DE2435175A1 - Waermehaertbare, einen elektrischen widerstand aufweisende beschichtungsmasse, unter ihrer verwendung hergestellte elektrische kohlewiderstandselemente und verfahren zur herstellung solcher kohlewiderstandselemente - Google Patents

Waermehaertbare, einen elektrischen widerstand aufweisende beschichtungsmasse, unter ihrer verwendung hergestellte elektrische kohlewiderstandselemente und verfahren zur herstellung solcher kohlewiderstandselemente

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Description

HENKEL— KERN — FEILER — HÄNZEL— MÜLLER
DR. PHIL. DIPL.-ING. DR. RER. NAT. DIPL.-ING. DIPL.-ING.
TEI.KX: 05 29 802 HNKL D EDUARD-SCHMID-STRASSE 2 bayerische Hypotheken- und
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Milwaukee, Wise, V.St.A. JUlIlSA
Wärmehärtbare, einen elektrischen Widerstand aufweisende BeSchichtungsmasse. unter ihrer Verwendung hergestellte elektrische KohlewiderstandselemeniB und Verfahren zur
Herstellung solcher Kohlewiderstandselemente
Die Erfindung betrifft eine einen elektrischen Widerstand aufweisende Beschichtungsmasse, die sich bei der Herstellung von Widerständen und ähnlichen elektrischen Elementen insbesondere durch Siebdruck (screen application) auf dielektrische Unterlagen applizieren läßt. Insbesondere betrifft die Erfindung eine einen elektrischen Widerstand aufweisende, lackartige Kunststoffbeschichtungsmasse auf der Grundlage eines wärmehärtbaren Acryllacks, der sich bei einer Temperatur von mindestens 3710C auf ein dielektrisches Substrat aufbrennen läßt, wobei ein sehr stabiles und einen niedrigen Widerstand aufweisendes Material erhalten wird.
Einen Widerstand aufweisende BeSchichtungsmassen dieses Typs basieren in der Regel auf Phenolharzen, wie Novolakharzen, die mit leitfähigen Teilchen, z.B. aus Kohlenstoff bzw. Kohle, kombiniert sind. Derartige Beschichtungsmassen können zur Herstellung fester oder variabler Widerstände als ein Bestandteil auf dielektrische Sub-
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strate appliziert werden. Die auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannten Phenolharze können mit Epoxyharzen und epoxymodifizierten Phenolharzen gemischt oder mischpolymerisiert werden. In gleicher Weise wurden auch Epoxy-, Diallylphthalat- und Urethanharze verwendet.
Es ist allgemein üblich, Kohle bzw. Kohlenstoff enthaltende Widerstandselemente auf dielektrische Substrate zu applizieren. In Verbindung mit Mustern aus Silber oder anderen Metallen erfolgt diese Applikation üblicherweise durch Siebdruck unter Verwendung eines lösungsmittelhaltigen Lacks. Solche Maßnahmen erfordern zahlreiche Durchgänge, um auf dem Substrat eine ausreichende Materialmenge abzulagern. Darüber hinaus besitzen lösungsmittelhaltige Systeme eine relativ kurze Topfzeit, so daß diese Systeme oftmals gereinigt werden müssen, da sie sonst nicht über längere Zeit hinweg verwendbar wären. Die gegenwärtig verfügbaren Kohlewiderstandssysteme besitzen hohe Widerstandswerte. Niedrige Widerstandswerte erreicht man normalerweis· lediglich dann, wenn man teure Edelmetalle oder wertvolle Metalle, wie Silber, verwendet. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt gibt es jedenfalls keine Kohlewiderstandsysteme , die bei extremen Temperaturbelastungen stabil sind oder bei denen unter hohen Feuchtigkeitsbedingungen keine starken Schwankungen in den Widerstandsablesungen feststellbar sind. EJn bevorzugter Typ eines variablen Widerstands, bei dessen Herstellung eine Beschichtungsmasse gemäß der Erfindung besonders gut zum Einsatz gebracht werden kann, ist allgemein als Regelgliedwiderstandssteuersystem (fader resistor control system), wie es normalerweise bei Hi-Fi- und Stereogeräten verwendet wird, bekannt. Hierbei ist ein bogenartiger Widerstandspfad höheren Widerstands zwischen zwei Teilen eines einen
