DE2022848B2 - Herstellung von elektrisch leitfähigen bzw. antistatischen Kunststoffen - Google Patents
Herstellung von elektrisch leitfähigen bzw. antistatischen KunststoffenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitfähigen beziehungsweise antistatischen
Kunststoffen.
Es ist bekannt, daß die Kunststoffe im allgemeinen elektrisch isolierend wirken und zur elektrostatischen
Aufladung neigen. Da diese Eigenschaft bei zahlreichen Anwendungen nachteilig ist, wurden bereits mehrere
Verfahren zur Verminderung der Neigung der Kunststoffe zur elektrostatischen Aufladung entwickelt, aber
keines dieser bekannten Verfahren führte zu völlig befriedigenden Ergebnissen.
So wurde nach der US-Patentschrift 29 93 022 beziehungsweise der britischen Patentschrift 8 88 161
die Struktur der den Kunststoff bildenden Moleküle durch Einbau von elektrische Leitfähigkeit verleihenden
Stoffen modifiziert Dadurch konnte aber nur eine sehr geringe Leitfähigkeit des Kunststoffes erreicht und
höchstens nur die Neigung des Kunststoffes zur elektrostatischen Aufladung etwas vermindert werden.
Weiterhin wurde (beispielsweise nach der brititschen
Patentschrift 1018 262 und der deutschen Auslegeschrift
10 28 024) versucht, die Oberfläche der aus Kunststoffen hergestellten Gegenstände durch chemische
oder elektrochemische Verfahren (beispielsweise durch die Bildung von galvanischen Überzügen)
elektrisch leitfähig oder antistatisch zu machen. Dadurch wurde aber nur der Oberfläche des Kunststoffes
die gewünschte Eigenschaft verliehen, und zwar durch das Aufbringen einer fremden Schicht, deren
Wärmeausdehnung, Festigkeit und andere physikalischchemische Eigenschaften von denen des Kunststoffgrundmateriales
abwichen, was bei vielen Anwendungen ebenfalls nachteilig ist
Es ist auch schon bekannt, die Kunststoffe mit verschiedenen elektrisch leitfähigen Stoffen zu kombinieren,
um dadurch den Kunststoff leitfähig beziehungsweise antistatisch zu machen (siehe beispielsweise R.
Krause, GFK im Lokomotivbau, ti, Internat. Tagung über glasfaserverstärkte Kunststoffe und Gießharze,
Berlin 1967). Als elektrisch leitfähige Zusatzstoffe wurden meistens Metalle, Kohle, Ruß oder Graphitpulver
verwendet (siehe beispielsweise Chem. Abstr. 56, 2977, die britische Patentschrift 8 86 662 und die
US-Patentschrift 32 81 624). Durch dieses Verfahren konnte die elektrische Leitfähigkeit der Kunststoffe
tatsächlich bis zu einem gewissen Grad erhöht werden; dazu aber, daß durch die Einverleibung der aus solchen
leitfähigen Teilchen bestehenden Fallstoffe eine erhebliche Anzahl von elektrisch leitenden Brücken im
Kunststoff erzeugt werde, müßten so große Mengen solcher Füllstoffe eingearbeitet werden, daß dadurch
einerseits die Polykondensation beziehungsweise Polymerisation
des Kunststoffes gehemmt beziehungsweise gestört und andererseits die Festigkeit und andere
physikalische und chemische Eigenschaften des Produktes nachteilig beeinflußt würden. Bei diesen Verfahren
wirken übrigens die einverleibten elektrisch leitfähigen
ίο Teilchen im Kunststoff nur als Füllstoffe, ihre physikalischen
und chemischen Eigenschaften werden also auch im Kunststoff beibehalten.
Es besteht daher auch weiterhin das Bedürfnis, solche elektrisch leitfähige beziehungsweise antistatische
is Kunststoffe herzustellen, weiche eine so hohe elektrische
Leitfähigkeit besitzen, daß sie in der elektrotechnischen Praxis als elektrische Leiter verwende· werden
können, beziehungsweise in solchem Maße antistatisch sind, daß sie auch an feuer- und explosionsgefährlichen
Stellen gefahrlos anwendbar sind. Ferner ist es erwünscht, daß diese elektrisch leitfähigen beziehungsweise
antistatischen Kunststoffe auch gute Festigkeitseigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und Beständigkeit
gegen chemische und atmosphärische Einflüsse
>ΐ zeigen und in einfacher und wirtschaftlicher Weise
herstellbar sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung eines die erwähnten vorteilhaften Eigenschaften aufweisenden
elektrisch leitfähigen und antistatischen Kunst-
jo stoffes, bei welchem die oben erwähnten Nachteile der
Produkte des Standes der Technik nicht vorliegen und welcher neben den erwünschten guten elektrischen
Leitfähigkeitseigenschaften den an die Festigkeit, Wärme-, Säure- und Korrosionsbeständigkeit gestellten
v, Forderungen in jeder Hinsicht gut entspricht
Es wurde nun festgestellt, daß solche vorteilhafte Produkte in der Weise hergestellt werden können, daß
Graphitpulver mit einer polymerisierbaren und mit chemisch aktiven Polyesterharzen copolymerisierbaren
·!» beziehungsweise weiter aushärtbaren ungesättigten
monomeren Verbindung (beispielsweise mit Styrol, Acrylnitril, Vinyltoluol oder Methylmethacrylat) angefeuchtet
beziehungsweise solvatisiert wird und das so erhaltene breiartige beziehungsweise pastenartige Ge-
4ί misch mit einem weiter poiymerisierbaren Polyesterharz
vermischt und, zweckmäßigerweise unter Zugabe von geeigneten Katalysatoren beziehungsweise Polymerisationsbeschleunigern,
copolymerisiert wird.
