DE19629420A1 - Zusammensetzung auf Polymerbasis mit Metallfaser und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Zusammensetzung auf Polymer­ basis zur Herstellung von metallhaltigen, elektrisch leitenden Formkörpern, insbesondere Elektroden.

Die Zusammensetzung besteht aus einer Faser aus Metall oder einer Legierung und einem Polymer. Weitere Gegenstände der Er­ findung sind ein Verfahren zur Herstellung dieser Zusammenset­ zung, die Verwendung der Zusammensetzung als Elektrode, Form­ teile aus dieser Zusammensetzung und ein Verfahren zur Her­ stellung dieser Formteile.

Nach dem Stand der Technik können thermoplastische Formmassen auf verschiedene Art und Weise hergestellt werden. Ein übli­ ches Verfahren für die Herstellung von hochgefüllten thermo­ plastischen Formmassen basiert auf der Verwendung von Metall­ pulvern, die über Bindemittel an Polymere gebunden werden.

Die EP 0437 851 A2 beschreibt ein Verfahren, in dem Metallpul­ ver oder Metallegierungen auf Basis von Eisen, Messing, Nic­ kelsilber, Stahl und Aluminium mit einem mit Lösungsmittel versehenen Haftvermittler mittels eines Polymers vermischt werden. Als Polymere werden Polyetherketone, Polyphenylensul­ fide und Polycyanoarylether eingesetzt. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß das hinzugefügte Lösungsmittel im Vakuum entfernt werden muß. Diese hochgefüllten Formmassen können als Magnete oder zur magnetischen Abschirmung Verwendung finden.

Die EP 0480 317 A1 berichtet ebenfalls über kunststoffgebunde­ ne metallische Agglomerate, die durch Lösungsmittel vorbehan­ delt als duroplastische Formmassen hergestellt werden. Als Po­ lymere werden gemäß den Beispielen PA 66, Bisphenol-A- glycidether, PPS und ein Polykondensationsprodukt aus Bisphe­ nol-A und 4,4-Dichlordiphenylsulfon eingesetzt. Den Formmassen werden durch Anlegen eines Vakuums die Lösungsmittel entzogen. Die so hergestellte Formmasse findet in der Uhrenindustrie An­ wendung.

In der DE 16 15 786 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitenden Metallschichten auf elektrisch nicht lei­ tenden Oberflächen beschrieben. Zur Aufbringung der elektrisch leitenden Metallschicht wird ein Lack aus organischen Lösungs­ mitteln, Pigmenten und Eisenpulver verwendet. Als Polymer wird Polyvinylchlorid mit Polyäthylenimin eingesetzt.

Die EP 0 290 816 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Produkten hoher spezifischer Dichten aus Gläsern, die mehr als 80 Gew.-% an Bleioxid enthalten. Basispolymer ist Polyamid 6 oder Polybutylenterephthalat.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Zu­ sammensetzung aus einem Polymer und/oder einem Polymerblend und einer metallhaltigen Verbindung zur Verfügung zu stellen, die zur Herstellung von metallischen, elektrisch leitenden Formkörpern führt, die insbesondere als Elektroden eingesetzt werden können.

Ferner soll bei der Verarbeitung der erfindungsgemäßen Zusam­ mensetzung ohne Anwendung von Lösungsmitteln gearbeitet wer­ den. Die aus dem erfindungsgemäßen Material hergestellten Elektroden sollen besser wiederaufarbeitbar sein und deren Steifigkeit beim Strecken soll erhöht sein.

Dadurch soll die Herstellung und Aufarbeitung von metalli­ schen, elektrisch leitenden Verbindungen erheblich wirtschaft­ licher möglich sein, als dies nach den Verfahren des Standes der Technik mit den dort beschriebenen Zusammensetzungen zur Zeit durchführbar ist.