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niedrigeren Widerstand aufweisenden Materials, wie Silber, vorgesehen. Durch die Silberteile sowie zu einem Doppelschleiferkontakt, der einen üblichen elektrischen Eingang trägt und sich über die Silberteile bewegt, sind elektrische Anschlüsse vorgesehen. Beim Eingriff mit dem kohlehaltigen Widerstandselement erhält ein elektrischer Schaltkreis eine andere elektrische Eigenschaft, so daß er seinen Widerstand ändert und am gewünschten Lautsprecher eine unterschiedliche Tonverstärkung bewirkt. Ein derartiges Widerstandselement ist im Handel erhältlich. Die BeSchichtungsmasse gemäß der Erfindung kann ferner in Widerstandselementen für Potentiometer und ähnliche variable Widerstandsvorrichtungen verwendet werden.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine neue Beschichtungsmasse für variable Kohlewiderstände zu schaffen, die sich durch eine hohe Stabilität auszeichnet und niedrige Widerstandswerte aufweist. Diese Beschichtungsmasse sollte sich in Form eines.lösungsmittelfreien Lacks auf ein (dielektrisches) Substrat applizieren lassen, und zwar vorzugsweise durch einen einzigen Siebauftrag- bzw. Siebdruckvorgang. Schließlich sollte die einen Widerstand aufweisende Beschichtungsmasse nach ihrer Applikation auf ein dielektrisches Substrat über die gesamte Länge des Widerstandspfads einen gleichmäßigen Widerstand und zwischen benachbarten einen Widerstand aufweisenden Überzügen mit unterschiedlichen Widerstandseigenschaften gute Starteigenschaften (hop-off characteristics) liefern.
Die geschilderten Aufgaben lassen sich unter Vermeidung der geschilderten Nachteile mit einer einen Widerstand aufweisenden Beschichtungsmasse lösen, die lösungsmittel-
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frei ist und auf eine dielektrische Unterlage appliziert werden kann. Diese Beschichtungsmasse gemäß der Erfindung enthält etwa 35 bis etwa 70 Gew.-5o eines wärmehärtbaren Acrylharzes, etwa 3 bis etwa 60 Gew.-% eines Kohleleiters und etwa 5 bis etwa 50 Gew.-% eines anorganischen Füllraaterials. Zur Härtung der wärmehärtbaren Acrylharzmasse bedient man sich etwa 0,1 bis etwa 2 Gew.-% eines organischen Härtungsmittels.
Die in BeSchichtungsmassen gemäß der Erfindung enthaltenen wärmehärtbaren Acrylharzraassen bestehen aus Kondensationsprodukten von Acryl- oder Methacrylsäure und eines Polyepoxide eines Phenol/Formaldehyd-Harzes. Dieses Grundkondensationsprodukt wird vorzugsweise mit Athylenglykoldimethacrylat mischpolymerisiert. Neben dem mischpolymerisierten Produkt wird monomeres Athylenglykoldimethacrylat als Träger mitverwendet. Die die Kohleteilchen, das anorganische Füllmaterial und das Härtungsmittel enthaltende Masse wird auf einem dielektrischen Substrat in einem Ofen bei einer Temperatur von mindestens 3710C gehärtet, wobei ein beschichtetes Substrat mit einem Kohlewiderstand hoher Stabilität gegenüber Temperaturechwankungen sowie gegenüber Feuchtigkeit erhalten wird.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.
Beispiel 1
Eine zur Herstellung von Widerständen verwendbare, einen Widerstand aufweisende Beschichtungsmasse gemäß der Erfindung besitzt beispielsweise folgende Zusammensetzung:
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Bestandteile Gewicht in g
Wärmehärtbares Acrylharz 236,6
Athylenglykoldimethacrylat 29,1
Calcinierter. Ruß 68,2
Aktiviertes Aluminiumtrioxid 139,1
Graphit 125,0.