Gegenstand der Erfindung ist daher ek»Verfahren zur
Gegenstand der Erfindung ist daher ek»Verfahren zur
V) Herstellung von elektrisch leitfähigen beziehungsweise
antistatischen Kunststoffen unter Verwendung von Graphitpulver, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß
Graphitpulver mit einem mit ungesättigten Polyestern copolymerisierbaren Monomer angefeuchtet beziehungsweise
solvatisiert, das erhaltene breiartige Gemisch in ein ungesättigtes Polyesterharz eingemischt
und das Gemisch, gegebenenfalls in Gegenwart von Polymerisationsbeschleunigern und/oder Katalysatoren,
in üblicher Weise ausgehärtet wird.
Es werden auf diese Weise polymere Kunststoffe, deren elektrische Leitfähigkeit von dem innerhalb
weiter Grenzen (von etwa 5 bis 30 Gew.-%) variierbaren Graphitgehalt abhängt, erhalten; die Leitfähigkeit
des bei etwa 5 bis IOGew.-% Graphitgehalt noch nur
antistatistischen Produktes erhöht sich mit steigendem Graphitgehalt und die 20 bis 25Gew.-% Graphit
enthaltenden Produkte sind schon als gut leitfähig zu bezeichnen.
Dabei ist zu bemerken, daß die elektrischen Eigenschaften des Graphits in den erfindungsgemäß
hergestellten Produkten wesentliche Änderungen erfahren haben; während der Temperaturkoeffizient des
verwendeten Graphites im ursprünglichen Zustand negativ und in der Größenordnung von 10—· ist, zeigen
die erfindungsgemäß hergestellten graphithaltigen polymeren Produkte positive und außerordentlich hohe
Temperaturkoeffizienten in der Größenordnung von 10~2. Dieser Umstand ist ein Anzeichen dafür, daß der
Graphit in den erfindungsgemäß hergestellten Kunststoffen nicht als ein leitfähiger Füllstoff wirkt, sondern in
die Struktur des polymeren Produktes eingebaut wird, wodurch schon mit verhältnismäßig wenig Graphit
hohe Leitfähigkeiten erreicht werden können und die physikalischen und chemischen Eigenschaften durch den
zugesetzten Graphit nicht verschlechtert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in der Weise durchgeführt, daß feinkörniges Graphitpulver
mit etwa derselben Menge des copolymerisierbaren Monomers zu einem gleichmäßigen Brei vermischt und
dieser dann 12 bis 24 Stunden lang stehengelassen wird,
worauf dann der in dieser Weise solvatisierte Graphitbrei mit dem ungesättigten Polyesterharz vermischt
wird, und zwar in solchen Mengenverhältnissen, daß das
Gemisch je nach der gewünschten elektrischen Leitfähigkeit des Produktes etwa iO bis 25Gew.-°/o
Graphit enthält Dem Polyesterharz werden zweckmäßigerweise vor dem Zumischen des Graphites Polymerisationsbeschleuniger
und/oder Katalysatoren zugesetzt Als solche werden die zum Polymerisieren der
Polyesterharze üblichen derartigen MU .el, beispielsweise organische Peroxide, Kobaltnaphthenat, usw., verwendet
Dann wird das Gemisch in etlicher Weise auspolymerisiert; bei Verwendung von Polymerisationsbeschleunigen!
kann die Polymerisation bei Zimmertemperatur durchgeführt werden, anderenfalls ist es
zweckmäßig, das Polymerisationsgemisch zu erwärmen.
Beim Aufarbeiten des graphithaltigen Polymerisationsgemisches können auch weitere übliche Zusatzstoffe,
beispielsweise solche zum Erhöhen der Festigkeit der herzustellenden Kunststoffe, zugegeben werden. So
können Glasfasern oder andere Verstärkungsmaterialien in das Gemisch eingearbeitet werden.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden nicht als Beschränkung aufzufassenden Beispiele näher erläutert.
Es wurden 14 g feinkörniges Graphitpulver mit einem Kohlenstoffgehalt von 94% in einem Porzellanmörser
ϊ mit 14 g Styrol zu einem gleichmäßigen 3rei verrieben.