Das technische Problem der Erfindung wird gelöst durch eine Zusammensetzung enthaltend 2 bis 95 Gew.-% einer Faser aus Me­ tall oder einer Metallegierung, wobei die Faser einen Durch­ messer von 8-10 µm, eine Länge von 2,5-10 mm und ein Ver­ hältnis von Länge:Durchmesser von 100-2000 besitzt, und 5 bis 80 Gew.-% eines Polymers der Formel I,

HO-[-CO-R₁-CO-X-Y-Z-]-H_n (I),

worin R₁ gleich Phenyl, Naphtyl, Cyclohexyl, Cyclohexenyl oder ein C₁- bis C₄ Alkyl-substituiertes Derivat davon ist und, wenn R₁ gleich Phenyl ist, die Carboxy-Gruppen in ortho-, meta- oder para-Stellung zueinander stehen,
X, Z gleich O oder NR₂ sind, wobei R₂ gleich H oder C₁ bis C₄ Alkyl ist,
Y = (CH₂)_m oder Phenyl, Cyclohexyl oder Cyclopentyl ist und m 0 = 1-12 ist,
n eine ganze Zahl ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Zusammenset­ zung aus 45 bis 95, vorzugsweise 84 bis 92 Gewichtsprozent ei­ ner Faser aus Metall oder einer Legierung und 5 bis 55, vor­ zugsweise 8 bis 16, Gewichtsprozent Polymer.

Als Polymere der Formel 1 sind bevorzugt Polymere ausgewählt aus der Gruppe Poly-(C₁-C₄)alkylenterephthalat, Polynaphtyl­ säureamid, Polyisophthalsäureamid, Polyterephthalsäureamid, Polyterephthalsäurehexamethylendiamid oder Gemische derselben enthalten. Besonders bevorzugt sind Polyethylenterephthalat und/oder Polybutylenterephthalat.

Diese Polymere können in jeder beliebigen Weise mit weiteren Polymeren gemischt werden. Hierfür werden Polymere aus der Gruppe Polyester, Polyesteramide, Polyphenylenether, Phenylen­ ether, Polyphenylensulfide, aromatische Polyetheramide, Polya­ mide und Polylactame verwendet. Besonders bevorzugt sind Poly­ mere ausgewählt aus der Gruppe Polydiaminobutandiadipidamid, Polyhexamethylensebacidamid, Polyhexamethylendodecanamid, Po­ lyaminoundecanamid, Polylaurinlactam, Polyarylamid oder Gemi­ sche derselben.

Weiterhin können die in der DE-A 38 28 690 auf S. 4 und 5 als Komponente C beschriebenen Modifier als Zusatzstoffe einge­ setzt werden. Dabei handelt es sich um Pfropfpolymerisate, die man durch Pfropfpolymerisation von 5 bis 90 Gew.-Tl., vorzugs­ weise von 10 bis 70 Gew.-Tl., insbesondere 15 bis 50 Gew.-Tl. wenigstens eines Vinylmonomerengemisches aus Methylmethacrylat und einem Acrylsäureester eines primären oder sekundären ein­ wertigen aliphatischen C₂- bis C₁₀-Alkohols, wie n-Butylacry­ lat, auf 10 bis 95, vorzugsweise 30 bis 90, besonders bevor­ zugt 50 bis 85 Gew.-Tl. eines teilchenförmigen, vernetzten Dienkautschuks erhält.

Zusätzlich können als Pfropfmonomere noch 0,1 bis 10 Gew.-Tl. des Acryl- oder Methacrylsäureesters des tertiären Butanols und/oder 0,1 bis 30 Gew.-Tl. einer Mischung aus Styrol oder α-Methylstyrol und Acrylnitril, Methacrylnitril oder Malein­ säureanhydrid auf die Kautschukgrundlage aufgepfropft werden.

Besonders bevorzugte Pfropfmonomere sind Mischungen von Me­ thylmethacrylat und n-Butylacrylat im Mengenverhältnis von 85 : 15 bis 98 : 2 sowie Mischungen davon mit tert.-Butylacrylat und/oder Styrol und Acrylnitril (Verhältnis 72 : 28).

