DE3029777C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrisch leitfähigen Kunststoffkitt, insbesondere für die Anwendung im Flug­ zeugbau zur Vermeidung von elektromagnetischen Störungen (EMI-Effekte), bestehend aus Elastomeren mit metallischen Füllstoffen in Form von Flocken.

Derartige Kunststoffkitte finden insbesondere im Flug­ zeugbau Anwendung, um entweder einen elektrischen Kontakt zwischen leitenden Flächen herzustellen oder den elektro­ magnetischen Schutz von Bauteilen des Flugkörpers zu verbessern.

Was den elektromagnetischen Schutz betrifft, so ist be­ kannt, daß z. B. Diskontinuitäten im Flugzeugrumpf die Abschirmung gegen Störstrahlung beeinträchtigen. Diese Diskontinuitäten bilden sich vorzugsweise im Bereich der im Rumpf vorgesehenen Öffnungen, wie z. B. Türen, Fenster oder dergleichen, die Spalte zwischen den Rumpfflächen bedingen, die die Ursache von Störfeldern sein können. Die Spalte sollten daher durch elektrisch leitende Ma­ terialien verschlossen werden.

Zu diesem Zweck sind im Stand der Technik (z. B. US-PS 31 40 342) in Folienform vorliegende leitende Materia­ lien bekannt, die aus einem Elastomer und im Elastomer verteiltem metallischen Pulver, wie z. B. Silber oder versilbertes Kupfer bzw. einem metallischen Geflecht aus Stahldraht oder dergleichen, bestehen. Diese Folien werden dann zwischen die metallischen Flächen gelegt, zwischen denen man Dichtheit und eine elektrische Verbindung her­ zustellen wünscht. Was die Verwendung eines metallischen Geflechtes betrifft, so mangelt es diesen Materialien an einer ausreichenden Elastizität.

Wenn dagegen ein metallisches Pulver zur Herstellung der Leitfähigkeit des Materials verwendet wird, so er­ gibt sich das Problem, daß die Pulverteilchen je nach dem Prozentsatz des verwendeten metallischen Pulvers durch eine mehr oder weniger große Schicht des Elastomers voneinander getrennt sind, so daß die elektrische Leit­ fähigkeit zu wünschen übrig läßt. Erhöht man den Anteil des Metallpulvers im Elastomer, so verliert das Material an Elastizität und Kohäsion, während sich das spezifi­ sche Gewicht entsprechend erhöht. Dies ist den Bestre­ bungen in der Luftfahrttechnik gerade entgegengerichtet.

Aus der Literaturstelle "Conductive Rubbers and Plastics" von R. H. Normann, S. 75, ist bekannt, daß sich die Leit­ fähigkeit eines Silber enthaltenden Kunstharzes dadurch verbessern läßt, daß statt eines Silberpulvers Silber­ flocken verwendet werden.

Aus der GB-PS 11 89 199 ist ein elektrisch leitfähiger Kunststoffkitt der eingangs angegebenen Gattung bekannt, bei dem einer Harzkomponente Silberflocken sowie ein organischer oder anorganischer Füllstoff beigemengt sind. Abgesehen davon, daß die Verwendung von Silberflocken zu einem entsprechend hohen Gewicht des Kunststoffkittes führt, ergibt sich speziell im Flugzeugbau das Problem, daß das Silber mit dem Aluminium bzw. der Aluminiumlegierung des Flugzeugrumpfes ein galvanisches Moment erzeugt, das unter gewissen Umständen eine Korrosion hervorruft.

Im Hinblick auf dieses Problem könnte man daran denken, statt Silber Aluminium und seine Legierungen als Metall­ teilchen zu verwenden. Allerdings wird in diesem Zu­ sammenhang in der bereits erwähnten Literaturstelle "Conductive Rubbers and Plastics", S. 75, darauf hinge­ wiesen, daß Aluminium oder Kupfer nicht in leitfähigen Lacken verwendet werden dürfen, da diese Metalle mit den Lacken reagieren und nicht leitende Überzüge ergeben. Ferner wird in dieser Literaturstelle darauf hingewiesen, daß die Verwendung von Aluminiumpulver in Epoxidharz keine ausreichende elektrische Leitfähigkeit ergibt.

Dies hat sich bei Versuchen der Anmelderin bestätigt, bei denen ebenfalls Aluminiumpulver unterschiedlicher Granulatform als Füllstoff verwendet wurde.