Der erhaltene Brei wurde mindestens 12 Stunden lang stehengelassen. Zu 86 g Polyesterharz von mittlerer
Viskosität und mittlerer Aktivität, beispielsweise »r.1apal
H 450«, wurden 1,72 g Methyläthylketonperoxid (in
in 50%iger Lösung in Dimethylphthalat) und 0,86 g 10% ige Kobaltnaphthenatlösung mit einem Kobaltmetallgehalt
von 1% zugegeben. Das Gemisch erhärtete bei Zimmertemperatur etwa in 30 Minuten. In dieser
Weise wurde ein antistatischer Polyesterkunststoff,
π dessen spezifischer elektrischer Widerstand etwa
107 Qcm betrug und der einen positiven Temperaturkoeffizienten
in der Größenordnung von 10~2 hütte, erhalten. Die sonstigen Eigenschaften des Produktes
waren denen eines aus demselben Polyesterharz ohne Graphitzusatz in ähnlicher Weise hergestellten Kunststoffes
im wesentlichen gleich; das Produkt konnte mit Hilfe der gleichen technologischen Verfahren verarbeitet
werden.
,.- Beispiel 2
Es wurden 26 g feinkörniges Graphitpulver mit einem Kohlenstoffgehalt von 94% in einem Porzellanmörser
mit 24 g Styrol zu einem gleichmäßigen Brei verrieben. Der erhaltene Brei wurde mindestens 12 Stunden lang
in stehengelassen. Zu 74 g Polyesterharz von mittlerer
Viskosität und mittlerer Aktivität, beispielsweise »Viapal H 450«, wurden 1,48 g Methyläthylketonperoxid (in
50%iger Lösung in Dimethylphthalat) und 0,74 g 10% ige Kobaltnaphthenatlösung mit einem Kobaltme-
>3 tallgehalt von 1% zugegeben. Das Gemisch erhärtete bei Zimmertemperatur etwa in 30 Minuten. In dieser
Weise wurde ein antistatischer Polyesterkunststoff, dessen spezifischer elektrischer Widerstand etwa
ΙΟ3 Ωαη war und der einen positiven Temperaturkoeffi-
•III zienten in der Größenordnung von 10~2 hatte, erhalten.
Die sonstigen Eigenschaften des Produktes waren denen eines aus demselben Polyesterharz ohne Graphitzusatz
in ähnlicher Weise hergestellten Kunststoffes im wesentlichen gleich; das Produkt konnte mit Hilfe der
i'i gleichen technologischen Verfahren verarbeitet werden.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zum Herstellen von elektrisch leitfähigen beziehungsweise antistatischen Formkörpem unter Verwendung von Graphitpulver, dadurch gekennzeichnet, daß man Graphitpulver mit einem mit ungesättigten Polyester copolymerisierbaren Monomer anfeuchtet beziehungsweise solvatisiert, das erhaltene breiartige Gemisch in ein ungesättigtes Polyesterharz einmischt und das Gemisch, gegebenenfalls in Gegenwart von Polymerisationsbeschleunigern und/oder Katalysatoren, sowie ggf. unter Zusatz von Glasfasern oder andere festigkeitsteigernden Füllstoffen in üblicher Weise aushärtet
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2022848A DE2022848C3 (de) | 1970-05-11 | 1970-05-11 | Herstellung von elektrisch leitfähigen bzw. antistatischen Kunststoffen |
BE752216D BE752216A (fr) | 1970-05-11 | 1970-06-19 | Procede de fabrication de matieres synthetiques electriquement conductrices et antistatiques, |
Applications Claiming Priority (2)
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BE752216 | 1970-06-19 |
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Family
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DE (1) | DE2022848C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4024268A1 (de) * | 1990-07-31 | 1992-02-06 | Lehmann & Voss & Co | Elektrisch leitfaehiges kunststoffelement und seine verwendung |
Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
FR2442260A1 (fr) * | 1978-11-22 | 1980-06-20 | Cachia Jean Luc | Mastic de remise en etat de surfaces metalliques ou autres |
EP0099717A3 (de) * | 1982-07-20 | 1986-09-17 | The British Petroleum Company p.l.c. | Leitfähige Harzmassen aus ungesättigten Polyestern |
EP2512957A4 (de) * | 2009-12-15 | 2013-10-23 | Guardian Venture Oil & Gas Sdn Bhd | Leitfähige tankwanne und zuführwanne sowie verfahren für erdungsverfahren dafür |
-
1970
- 1970-05-11 DE DE2022848A patent/DE2022848C3/de not_active Expired
- 1970-06-19 BE BE752216D patent/BE752216A/xx not_active IP Right Cessation
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DE4024268A1 (de) * | 1990-07-31 | 1992-02-06 | Lehmann & Voss & Co | Elektrisch leitfaehiges kunststoffelement und seine verwendung |
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE2022848A1 (de) | 1971-11-25 |
BE752216A (fr) | 1970-12-01 |
DE2022848C3 (de) | 1980-05-22 |
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