Bevorzugte Dienkautschuke sind vernetzte Homo- und/oder Copo­ lymerisate aus konjugierten C₄- bis C₆-Dienen. Bevorzugtes Dien ist Butadien-1,3. Die Diencopolymere können neben den Dienre­ sten bis zu 20 Gew.-%, bezogen auf das Diencopolymerisat, Reste anderer ethylenisch ungesättigter Monomeren, wie Styrol, Acrylnitril, Ester der Acryl- oder Methacrylsäure mit einwer­ tigen C₁- bis C₄-Alkoholen, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Methylmethacrylat und Ethylmethacrylat einpolymerisiert ent­ halten. Die Herstellung der Dien-Kautschuk-Pfropfgrundlage und der daraus hergestellten Pfropfpolymerisate wird z. B. in "Methoden der Organischen Chemie" (Houben-Weyl), Bd. 14/1, Ge­ org Thieme Verlag, Stuttgart 1961, S. 383 bis 406 und in "Ullmann′s Enzyklopädie der technischen Chemie", 4. Auflage, Bd. 19, Verlag Chemie, Weinheim 1981, S. 279 bis 284, be­ schrieben.

Als weitere Zusätze für die erfindungsgemäße Zusammensetzung können übliche Modifier des Standes der Technik verwendet wer­ den. Im einzelnen seien genannt:
Die in der DE-A 38 41 183 auf den Seiten 4 und 5 beschriebenen Pfropfpolymerisate B. Hierzu gehören beispielsweise Pfropfpo­ lymerisate aus Acrylatkautschuk mit einer Glasübergangstempe­ ratur unter -20°C als Pfropfgrundlage und polymerisierbare ethylenisch ungesättigte Monomere mit einer Glasübergangstem­ peratur über 25°C als Pfropfmonomere und mit Styrol und/oder Acrylnitril und/oder (Meth-)Acrylsäurealkylestern gepfropfte Polybutadiene, Butadien/Styrol-Copolymerisate und Acrylatkau­ tschuke.

Ebenso können Silikonkautschuke mit pfropfaktiven Stellen, die in der DE-A 37 04 657, DE-A 37 04 655, DE-A 36 31 540 und DE-A 36 31 539 beschrieben sind, verwendet werden. Ähnliche Modi­ fier auf Silikonkautschukbasis werden auch im Stand der Tech­ nik der Druckschriften DE-A 37 25 576, EP-A 0 235 690, DE-A 38 00 603 und EP-A 0 319 290 beschrieben.

In der EP-A 0 233 473 sind elastomere Komponenten wie Acryl­ säurederivate mit Epoxygruppen enthaltenden Monomeren als Pfropfauflage beschrieben. Die EP-A 0 319 581 beschreibt Modi­ fier aus Ethylencopolymer mit α,β-ungesättigten Carbonsäu­ realkylestern und Maleinsäureanhydrid. EP-A 0 256 461 be­ schreibt auf den Seiten 5 und 6 eine Reihe von Ethylen- Propylen-Kautschuken (EPM-Kautschuk) und Ethylen-Propylen- Dien-Kautschuken (EPDM-Kautschuken) sowie deren Kombinations­ möglichkeit mit anderen Modifiern. Die Kautschuke weisen ein Verhältnis von Ethylen- zu Propylen-Einheiten von 20 : 80, be­ vorzugt 65 : 35 auf. Ähnlich aufgebaute Polymere werden auch als Schlagzähmodifier in EP-A 0 320 651 und EP-A 0 320 647 be­ schrieben. Auch die EP-A 0 484 737 beschreibt endgruppen sta­ bilisierte Polyoxymethylenpolymerisate, EPM- und EPDM- Kautschuke, die mit Acrylsäurederivaten aus Styrolderivaten, Acrylsäurederivaten, Acrylnitril und Polyenen gepfropft sind. Dafür geeignete pfropfvernetzende Monomere sind in der US-A 4, 148, 846 beschrieben.

Die EP-A 0 313 862 berichtet über den Einsatz von Ethylen­ vinylalkohol zusammen mit gepfropftem, hydrogenierten Styrol- Ethylen-Butylenblockcopolymer, modifiziert mit einer ungesät­ tigten Dicarbonsäure oder einem ungesättigten Dicarbonsäurean­ dydrid. In der EP-A 0 389 055 ist der Einsatz von Epoxy- und Oxazolingruppen enthaltenden aromatischen Vinyl-Dien-Vinyl- Cyanid-Copolymeren oder aromatischen Polyestern als Copolymere beschrieben.

Als weitere Modifier sind auch Polyurethane einsetzbar, wie in den EP-A 0 115 846, EP-A 0 115 847, EP-A 0 116 456, EP-A 0 117 664 und EP-A 0 327 384 erwähnt wird. Kommerziell im Handel er­ hältlich sind derartige Produkte unter der Bezeichnung Desmo­ pan® (Hersteller: Bayer AG) und Elastolan® (Hersteller: Ela­ stogran Polyurethane GmbH).