Das verwendete wärmehärfbare Acrylharz bestand aus einem Reaktionsprodukt aus Acrylsäure und einem handelsüblichen Polyepoxid eines. Phenol/Formaldehyd-Harzes eines Molekulargewichts von 650 und eines Epoxidäquivalents von 175 bis 182. Pro Äquivalentgewicht Epoxid wurde ein Äquivalentgewicht Acrylsäure verwendet. Das Reaktionsprodukt aus dem Polyepoxid und der Acrylsäure ist frei von nichtumgesetzten Epoxygruppen und enthält ferner endständige Acryl- oder Methacrylsäurereste, die mit Vinylmonomeren oder mit sich selbst weiterpolymerisiert werden können. Die Masse ist in der US-PS 3 301 473 beschrieben. Dieses spezielle Reaktionsprodukt ist seinerseits pro 100 Gewichtsteile (Reaktionsprodukt aus Acrylsäure mit dem angegebenen Phenol/Formaldehyd-Harz) mit etwa 66 Gewichtsteilen monomeren Athylenglykoldimethacrylat umgesetzt. Das ungehärtete Harz besitzt folgende Eigenschaften:
Eigenschaften Wert
Farbe nach Gardner 3
Gewicht pro 11 1,16 kg (9,68 lbs)
Spezifisches Gewicht, 25°/25°C 1,163 Viskosität bei 25°C 4500 cps
Das zusätzlich in einer Menge von 29,1 g verwendete Athylenglykoldimethacrylat bestand aus einem handelsüblichen Produkt.
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Die verwendeten leitfähigen Kohleteilchen bestanden aus einem durch Calcinieren von Kohle an der Luft erhaltenen handelsüblichen Ruß. Die speziellen Kohleteilchen wurden mehrere std lang an Luft bei einer Temperatur in der Größenordnung von 1O93°bis 1649°C calciniert und besaßen eine Teilchengröße von etwa 10 bis etwa 400 Millimikron.
Der Graphit wurde zusammen mit den Kohleteilchen zur Erniedrigung des Widerstands verwendet. Es handelte sich hierbei um handelsüblichen Graphit kristallinen Typs einer durchschnittlichen Teilchengröße von 26 Millimikron und einer durchschnittlichen Oberfläche von 5,5 m /g.
Das aktivierte Aluminiumtrioxid diente als anorganisches Füllmaterial und besaß eine Teilchengröße von 0,5 bis 40 Mikron. Es handelte sich hierbei ebenfalls um ein handelsübliches Material.
Das Vermischen der angegebenen Bestandteile und die Applikation des erhaltenen Gemischs auf ein dielektrisches Substrat wurde wie folgt durchgeführt. Das wärmehärtbare Acrylharz wurde in ein geeignetes Mischgefäß überführt und mit dem Äthylenglykoldimethacrylat versetzt. Das erhaltene Gemisch wurde 10 min lang durchgemischt. Nach 10-minütigem Vermischen der beiden Bestandteile wurde die gesamte calcinierte Kohle, d.h. der gesamte Paiß, dann das gesamte aktivierte Aluminiumtrioxid und schließlich der gesamte Graphit innerhalb von 15 bis 18 min zugesetzt. Hierauf wurde der Mischvorgang abgestoppt, die Wände des Mischgefäßes abgekratzt und schließlich etwa 30 min lang weitergemischt. Diese Lackmasse wurde darm auf einem Dre!walzenstuhl gemahlen, wobei zwischen der ersten und zweiten Walze ein Spalt von 0,I9 mm und zwi-
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sehen der dritten und der zweiten Walze ein Spalt von 0,55 mm offen war. Der vorher zubereitete Lack wurde in die Zufuhrwalzen gefördert und der Walzenstuhl so eingestellt, daß der Lackauftrag auf der dritten Walze dünn und gleichmäßig erschien. Die gesamte Lackcharge vmrde dreimal durch den Walzenstuhl laufen gelassen. Ilach dem dritten Durchtritt wurde die Ilasse bei einer Temperatur unterhalb 4,A0C gelagert.
