DE3644773C2

DE3644773C2 -

Info

Publication number: DE3644773C2
Application number: DE3644773A
Authority: DE
Inventors: Senzo Otake Odawara Jp Shimizu; Isao Shimojuku Hiratsuka Jp Nomura; Kenichi Fujimino Hiratsuka Jp Narita
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-12-30
Publication date: 1989-08-10
Also published as: DE3644773A1; JPH0745622B2; FR2596567A1; FR2596567B1; US4702859A; JPS62227952A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch leitfähige Polyamidharzmasse und insbesondere eine elektrisch leitfähige Polyamidharzmasse mit ausgezeichneter Verformbarkeit und hoher Festigkeit, die Formkörper mit reproduzierbaren Widerstandswerten ergeben kann.

Bekanntlich können Polyamidharze dadurch elektrisch leitend gemacht werden, daß man in sie Ruß oder Graphit einarbeitet. Wenn jedoch die einzuarbeitende Menge von Ruß oder Graphit erhöht wird, um die elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen, dann wird die Schmelzfließfähigkeit der resultierenden Masse verringert, und die Masse kann beispielsweise durch Spritzgießen nur mehr schwierig verformt werden. Selbst wenn sie verformt werden kann, dann kann beispielsweise wegen eines kurzen "Shots" kein zufriedenstellender Gegenstand erhalten werden, und der resultierende Gegenstand hat schlechtere mechanische Eigenschaften, zum Beispiel eine niedrige Schlagfestigkeit.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektrisch leitfähige Polyamidharzmasse mit neuer chemischer Zusammensetzung, ausgezeichneter Verformbarkeit und hoher Festigkeit zur Verfügung zu stellen, die Formkörper mit reproduzierbaren Widerstandswerten liefern kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrisch leitfähige Polyamidharzmasse gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie

(A) 100 Gewichtsteile eines Polyamidharzes, abgeleitet von Xylylendiamin, als Hauptdiaminkomponente und einer linearen aliphatischen alpha, omega-Dicarbonsäure als Hauptdicarbonsäurekomponente,
(B) 5 bis 100 Gewichtsteile Nylon 66,
(C) 30 bis 300 Gewichtsteile Glasfasern,
(D) 5 bis 40 Gewichtsteile Ofenruß und
(E) 5 bis 40 Gewichtsteile Graphit

enthält.

Beispiele für geeignete Polyamidharze (A) sind Polyamidharze (das heißt MX-Nylon), hergestellt durch Polykondensationsreaktion von Xylylendiamin, das hauptsächlich aus m-Xylylendiamin besteht, wie m-Xylylendiamin selbst oder ein Gemisch aus 60% oder mehr m-Xylylendiamin und 40% oder weniger p-Xylylendiamin und einer linearen aliphatischen alpha,omega-Dicarbonsäure mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen. Spezielle Beispiele für geeignete Dicarbonsäuren sind Adipinsäure, Sebacinsäure, Korksäure, Undecandisäure und Dodecandisäure. Adipinsäure ist am besten geeignet. Die MX-Nylons können eine relative Viskosität, gemessen bei 25°C für eine Lösung von 1 g des Polymeren in 100 ml 98%iger Schwefelsäure, von im allgemeinen 1,7 bis 2,9, vorzugsweise 1,9 bis 2,4, haben.

Nylon 66 (B) ist Polyhexamethylenadipamid und ohne weiteres im Handel erhältlich. Nylon 66 wirkt als Kristallnukleierungsmittel für die Förderung der Kristallisation des MX-Nylons (A) und verkürzt die Formzykluszeit.

Wenn man die Eigenschaften eines aus dem resultierenden Polyamidharz hergestellten Formkörpers in Betracht zieht, dann sollte die Menge des MX-Nylons nicht zu groß sein. Wenn sie andererseits zu gering ist, dann wird der Effekt des MX-Nylons nicht erhalten. Dieser Stoff wird daher in den oben angegebenen Mengen verwendet.

Nylon 66 (B) wird vorzugsweise in einer Menge von 10 bis 50 Gewichtsteilen verwendet.

Die Glasfasern (C) können von jedem beliebigen Typ von Glasfasern sein, die im allgemeinen für die Verstärkung von Kunststoffen verwendet werden. Vorzugsweise werden die Glasfasern als zerhackte Stränge mit einer Faserlänge von etwa 3 bis 6 mm eingesetzt. Wenn die verwendete Menge der Glasfasern über die oben angegebene Obergrenze hinausgeht, dann wird die Leichtigkeit der Extrudierung der resultierenden Masse in erheblicher Weise vermindert. Wenn sie unterhalb der unteren Grenze liegt, dann können keine zufriedenstellenden physikalischen Eigenschaften erhalten werden. Vorzugsweise werden die Glasfasern in einer Menge von 50 bis 150 Gewichtsteilen verwendet.

Die Komponente (D), die die erfindungsgemäße Masse bildet, ist Ofenruß bzw. Lampenruß, vorzugsweise elektrisch leitfähiger Ofenruß bzw. Lampenruß.

Andere Kohlenruße wie thermischer Ruß, Kaminruß, Acetylenruß und Ketjenruß ergeben Massen, die hinsichtlich der physikalischen und elektrischen Eigenschaften ungeeignet sind. Wenn die Menge von Ofenruß über die oben angegebene Obergrenze hinausgeht, dann wird die Leichtigkeit der Extrudierung der resultierenden Masse erheblich vermindert. Wenn sie andererseits unterhalb der oben angegebenen Untergrenze liegt, dann kann keine genügende elektrische Leitfähigkeit erhalten werden. Vorzugsweise wird der Ofenruß in einer Menge von 10 bis 30 Gewichtsteilen verwendet.