Weiterhin können auch polyfluorierte Derivate des Ethylens, Propylens, Butylens und Vinylens eingesetzt werden. Derartige Produkte sind im Handel unter der Bezeichnung Elastosil® (Hersteller: Wacker Chemie) erhältlich. Auch Modifier mit Tetrafluorethylen (PTFE), Molybdänsulfid, Graphit und Silanen, erhältlich unter der Bezeichnung Lubrilon® (Hersteller: ComAl­ loy), können eingesetzt werden.

Die WO-A 93/08234 beschreibt den Einsatz von Ethyl-Copolymer- Ionomeren und Copolyesterurethanen, die ebenfalls als Modifier geeignet sind.

Ebenso können Polypropylene mit kristallinem Anteil, die in der US 4 376 851 beschrieben sind, eingesetzt werden. Random­ polypropylene, gezielt hergestellte ataktische, isotaktische und syndiotaktische Polypropylene, Homo PP und Copo PP sind nach dem Stand der Technik einsetzbar. Die Herstellung ist be­ schrieben in "Polypropylene 94, 3rd Global Conference, Maack Business Services, Zürich, Session II, October 4-5, 1994, Ka­ minsky et al.

Als weitere Modifier sind Polyethylene einsetzbar. Diese sind in Maack Business Services, Plastics Technology and Marketing, Zürich, "Multiclient Studies" No. 9, 10, 13/I, 13/II, 1995 be­ schrieben.

Die Modifier können in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einer Menge von 0 bis 70 Gew-%, insbesondere von 0 bis 40 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtpolymergehalt, enthalten sein.

Die Herstellung von Polybutylenterephthalat und Polyethylen­ terephthalat ist beschrieben im Kunststoffhandbuch, Band VIII, Polyester, von Dr. L. Goerden, Carl Hanser Verlag, München 1971. Polybutylenterephthalat wird hergestellt aus Dimethyl­ terephthalat und 1,4-Butandiol; Polyethylenterephthalat wird hergestellt aus Dimethylterephthalat und 1,2-Ethandiol. Die Herstellung von Polyterephthalsäureamid ist im Kunststoffhand­ buch VI, Polyamide, von Prof. Dr. Vieweg und Dr. A. Müller, Carl Hanser Verlag, München 1966, beschrieben. Polyterephthal­ säureamide werden hergestellt aus Terephthalsäure und α,β- Diaminen.

Als Polyterephthalsäurehexamethylendiamid wird bevorzugt ein solches verwendet, das mit anderen Polyamiden wie Polyamid 6 oder Polyamid 66 polymerisiert wird. Ebenso sind Copolyamide aus Dimethylterephthalsäure und Trimethylhexamethylendiamin oder Isophthalsäure und Hexamethylendiamin in Kombination mit den oben genannten Polyterephthalsäureamiden einsetzbar. Wei­ terhin mischbar mit diesen Polymeren der Formel 1 sind Poly­ diaminobutandiadipidamid, Polyhexamethylensebacidamid, Po­ lyhexamethylendodecanamid, Polyaminoundecanamid, Polylaurin­ lactam und Polyarylamid aus m-Xylylendiamin und Adipinsäure.