Je nach den Produktionsabläufen und der Verfügbarkeit der Anlage kann die gemahlene Masse bzw. der ausgewalzte Lack unmittelbar nach dem Vermählen oder nach einer gewissen Lagerdauer katalysiert v/erden. Der speziell verwendete Härtungskatalysator bestand aus handelsüblichem Di-tert,-bintylperoxid. Der Katalysator wurde unter langsamem Rühren innerhalb von etwa 30 see in einer Menge von 0,5 g pro jeweils 100 g Lack bzw. Beschiohtungsmasse zugesetzt. Ilach dem Einmischen des Katalysators in die Masse vmrde der Ilischvorgang abgebrochen, die Seitenwände des Ilischgefäßes abgekratzt und dann 30 bis 50.see lang weitergemischt. Dann war die Beschichtungsmasse bzw. das Lackmaterial gebrauchsfertig. Andererseits konnte es aber auch bei einer Temperatur unterhalb von 4,4 C gelagert werden.
Das vorher zubereitete und katalysierte Lackmaterial bzw. die Beschichtungsmasse wurde dann in üblicher Weise mittels einer Siebdruckvorrichtung bzw. einer Siebmaschine auf ein gebranntes dielektrisches Subsirat appliziert.
Widerstandssieb 150 mesh S.S.
Siebdruckrakel: Amber Polyplastic:
Härte 80
Durometer 45°-Winkel
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Ausfahrbegrenzungsanschlag: 0,13 mm
Siebrakeldruck 3,18 kg
Unterbrechung 1,52 mm
Siebrakelgeschwindigkeit: rechts 11,7 cm/sec
links 8,1 cm/sec
Siebrakelaufnahme 1,9 bis 2,5
cm über Muster
Die "besiebten" bzw. "bedruckten" Teile wurden etwa 30 min nach dem Bedrucken etwa 10 min lang in einem Chargenofen bei einer Temperatur von etwa 125 C geliert. Drei Tage nach dem Gelieren wurden diese Teile in einem Standard-Schachtofen gehärtet. Die gelierten Teile wurden in einem einstündigen Zyklus bei einem Ofenprofilpeak von etwa 3710C ofengehärtet. Bei dem verwendeten Schachtofen handelte es sich vorzugsweise um einen Vierzonenschachtofen, dessen erste Zone eine Temperatur von 2300C, dessen zweite Zone eine Temperatur von 3700C, dessen dritte Zone eine Temperatur von 3750C und dessen vierte Zone eine Temperatur von 2800C aufwies. Damit das Widerstandsmaterial die erforderliche Stabilisierung erfährt, muß die Temperatur in der dritten Zone 6 min lang etwa 3710C betragen.
Mit dem erhaltenen Material wurden übliche Tests bezüglich Start- bzw. Anspringverhalten (hopoff), Leistung, Belastbarkeit mit extremen Temperaturen, Verhalten in Feuchtigkeit, Drehlebensdauer und Belastungsfähigkeit durchgeführt. Bezüglich Anspringverhalten, Leistung und Drehlebensdauer war das Widerstandsmaterial gemäß der Erfindung mit Standard-Kohle/Ehenolharz-Widerstandsmaterialien vergleichbar. Bezüglich des Verhaltens bei hoher Feuchtigkeit und bezüglich der Belastbarkeit war das wärmehärtbare Acrylmaterial gemäß der Erfindung beträchtlich besser als ein
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unter Verwendung von Kohle und einem phenolischen Grundmaterial hergestelltes Widerstandsmaterial. Bei der Untersuchung der Belastbarkeit durch extreme Temperaturen wurden 10 Prüflinge 5-mal auf Temperaturen von -500C abgekühlt bzw. auf Temperaturen von +85°C erhitzt und dann bezüglich ihrer prozentualen Widerstandsänderung untersucht. Im Falle von Kohle/Phenolmaterialien war bei durchschnittlich 10 Prüflingen eine Änderung von -3f34% feststellbar. Im Falle des wärmehärtbaren Materials gemäß der Erfindung war durchschnittlich nur eine Änderung von 0,733% feststellbar. Im Feuchtigkeitstest, der 96 std lang bei einer Temperatur von 300C und einer relativen feuchtigkeit von 95% durchgeführt wurde, zeigte das Kohle/Phenolmaterial bei 10 Prüflingen eine durchschnittliche prozentuale Änderung von 14,1% im Vergleich zu 2,8% für das wärmehärtbare Acrylwiderstandsmaterial. Ferner wurden Vergleichsversuche bezüglich der Belastungsdauer bzw. Belastbarkeit über 100 und 200 std hinweg bei Temperaturen von 700C und 1,5 W durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Versuche zeigten, bei 10 Kohle/Phenolmaterial-Einheiten eine durchschnittliche Widerstandsänderung von 12,1% im Vergleich zu durchschnittlich 5,072% für 50 Einheiten, die unter Verwendung einer Beschichtungsmasse bzw. eines Lacks gemäß der Erfindung hergestellt worden waren. Bei 200 std betrug die durchschnittliche Widerstandsänderung für 10 Einheiten des Kohle/Phenolmaterials 30% im Vergleich zu 9,005% für 50 Einheiten aus einer Masse gemäß der Erfindung.