Ausgehend von einem elektrischen leitfähigen Kunststoffkitt der eingangs angegebenen Gattung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, diesen Kunststoffkitt dahingehend zu verbessern, daß er mit Aluminium und des­ sen Legierungen kein galvanisches Moment erzeugt und trotz hoher Elastizität und geringer Dichte eine hohe elektrische Leitfähigkeit besitzt.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch gekenn­ zeichnete Erfindung gelöst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit als Kunststoff ein Polysulfid-, Polyurethan-, Silicon- oder Fluorsilicon- Polymer verwendet. Besonders vorteilhaft haben sich flüs­ sige Polysulfid-Polymere erwiesen, die im Handel unter der Bezeichnung "THIOKOL" vertrieben werden und bei denen es sich um niedermolekulare Polymere handelt, die durch Umsetzen von Dichloräthylenformaldehydacetal mit Natriumpolysulfid gewonnen werden. Sie lassen sich in Gegenwart eines Oxi­ dationsmittels bei Raumtemperatur in den gummiartigen Zustand umwandeln. Da diese Polymere ausgezeichnet an Aluminium haften, innerhalb eines großen Temperaturbe­ reiches elastisch bleiben und beständig gegen Wasser, Benzin und Hydraulikflüssigkeiten sind, werden sie seit vielen Jahren in der Flugzeugindustrie zum Abdichten von Flugzeugrümpfen, Tragflächen, Treibstofftanks, Druck­ kabinen, Plexiglashauben usw. verwendet (vgl. DE-Zeit­ schrift "Kunststoffe", Band 49, 1959, S. 56-58).

Es hat sich nun gezeigt, daß bei Vermischung einer der obenerwähnten Polymere mit stabförmigen Teilchen aus Aluminium oder Aluminiumlegierung der im Patentanspruch angegebenen Größe ein elektrisch leitfähiger Kunststoff­ kitt entsteht, der sich besonders vorteilhaft im Flug­ zeugbau zur Vermeidung von elektromagnetischen Störungen (EMI-Effekte) einsetzen läßt. Dies läßt sich darauf zurückführen, daß sich in dem erfindungsgemäßen Kunst­ stoffkitt die metallischen Teilchen miteinander ver­ flechten und diese Verflechtung die Berührungspunkte zwischen den metallischen Teilchen vervielfacht. Außer­ dem ragen zahlreiche metallische Teilchen in die Ober­ fläche des Kunststoffkittes und stellen somit durch einen direkten Metall-zu-Metall-Kontakt eine Verbindung zwischen den metallischen Flächen her, zwischen denen der Kunst­ stoffkitt eingebracht wird. Hierbei wird trotz eines nur geringen auf den Kunststoffkitt ausgeübten Druckes eine sehr gute elektrische Verbindung zwischen den Flächen hergestellt.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Kunststoff­ kittes besteht darin, daß seine metallischen Teilchen kein galvanisches Moment mit Aluminium oder Aluminium­ legierungen erzeugen. Wie bereits erwähnt, können als metallische Teilchen reines Aluminium, jedoch auch jede Aluminiumlegierung einschließlich den besonders leicht oxidierbaren Aluminiumlegierungen verwendet werden, die nach ihrer Umwandlung in die beanspruchte Teilchenform einer klassischen chemischen Umsetzung unterzogen werden können, um sie gegen Oxidieren zu schützen, ohne ihre elektrische Leitfähigkeit zu beeinträchtigen. Die Ver­ wendung von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen hat ferner den Vorteil einer relativ geringen Dichte, und auf Grund ihrer speziellen Formgebung haben die metallischen Teil­ chen eine vergleichsweise große Oberfläche, so daß zahl­ reiche große Berührungsbereiche zwischen ihnen entstehen können. Man kommt daher mit einem relativ geringen Anteil an metallischen Teilchen aus, was für die Kohäsion und Elastizität des Kunststoffkittes von Vorteil ist. Der erfindungsgemäße Kunststoffkitt läßt sich auf Grund sei­ ner pastösen Konsistenz bequem mittels einer Spachtel oder dergleichen auftragen, und er besitzt nach der Vulkanisierung eine Härte zwischen 50 und 75 Shore.

Bei Herstellung in kleinerem Maßstab können die Polymeren und die Teilchen aus Aluminium bzw. Aluminiumlegierung manuell gemischt werden. Bei Herstellung im industriel­ len Maßstab kann hierzu eine maschinelle Mischeinrichtung mit schraubenförmiger Zuführung über eine Schnecke ver­ wendet werden, der die beiden wesentlichen Bestandteile (Elastomer und metallische Teilchen) in dem gewünschten Verhältnis zugeführt werden.

Claims (1)

1. Elektrisch leitfähiger Kunststoffkitt, insbesondere für die Anwendung im Flugzeugbau zur Vermeidung von elektro­ magnetischen Störungen (EMI-Effekte), bestehend aus Elastomeren mit metallischen Füllstoffen in Form von Flocken, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse aus

   • a) 4 Gew.-Teilen eines vernetzbaren Polysulfid-, Poly­ urethan-, Silicon- oder Fluorsilicon-Polymeren
   • b) 1 Gew.-Teil aus stabförmigen Teilchen aus Aluminium oder Aluminiumlegierung, wobei deren Länge 2-4 mm, Breite 0,1-0,15 mm und Dicke 0,030-0,060 mm beträgt, besteht.