Als Faser werden bevorzugt Fasern mit einem Länge-Durchmesser- Verhältnis von 500-1500 verwendet. Die Fasern besitzen einen Durchmesser von 8-10 µm und eine Länge von 2,5-10 mm. Die Fasern bestehen bevorzugt aus Metallen oder Metallegierungen wie Cu, Ag, Au, Al, Ni, Co, Mo, W, Ti, Zn, Cr, Mn, Fe, Cd, Pb, Pt, Sn. Sie bestehen bevorzugt aus einer austenitischen Fe- Legierung, wobei wenigstens 75 Vol-% des Austenits in Mortensit umgewandelt ist. Besonders bevorzugt ist eine Fe/Cr/Ni-Legie­ rung mit 77-93 Vol-% Mortensit-Anteil. In einer weiteren be­ vorzugten Ausführungsform sind die Fasern mit einem polymer­ verträglichen Bindemittel ummantelt, um besser in die Polymere eingearbeitet werden zu können. Zusätzlich können im Gemisch mit diesen Metallfasern auch Metallpulver, Metallpigmente und Metallflakes eingesetzt werden. Dann ist das Verhältnis zwi­ schen Metallfasern und den weiteren metallhaltigen Materialien bevorzugt 2 : 1.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird hergestellt durch Mischen der Komponenten, nämlich des Metalls, der Metallegie­ rung und/oder eines Salzes dieser Verbindung und des Polymers der Formel I und gegebenenfalls weiterer Zusatzstoffe unter anschließendem Granulieren dieser Mischung. Die erfindungsge­ mäße Zusammensetzung ermöglicht es, in einem Verfahrensschritt ein beliebig geformtes, ein- oder mehrteiliges Formstück her­ zustellen, das bevorzugt als Elektrode für Batterien oder Ak­ kus oder als Korrosionsschutzelektrode verwendet werden kann.

Ein aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestelltes Formteil besitzt alle vorteilhaften Eigenschaften des verwen­ deten Kunststoffs, wie hohe Schlagzähigkeit, gute Korrosions­ beständigkeit, geringes Gewicht und längere Haltbarkeit. Hinzu kommen die bekannten Eigenschaften eines metallischen elektri­ schen Leiters. Somit lassen sich aus der erfindungsgemäßen Zu­ sammensetzung Leiter mit thermoplastischen Kunststoffeigen­ schaften herstellen, die den bisher üblichen metallischen Lei­ tern durch ihre einfache und kostengünstige Herstellungsweise weitaus überlegen sind und bevorzugt als Elektroden eingesetzt werden können.

Der Einsatz als Elektrode kann so gestaltet sein, daß das Po­ lymer jeweils ein elektronegatives Element oder ein elektropo­ sitives Element enthält. Beide so hergestellten Elektroden werden über einen Elektrolyt verbunden und ergeben ein galva­ nisches Element, das Strom erzeugt. Beispiele sind Ei­ sen/Nickel-, Nickel/Cadmium- oder Silber/Zink-Elemente. Ebenso sind Blei/Bleioxid- oder Eisen/Eisenoxid-Elemente bekannt. Auch Gaselektroden, z. B. Ni/Pt/H₂ mit Ni/Pt/O₂ sind als galva­ nische Elemente bekannt.

Die Elektroden können in einem Vielfachwerkzeug mit Hilfe der Mehrkomponentenspritzgießtechnik in einem einzigen Spritzvor­ gang hergestellt werden. Dabei wird zunächst ein Elektrodenge­ rüst aus reinem Polymer gespritzt und dieses dann in einem weiteren Schritt mit einem metallhaltigen Polymer ummantelt. Dieser Vorgang kann auch in einem Verfahrensschritt erfolgen. Fig. 1 beschreibt eine derartige Zweikanal- oder Mehrkanal- Spritzgießtechnik. Mit diesem Verfahren ist es möglich, nicht elektrisch leitende Materialien in einem Spritzgießvorgang mit elektrisch leitenden, kunststoffgebundene Materialien zu um­ spritzen oder umgekehrt. Dabei wird zunächst das elektrisch leitende Material A spritzgegossen und in einem anschließenden Schritt zusätzlich ein nicht elektrisch leitendes Material B spritzgegossen. Nach Ende des Spritzgusses des Materials A er­ folgt dann ein weiteres Spritzgießen mit Material B. So wird Material A mit Material B ummantelt. Auf diese Art und Weise kann beispielsweise in einem einzigen Verfahrensschritt eine Autobatterie bestehend aus einem Polymergerüst und dem erfin­ dungsgemäßen Polymer hergestellt werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist, daß die Zusammensetzung und die daraus hergestellten Formteile elektrisch leitfähig und wärmeleitfähig sind und da­ mit als Ersatzstoffe für metallische Leiter verwendet werden können. So können beispielsweise aus der erfindungsgemäßen Zu­ sammensetzung Formkörper hergestellt werden für autoelektri­ sche Teile wie Lichtmaschinen, Batteriepole, Lampenfassungen, Autoinnenlampen. Weiterhin können Teile hergestellt werden für alle stromleitenden Kontakte für Niedervoltlampen, für Spot­ lampen und Haushaltsgeräte.