Weiterhin zeigte es sich, daß etwa 300000 Teile aus etwa 200 mit der Beschichtungsmasse gemäß der Erfindung durchgeführten Produktionsgängen einheitliche Widerstandswerte innerhalb akzeptabler Grenzen aufwiesen.
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- ίο -
Das folgende Beispiel gibt eine weitere Rezeptur zur Herstellung eines wärmehärtbaren Acrylwiderstandsmaterials an."Anders als beim vorhergehenden Beispiel wurde hier der-Graphit weggelassen. Die sonstigen Bestandteile entsprechen den Bestandteilen der Rezeptur von Beispiel 1.
Beispiel 2
Die Zubereitung besaß folgende Zusammensetzung:
Bestandteile Gewicht in g
Wärmehärtbares Acrylharz 527,2
Athylenglykoldimethacrylat 58,2
Calcinierte Kohle (Ruß) 136,4
Aktiviertes -Aluminiumtrioxid 273,2
Diese Zubereitung wurde wie in Beispiel 1.hergestellt und weiterverarbeitet, wobei Widerstandselemente entsprechender Eigenschaften, wie sie auch die Widerstandselemente von Beispiel 1 aufwiesen, erhalten wurden.
In den Beispielen 1 und 2 betrugen die Mengen an wärmehärtbarem Acrylharz 42 bzw. 52% und lagen damit in vorteilhafter Weise innerhalb des angegebenen Bereichs. Selbstverständlich läßt sich der angestrebte Erfolg auch erreichen, wenn das harzartige Material in einer Menge von 35 bis 70 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Harzmasse in Verbindung mit dem Athylenglykoldimethacrylat, verwendet wird. Der Kohleleiter, z.B. caloinierter Ruß und Graphit, können in einer Menge von 3 bis 60fo} dar, anorganische Füllmaterial in einer Menge von 5 bis 50 Gen/.-'j verwendet v/erden. Die Menge an verwendetem Katalysator isb nicht kritisch und kann, bezogen auf das Gewicht des Lackmaterials bzw. der Beschichtungsmasse, zwischen 0,1 und 2 Gevr.-% liegen.
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Obwohl das bevorzugte Acrylsäure/Polyepoxid-Phenol/Formaldehyd-Reaktionsprodukt mit Äthylenglykoldimethacrylat mischpolymerisiert wird, können auch andere mischpolymerisierbare Monomere, z.B. mischpolymerisierbare Monomere mit"einer reaktionsfähigen Vinylgruppe, z.B. Acrylsäure, Allrylecrylniiuren, einschließlich Methacrylsäure, Alkylester und -amide der Acryl- und Methacrylsäure, einschließlich Methylmethacrylet, Trimethylolpropantrimethacrylat, Diäthylenglykoldimethacrylat, Diacetonacrylamid, ferner Diallylphthalat, Triallylcyanurat, Styrol, Vinyltoluol, Divinylbenzol und die Reaktionsprodukte eines Glykole mit einer p.lpha-beta-äthylenisch ungesättigten Dicarbonsäure oder eines entsprechenden Dicarbonsäureanhydrids, z.B. Fumarsäure und Ilaleinsäureester von Glykolen, mitverwendet werden. Anstelle des Äthyleiiglykoldimethacrylats können auch als mischpolymerisierbare Monomere Polyhydroxydiacrylatester von Acrylsäure und Diglycidyläther von Bisphenolen, beispielsweise das Reaktionsprodukt von Methacrylsäure und dem Diglycidyläther von Bisphenol-A, verwendet werden (vgl. beispielsweise dia US-PS 3 301 743 und 3 373 075).