Die Komponente (E) der erfindungsgemäßen Masse ist Graphit.

Der Graphit kann von natürlicher oder künstlicher Herkunft sein und kann schuppenförmig oder klumpenförmig sein. Natürlicher schuppenförmiger Graphit wird im Hinblick auf die physikalischen Eigenschaften der resultierenden Masse und die Reproduzierbarkeit der Widerstandswerte bevorzugt. Wenn die verwendete Graphitmenge über die oben angegebene Obergrenze hinausgeht, dann wird die Leichtigkeit der Extrudierung der resultierenden Masse erheblich vermindert. Wenn sie andererseits unterhalb der oben angegebenen Untergrenze liegt, dann kann keine genügende elektrische Leitfähigkeit erhalten werden. Vorzugsweise wird der Graphit in einer Menge von 10 bis 30 Gewichtsteilen verwendet.

Die Komponenten (A) bis (E) können nach verschiedenen Methoden vermischt werden, um die erfindungsgemäße Masse zu bilden. Eine geeignete Methode ist zum Beispiel ein Schmelzen der Stoffe bei einer Temperatur, die 5 bis 50°C höher ist als der Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt des Polyamidharzes, entweder zur gleichen Zeit oder auf dem Weg über einen Grundansatz in einem üblichen Extruder vom Entlüftungstyp oder einer ähnlichen Vorrichtung.

Zusätzlich zu den Komponenten (A) bis (E) können die erfindungsgemäßen Massen mindestens einen Stabilisator gegen Zerstörung durch Oxidation, Hitze, Ultraviolettlicht etc., Mittel zur Verhinderung einer solchen Zersetzung, Nukleierungsmittel, Weichmacher, Feuerfestmachungsmittel, Schmiermittel etc. enthalten.

Die erfindungsgemäßen leitfähigen Polyamidharzmassen haben ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, z. B. hinsichtlich der Zugfestigkeit, des Zugmoduls und des Biegemoduls, ausgezeichnete thermische Eigenschaften, z. B. hinsichtlich der Hitzeverwerfungstemperatur, sowie ausgezeichnete chemische Beständigkeit und Verformbarkeit. Daraus hergestellte Formkörper haben reproduzierbare Widerstandswerte. Die erfindungsgemäßen Massen sind als Rohprodukte für die Herstellung von Gegenständen sehr gut geeignet, die beispielsweise die Verhinderung statischer Aufladungen erfordern.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Alle Teile in diesen Beispielen sind Gewichtsteile. Die verschiedenen Eigenschaften der Produkte der Beispiele wurden nach den folgenden Methoden bestimmt:

(1) Spezifisches Gewicht: ASTM D792
(2) Zugfestigkeit: ASTM D638
(3) Zugmodul: ASTM D638
(4) Biegefestigkeit: ASTM D790
(5) Biegemodul: ASTM D790
(6) Izodschlagfestigkeit: ASTM D256
(7) Hitzeverformungstemperatur: ASTM D648
(8) Inhärenter Volumenwiderstand: ASTM D257
(9) Inhärenter Oberflächenwiderstand: ASTM D257

Beispiel 1

200 Teile Poly(m-xylylenadipamid) (abgekürzt als "Nylon MXD6"), 20 Teile Nylon 66, 120 Teile Glasfaser (hergestellt von Asahi Fiber Glass Co., Ltd.) mit einer Faserlänge von 3 bis 6 mm, 45 Teile natürliches schuppenförmiges Graphitpulver (Special CP, hergestellt von Japan Graphite Co., Ltd.) und 15 Teile hochleitender Ofenruß (Vulcan XC-72, hergestellt von Cabbot Corporation) wurden in einem Ein-Schnecken-Extruder vom Lüftungstyp bei einer Zylindertemperatur von 275°C schmelzverknetet und zu einem Strang extrudiert. Der extrudierte Strang wurde mit einem Wasserbad abgekühlt, zu Pellets geschnitten und getrocknet, wodurch eine Polyamidharzmasse erhalten wurde.

Die Pellets wurden bei den folgenden Bedingungen spritzgegossen, wodurch Probekörper erhalten wurden, die auf verschiedene Eigenschaften getestet wurden:

Harztemperatur: 260°C
Düsentemperatur: 130°C
Spritz- und Druckaufrechterhaltungszeit: 7 Sekunden
Kühlzeit: 15 Sekunden
Spritzdruck: 450 bis 600 kg/cm²

Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.

Beispiele 2 bis 3

Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß die Arten und Mengen der Komponenten gemäß Tabelle I abgeändert wurden. Die Ergebnisse sind gleichfalls in Tabelle I zusammengestellt.

Vergleichsbeispiele 1 bis 4

Zum Vergleich wurde Beispiel 1 mit den Ausnahmen wiederholt, daß der Ofenruß durch Ketjenruß oder thermischen Ruß ersetzt wurde (Vergleichsbeispiel 1 und 2), daß kein Graphit zugesetzt wurde (Vergleichsbeispiel 3) oder daß kein Ofenruß zugesetzt wurde (Vergleichsbeispiel 4). Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle I

Claims

1. Elektrisch leitfähige Polyamidharzmasse, dadurch gekennzeichnet, daß sie

enthält.

2. Elektrisch leitfähige Polyamidharzmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenruß (D) elektrisch leitfähiger Ofenruß ist, und daß der Graphit (E) natürlicher schuppenförmiger Graphit ist.