Die erfindungsgemäßen Formkörper besitzen alle Vorteile eines Kunststoffteils und können gleichzeitig als Leiter eingesetzt werden. Hieraus ergeben sich Gewichtsvorteile, die Materialien sind nicht korrodierend, sie können flammwidrig oder inherent flammwidrig ausgerüstet werden. Durch das Verfahren des Mehr­ fachspritzgusses ist es möglich, leitende Kunststoffteile und nicht-leitende Teile umeinander spritzzugießen.

Die erfindungsgemäßen Formkörper sind weiterhin besser aufzu­ arbeiten. So bildet sich nach Pyrolyse eines derartigen Form­ teiles ein Fasergeflecht aus der hinzugefügten Metallfaser, das getrennt vom Kunststoff wiederaufgearbeitet werden kann.

Gegenüber dem Einsatz von üblichen Metallpulvern in Kunststof­ fen ergibt sich der Vorteil, daß eine bessere Leitfähigkeit erreicht wird, da die Fasern in Kunststoff beim Extrudieren ein Fasergeflecht bilden und so eine, über die gesamte Fläche des Formkörpers gleichmäßige Leitfähigkeit zeigen. Im Gegen­ satz dazu kommt es bei der Verwendung von Metallpulvern häufig zu einer nicht gleichmäßigen Verteilung des Metallpulvers im Polymer. Dies bewirkt eine ungleichmäßige Leitfähigkeit des Formkörpers und kann im Extremfall dazu führen, daß bestimmte Bereiche des Formkörpers nicht leitfähig sind. Dies kann nur kompensiert werden durch einen extrem hohen Anteil an Metall­ pulver. Dies erhöht zum einen die Kosten der Herstellung eines solchen Formteils und führt weiterhin dazu, daß die Materia­ leigenschaften des Kunststoffes verschlechtert werden. Dieses Problem tritt bei dem Einsatz von Metallfasern nicht auf, da Metallfasern in geringen Konzentrationen eingesetzt werden können und trotzdem eine gleichmäßige Leitfähigkeit über den gesamten Formkörper erreicht wird.

Somit ist ein weiterer Gegenstand des Patentes ein Formteil, bestehend aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Formteils.

Ein Formteil aus der Zusammensetzung wird hergestellt durch Mischen und Granulieren der metallhaltigen Verbindung und des Polymers und anschließendem Spritzgießen des spritzfähigen Granulats in einer Spritzgußmaschine bei Temperaturen von 180 bis 350°C. Als Plastifiziergeräte können ein- oder zweiwellige Schneckenextruder, ein Kneter (Hersteller Buss), "Farrel Con­ tinuous Mixer" oder andere, Brabender-Mühlen, wie "Banbury- Mühlen" oder andere oder Henschel-Mixer, Kugelmühlen und Band­ vermenger ("ribbon blender") verwendet werden.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß die so gespritzten Formteile dimensionsbeständig sind, so daß ein anschließender Sinterprozeß entfallen kann. Derartige metallische elektrisch leitende Teile können im Dauerbetrieb bei bis zu 180°C einge­ setzt werden. Ferner entfällt bei der Herstellung und Verar­ beitung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung der Einsatz von Lösungsmitteln.

In der Elektrotechnik bestehen für die erfindungsgemäß herge­ stellten, kunststoffgebundenen, metallhaltigen, elektrisch leitfähigen Formkörper vielfältige Einsatzmöglichkeiten. So können Korrosionselektroden aus elektronegativen Elementen wie Magnesium oder Aluminium als Korrosionsschutz für Stahlkessel im Heizungsbau eingesetzt werden. Ebenso können auf diese Wei­ se Bimetallelektroden nach der Zweikanal- oder Mehrkomponen­ tenspritzgießtechnik hergestellt werden.

Die in entsprechender Form hergestellten Formkörper können je nach Bedarf an Metallgehalt eingestellt werden. Die erfin­ dungsgemäße Zusammensetzung kann durch Zusatz von Glasfaser, Mineral- und/oder Kohlefaser und Leitrußen zusätzlich ver­ stärkt werden.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung läßt sich mit Hilfe der üblichen Verfahren des Standes der Technik in jede beliebige gewünschte Form spritzformen und kann dadurch in den meisten Fällen alle in Form gepreßten Teile ersetzen.