Das Äthylenglykoldimethacrylat wird als Viskositätsmodifizierungsmittel zusammen mit dem wärmehärtbaren Acrylharz verwendet. Anstelle dieses Viskositätsmodifizierungsmittels können auch andere Viskositätsmodifizierungsmittel, z.B. die vorher genannten mischpolymerisierbaren Monomeren sowie lineare Polyester aus zweibasischen Säuren, wie Adipin- oder Azelainsäure, und Glykolen, wie Propyleng^kol, verwendet v/erden.
Aluminiumtrioxid stellt das bevorzugte anorganische Füllmaterial dar. Selbstverständlich kann es, da es kein
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wirksames Widerstandsmaterial "bildet, weggelassen oder durch andere anorganische Füllmaterialien, v/ie Molybdändisulfid, Calciumcarbonat oder Glimmer, ersetzt werden.
Anstelle des in den Beispielen verwendeten Di-tert.-butylperoxid-Katalysators können auch andere, freie Radikale bildende Vernetzungskatalysatoren, wie Benzoylperoxid, Methyläthylketonperoxid und tert.-Butylperbenzoat, verwendet werden.
Das bevorzugte dielektrische Substrat ist Aluminiumtrioxid. Statt dessen können zusammen mit einer Beschichtungs· masse gemäß der Erfindung auch andere anorganische Materialien, wie Glimmer, Steatite und Titanate, sowie Hochtemperaturkunstharze, wie Silikon- und Polyimidmaterialien, verwendet werden.
Erfindungsgemäß wird eine wärmehärtbare,, einen elektrischen Widerstand aufweisende Beschichtungsmasse bereitgestellt, die bei hoher Temperatur auf ein Substrat aufgebrannt werden kann und dabei einen in hohem Maße stabilen Widerstand konstant wiederholbaren bzw. reproduzierbaren Leistungsvermögens liefert. Die einen Widerstand aufweisende Beschichtungsmasse läßt sich ohne Mitverwendung eines Lösungsmittels applizieren und vermag bei lediglich einem einzigen Durchtritt durch eine Siebdruckmaschine bzw. Siebvorrichtung auf einem Substrat eine Widerstandsschicht zu bilden. Der hierbei erhaltene Widerstand besitzt einen extrem niedrigen Widerstand in der Größenordnung von 0,23 bis 0,62 Ohm/cm und läßt sich in einen niedrigen Widerstand (unter 35 Ohm) aufweisenden Systemen verwenden. Die Beschichtungsmasse gemäß der Erfindung läßt sich nach üblichen Verfahren ohne Spezä|ilvorrichtungen und von nicht speziell geschulten Bedienungspersonen applizieren.
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Claims (26)

Patentansprüche
1. Wärmehärtbare, einen elektrischen Widerstand aufweisende Beschichtungsmasse, die lösungsmittelfrei ist und auf eine dielektrische Unterlage aufgetragen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 35 bis etwa 70 Gew.-% eines wärmehärtbaren Acrylharzes, etwa 3 bis etwa 60 Gew.-% eines Kohle- bzw. Kohlenstoff- oder Graphitleiters und eine zur Vernetzung des Acrylharzes ausreichende Menge eines organischen Härtungsmittels enthält.
2. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmehärtbare Acrylharz aus einem Polymeren eines Acrylharzreaktionsprodukts und Äthylenglykoldimethacrylat besteht.
3. Beschichtungsmasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylharzreaktionsprodukt aus einem Reaktionsprodukt der Acrylsäure und eines Phenol/Formaldehyd- Polyepoxid besteht.
4. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohle- bzw. Kohlenstoffleiter calciniert ist.
5. Beschichtungsmasse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß darin zusätzlich zu der calcinierten Kohle bzw. dem calcinierten Kohlenstoff Graphit enthalten ist.
6. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein anorganisches Füllmaterial enthält.
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7. Beschichtungsmasse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie als anorganisches Füllmaterial Aluminiumtfioxid in einer Menge von etwa 5 bis 50 Gew.-?6 enthält.
8« Beschichtungsmasse nach.Anspruch 4«, dadurch gekennzeichnet, daß sie Kohle- bzw. Kohlenstoffteilchen einer Teilchengröße von etwa 10 bis etwa 400 Millimikron enthält.
