, Ni2 f
· 2H2O,Co2+ · H2O.
H2O,
Als erfindungsgemäß zu verwendende Salze kommen vorzugsweise solche mit Kupfer, Zink, Zirkon, Vanadium, Chrom, Molybdän, Wolfram, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Palladium und Platin als zweiwertiges Zentralatom in Betracht.
Diese Verbindungen besitzen, wie bisher noch nicht bekannt, neben guten elektrisch leitenden Eigenschaften auch die Eigenschaft, sich in aprotonischen Lösungsmitteln, z. B. Pyridin und seinen Derivaten, Formamid, Hexamethylphosphorsäuretriamid und Tetramethylharnstoff sowie insbesondere auch in Dimethylformamid, N-Metylpyrrolidon und Dimethylsulfoxid zu lösen. Damit lassen sie sich gegenüber den bisher bekannten organischen polymeren Halbleitern in einfacher Weise auf die mit einem elektrisch leitenden Überzug zu versehenden Kunststoffoberflächen, z. B. durch Aufstreichen oder Aufsprühen, aufbringen. Überraschenderweise bilden sie dort nach Entfernung des Lösungsmittels, z. B. durch Verdampfung, einen zusammenhängenden Film aus, der auf der Kunststoffoberfläche gut haftet. Besonders gut haften sie auf Kunststoffen wie Vinylharzen, z. B. Polyvinylchlorid, Polyacrylnitril, Polyvinylchlorid und ihrer Copolymeren, ferner auf Polyestern, Polyamiden, Polycarbonaten sowie Polymerer auf Basis von Styrol. Sie haben den weiteren Vorteil, daß sie gegenüber Hitzeeinwirkung stabil sind. Ihr Zersetzungsbereich liegt, in Abhängigkeit vom Gegenkation, bei etwa 200 bis 3000C. Ihr Widerstand ist von der Temperatur weitgehend unabhängig.
In der folgenden Tab?Ue sind die Leitfähigkeitswerte, τ [Ω -' cm - 1I gemessen bei 300° KL, (Meßmethode nach G. Manecke, D. Wöhrle, Makromolekulare Chemie, 102, [1967], S. 8), verschiedener Bis-(l,2-dicyanäthylen-l^-dithioIo)-metall-Salze aufgeführt In dieser Tabelle bedeutet A das Anion, zwecks Vereinfachung lediglich durch das Zentralatom Me veranschaulicht, und K das Gegenkation.
A[Me] K τ
[Cu]2- H2+-2HaO 1,8 · ΙΟ-5
Cup- Cu2+ -2HiO 7,8 · 10-6
Cu]2- Ni2+ · 2DMF 1,6 - ΙΟ"4
Cu]2- Ni2+ · H2O 1,1 · 10-"
Ni] 2- Cu2+H2O 5,0 · ΙΟ-2
Ni] 2- Cu2+-Py-CHaOH 5,6 · ΙΟ"2
Cu]2- Co2+ H2O 3,7 · 10-6
Co]2- Cu2+-2H2O 1,2- ΙΟ"5
Co]2- Cu2 + -Py - CH3OH 2,9 · ΙΟ"6
Co]2- Co2+ · H2O 8,3 · ΙΟ"6
zugegeben. Der dunkelbraune Niederschlag wird nach 12 Stunden filtriert, gut mit Wasser gewaschen, bei 60" C getrocknet und wieder gut mit Wasser ausgewaschen. Er wird dann im Vakuum bei 80° C über P2O5 getrocknet Die Substanz wird anschließend in Pyridin gelöst, filtriert und mit Methanol wieder ausgefällt Das Salz wird in nahezu quantitativer Ausbeute, bezogen auf das eingesetzte Dinatriumdimercaptomaleinsäureainitril, erhalten.
2 Teile dieses Salzes werden in 20 Teilen Dimethylformamid gelöst und auf eine Polyäthylenterephthalatfolie aufgestrichen. Nach dem Trocknen verbleibt ein auf der Oberfläche fest haftender Film des Nitrils in einer Dicke von 1 bis 2 μ. Sein Oberflächenwiderstand, gemessen mit einem Ohmmeter, beträgt bei 25 bzw. 80° C jeweils 2 · 105 Ohm.
Beispiel 2
Zur Herstellung von Kupfer-bis-(l,2-dicyanäthylenl,2-dithiolo)-cuprat-II
DMF = Dimethylformamid. Py = Pyridin.
Bei den in den Beispielen angegebenen Teüen handelt es sich, wenn nicht anderes vermerkt, um Gewichtsteile. Gewichtsteile verhalten sich zu Volumenteilen wie g:ml.
Beispiel 1
Zur Herstellung von Kupfer-bis-(l,2-dicyanäthylen-1,2-dithiolo)-nickelat
"NC
CNl
Il c
Ni
Il c
NC
CN
2-
Cu2+-
pyridin-
CH3OH
wird eine Lösung von 1,86 Teilen Dinatriumdimercaptomaleinsäuredinitril in 50 Teilen Wasser unter gutem Rühren tropfenweise mit einer Lösung von 1,188 Teilen NiCb · 6H2O in 20 Teilen Wasser versetzt Die klare, tiefrote Lösung wird filtriert und dann wird tropfenweise unter Rühren eine Lösung von 1,25 Teilen Kupfersulfat (CuSO4 ■ 5H2O) in 20 Teilen Wasser
2-
Cu2+-
2H2O
werden 1,86 Teile Dinatriumdimercaptomaleinsäuredinitril in einem Gemisch von 50 Volumenteilen Methanol und 100 Volumenteilen Wasser gelöst In diese Lösung fügt man unter gutem Rühren langsam eine Lösung von 2,5 Teilen Kupfersulfat (CuSO4 · 5H2O) in 30 Volumen teilen Wasser. Die dicke Lösung wird mit weiteren 100 Volumenteilen Wasser verdünnt. Zum besseren Ausfällen der Substanz wird noch 1 Teil CuSU4 · 5H2O hinzugegeben. Nach 12 Stunden wird der dunkle Niederschlag auf ein Faltenfilter gegeben, gut mit Wasser gewaschen, bei 6O0C getrocknet, erneut gut gewaschen und bei 8O0C im Vakuum über P2O5 getrocknet. Das Salz wird in einer Ausbeute von 91% der Theorie, bezogen auf das eingesetzte Dinatriumdimercaptomaleinsäuredinitril, erhalten."
2 Teile des Salzes werden in 20 Teilen N-Methylpyrrolidon gelöst und auf eine Polyamidfolie aufgestrichen. Nach dem Trocknen verbleibt ein auf der Oberfläche fest haftender Film des Nitrils in einer Dicke von 1 bis 2 μ. Sein Oberflächenwiderstand, gemessen mit einem
Ohmmeter, beträgt bei 25 bis 8O0C 106 Ohm.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verwendung von Bis-(l,2-dicyanäthylen-l,2-dithiolo)-metall-Salzen der allgemeinen Formel
    metall-Salzen der allgemeinen Formel
    NC S
    NC
    S CN
    / c
    Me '!
DE19681644994 1968-02-24 1968-02-24 Herstellung elektrisch leitender Überzüge auf der Oberfläche von Kunststoffen Expired DE1644994C3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE725552D BE725552A (de) 1968-02-24 1968-12-16

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DEB0096800 1968-02-24

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DE1644994C3 true DE1644994C3 (de) 1977-03-31

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