Die folgenden Beispiele sollen die vorstehende Erfindung näher erläutern, jedoch nicht beschränken.

Beispiele Beispiel 1

Eine Mischung von 6 Gewichtsprozent Polybutylenterephthalat mit einem Schmelzflußindex (250°C/2,16 kg) von 46,5 g pro 10 Minuten, 2 Gewichtsprozent Methylbutadienstyrolkautschuk und 4 Gewichtsprozent Polypropylen Copolymer mit einem Schmelzfluß­ index (230/2,16) von 25 g pro 10 Minuten werden mit 88 Ge­ wichtsprozent Eisenfaser auf einem Zweiwellenextruder von Wer­ ner und Pfleiderer bei 280 U/min. und 20 kg/h Durchsatz ge­ mischt und stranggranuliert.

Dieses spritzfähige Granulat wird in der Spritzgußmaschine zu einem Formteil spritzgegossen, das als Elektrode in einem gal­ vanischen Element eingesetzt werden kann.

Beispiel 2

12 Gewichtsprozent Polyterephthalsäurehexamethylendiamid mit einem Schmelzpunkt von 236°C werden mit 88 Gewichtsprozent ei­ ner faserförmigen Messinglegierung, bestehend aus 70 Gew.-% Cu und 30 Gew.-% Zn in einem ZSK 30 (Zweiwellenextruder von Werner und Pfleiderer) bei 300 U/min und 18 kg/h gemischt und strang­ granuliert. Dieses spritzfähige Granulat wird in der Spritz­ gußmaschine zu einem Formteil spritzgegossen.

Beispiel 3

Eine Mischung von 10 Gewichtsprozent Polybutylenterephthalat mit einem Schmelzflußindex von (250°C/2,16 kg) 47,2 g pro 10 Minuten, 10 Gewichtsprozent Polycarbonat als Zusatzstoff, Schmelzflußindex (300°C/1,2 kg) 10 g pro 10 Minuten und 6 Ge­ wichtsprozent Modifier Paraloid® EXL 3600 werden mit 74 Ge­ wichtsprozent einer faserförmigen Magnesium-Aluminium- Legierung, bestehend aus 50 Gew.-% Mg und 50 Gew.-% in einem ZSK 30 (Zweiwellenextruder von Werner und Pfleiderer) bei 300 U/min und 20 kg/h Durchsatz gemischt und stranggranuliert. Dieses spritzfähige Granulat wird in der Spritzgußmaschine zu einem Formteil spritzgegossen, das als Korrosionsschutzelek­ trode im Heizungsbau eingesetzt werden kann.

Beispiel 4

Im Beispiel 4 werden die Komponenten wie im Beispiel 3 einge­ setzt, jedoch auf einem Kneter (Hersteller: Buss) gemischt, stranggranuliert und spritzgegossen.

Beispiel 5

Eine Mischung aus 90 Gewichtsprozent Kupferfaser und 8 Ge­ wichtsprozent Paraphenylensulfid und 2 Gewichtsprozent Poly­ butylenterephthalat wird auf eine Kneter (Hersteller: Buss) oder Zweiwellenextruder gemischt und stranggranuliert. Dieses spritzfähige Granulat wird in der Spritzgußmaschine bei einer Temperatur von 320 bis 340°C zu einem Formteil spritzgegossen, das als Elektrode in einem galvanischen Element eingesetzt werden kann.

Beispiel 6

8 Gewichtsprozent Polyphenylenether, 5 Gewichtsprozent Poly­ styrol und 2 Gewichtsprozent Polybutylenterephthalat werden mit 65 Gewichtsprozent Zinnfaser mit einer mittleren Teilchen­ größe von 8 bis 10 µm und 20 Gewichtsprozent Kohlenstoffaser mit einem Durchmesser von 7 µm und einer Länge von 4,6 mm auf einem Zweiwellenextruder von Werner und Pfleiderer bei 280 U/min und 20 kg/h Durchsatz gemischt und stranggranuliert. Dieses spritzfähige Granulat wird in der Spritzgußmaschine zu einem Formteil spritzgegossen.