9. Beschichtungsmasse nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß darin das wärmehärtbare Acrylharz in einer Menge von etwa 42 bis etwa 52 Gew.-?£ enthalten ist.
10. Elektrisches Kohlewiderstandselement niedrigen Widerstands und hoher Stabilität, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer dielektrischen Unterlage und einer mindestens einen Teil der Unterlage bedeckenden, wärmegehärteten Beschichtungsmasse in Form eines gehärteten wärmehärtbaren Acrylharzes in einer Menge von etwa 35 bis etwa 70 Gew.,-% und eines Kohlenstoff- bzw. Kohleleiters in einer Menge von etwa 3 bis etwa 60 Gew.-'/o besteht.
11„ Kohlewiderstandselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylharz aus einem Polymeren aus einem Acrylharzreaktionsprodukt und Äthylenglykoldimethacrylat besteht.
12. Kohlewiderstandselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das'Acrylharzreaktionsprodukt aus einem Reaktionsprodukt aus Acrylsäure und einem Phenol/ Formaldehyd-Polyepoxid besteht.
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13. Kohlewiderstandselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle bzw. der Kohlenstoff caleiniert ist.
14. Kohlewiderstandselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich zu der calcinierteil Kohle bzw. dem calcinierten Kohlenstoff Graphit enthalt.
15. Kohlewiderstandselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein anorganisches Füllmaterial enthält.
16. Kohlewiderstaiidselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es als Füllmaterial Aluminiumtrioxid in einer Ilenge von etwa 5 bis etwa 50 Gew.-?o enthält.
17. Kohlewiderstandselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle- bzw. Kohlenstoffteilchen eine Größe von etwa 10 bis etwa 4.00 Millimikron aufweisen.
18. Kohlewiderstandselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmehärtbare Acrylharz in einer Kenge von etwa.42 bis etwa 52 Gew.-?6 vorhanden ist.
19. Verfahren zur Herstellung eines lösungsmittelfreien Kohlewiderstands, dadurch gekennzeichnet, daß man etwa 35 bis etwa 70 Gew.-% eines wärmehärtbaren Acrylharzes, etwa 3 bis etwa 60 Gew.-% eines Kohle- bzw. Kohlenstoffleiters und etwa 0,1 bis etwa 2 Gew.-^ eines organischen Härtungsmittels zu einem Lack bzw. einer
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Beschichtungsmasse vermischt, daß man den erhaltenen Lack bzw. die erhaltene Beschichtungsmasse auf eine dielektrische Unterlage appliziert und daß man den Lack bzw. die Beschichtungsmasse bei einer Temperatur von mindes'
aufbrennt.
von mindestens 3710C auf die dielektrische Unterlage
20β Verfahren.nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man den Lack bzw«, die Beschichtungsmasse durch Sieben bzw. Siebdruck auf das Substrat appliziert.
21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man den Lack bzw» die Beschichtungsmasse vor dem Aufbrennen auf dem Substrat gelieren läßt.
22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur von mindestens 3710C mindestens 6 min lang aufrechterhält.
23. Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur von mindestens 3710C eine Spitzentemperatur-Hitzebehandlungszone bildet und daß zwei eine niedrigere Temperatur aufweisende Hitzebehandlungszonen vor und nach der Spitzentemperaturzone vorgesehen sind.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Hitzebehandlungszonen in etwa 1 std durchlaufen werden.
25. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmehärtbare Acrylharz in einer Menge von etwa 42 bis etwa 52 Gew.-% verwendet wird.
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26. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem. Acrylharz ein anorganisches Füllmaterial vermischt wird und daß der Kohle- bzw. Kohlenstoffleiter in einer Menge von etwa 5 bis etwa 50 Gew.-% verwendet wird.
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DE2435175A 1973-08-24 1974-07-22 Waermehaertbare, einen elektrischen widerstand aufweisende beschichtungsmasse, unter ihrer verwendung hergestellte elektrische kohlewiderstandselemente und verfahren zur herstellung solcher kohlewiderstandselemente Pending DE2435175A1 (de)

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US391285A US3907717A (en) 1973-08-24 1973-08-24 Acrylic resistive coating composition

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