Beispiel 7

Es werden die Komponenten wie in Beispiel 5 eingesetzt, jedoch auf einem Einwellenextruder (Hersteller: Bamag Typ 11.4) stranggranuliert und spritzgegossen. Man erhält ein Formteil, das als Elektrode in einem galvanischen Element eingesetzt werden kann.

Beispiel 8

Eine Mischung aus 90 Gewichtsprozent Bleifaser, 8 Gewichtspro­ zent Paraphenylensulfid und 2 Gewichtsprozent Polybutylen­ terephthalat wird auf einem Kneter (Hersteller: Buss) oder Zweiwellenextruder gemischt und stranggranuliert. Dieses spritzfähige Granulat wird in der Spritzgußmaschine bei einer Temperatur von 320 bis 340°C zu einem Formteil spritzgegossen.

Claims (16)

1. Zusammensetzung enthaltend 2 bis 95 Gew.-% einer Faser aus Metall oder einer Metallegierung, wobei die Faser einen Durchmesser von 8-10 µm, eine Länge von 2,5-10 mm und ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 100-2000 be­ sitzt, und 5 bis 80 Gew.-% eines Polymers der Formel I, HO-[-CO-R₁-CO-X-Y-Z-]_n-H (I),worin R₁ gleich Phenyl, Naphtyl, Cyclohexyl, Cyclohexenyl oder ein C₁- bis C₄ Alkyl-substituiertes Derivat davon ist und, wenn R₁ gleich Phenyl ist, die Carboxy-Gruppen in or­ tho-, meta- oder para-Stellung zueinander stehen,
X, Z gleich O oder NR₂ sind, wobei R₂ gleich H oder C₁- bis C₄ Alkyl ist,
Y = (CH₂)_m oder Phenyl, Cyclohexyl oder Cyclopentyl ist
und m = 1-12 ist,
n eine ganze Zahl ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Polymer, ausgewählt aus der Gruppe Poly-(C₁- C₄)alkylenterephthalat, Polynaphtylsäureamid, Polyi­ sophthalsäureamid, Polyterephthalsäureamid, Poly­ terephthalsäurehexamethylendiamid oder Gemische derselben enthält.

3. Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie Polyethylenterephthalat und/oder Poly­ butylenterephthalat enthält.

4. Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fasern aus einer austenitischen Fe- Legierung bestehen, wobei wenigstens 75 Vol-% des Austenits in Mortensit umgewandelt sind.

5. Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Polymer der Formel I weitere Polymere aus der Gruppe Polyester, Polyesteramide, Polyphenyle­ nether, Polyphenylensulfide, aromatische Polyetheramide, Polyamide, Polylactame zugesetzt werden.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Polymere ausgewählt aus der Gruppe Polydiaminobutan­ diadipidamid, Polyhexamethylensebacidamid, Polyhexamethy­ lendodecanamid, Polyaminoundecanamid, Polylaurinlactam, Polyarylamid oder Gemische derselben zugesetzt werden.

7. Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zusammensetzung 45 bis 95 Gew.-% einer Fa­ ser aus Metall oder einer Legierung und 5 bis 55 Gew.-% Po­ lymer enthält.

8. Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fasern mit einem polymerverträglichen Bindemittel ummantelt sind.

9. Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie 0 bis 70 Gew-% Modifier bezogen auf den Gesamtpolymergehalt enthält.

10. Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Verstärkungsstoffe ausgewählt aus der Gruppe Glasfaser, Mineralfaser, Kohlefaser, Leitruße zugesetzt werden.

11. Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung gemäß An­ sprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompo­ nenten gemischt und granuliert werden.

12. Formteil bestehend aus der Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 bis 10.

13. Formteil nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß es eine Elektrode ist.

14. Verfahren zur Herstellung eines Formteils gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten gemischt und granuliert werden und das spritzfähige Granulat in ei­ ner Spritzgußmaschine bei einer Temperatur von 180 bis 350°C zu einem Formteil spritzgegossen wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten vor dem Spritzgießen auf einem Kneter oder einer ähnlichen Plastifiziermaschine gemischt werden.

16. Verwendung der Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 10 als Elektroden von Akku- und Batterieelektroden und als Korrosionsschutzelektrode.