DE4316607A1 - Metallisierte Kunststoff-Faserabschnitte als Füllstoff in Kleb-, Dicht-, Beschichtungs- und Schmierstoffen - Google Patents

Metallisierte Kunststoff-Faserabschnitte als Füllstoff in Kleb-, Dicht-, Beschichtungs- und Schmierstoffen

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neuartige Verwendungsmöglichkeiten für metallisierte Kunststoffasern, sowie Stoffgemische, die aufgrund dieser neuen Verwendungs­ möglichkeit der metallisierten Kunststoffasern bereitgestellt werden können.
Die Herstellung chemisch metallisierter Kunststoffasern ist seit langem bekannt und im Stand der Technik ausführlich beschrieben (beispielsweise DE-OS 27 43 768, Europäische Patentanmeldungen, Veröffentlichungsnummern 5731, 16365, 25927, 57284 und 76414). Gemäß diesem Stand der Technik werden insbesondere chemisch vernickelte und verkupferte, aber auch mit Kobalt, Gold und Silber beschichtete Kunststoffasern hergestellt. Ein breites Spektrum von zur Metallisierung geeigneten Fasermaterialien ist dem Stand der Technik ebenfalls zu entnehmen. Zur Metallisierung besonders geeignet erwiesen sich beispielsweise Polyamidfasern.
Aus dem Stand der Technik ist außerdem eine Reihe von Verwendungsmöglichkeiten für chemisch metallisierte Kunst­ stoffasern bekannt. So wird beispielsweise vorgeschlagen, metallisierte Kunststoffasern zur Herstellung von Schutz­ kleidung gegen die Einwirkung von Mikrowellen bzw. zur Herstellung von permanent antistatisch ausgerüsteter Kleidung zu verwenden. Gemäß einem weiteren Vorschlag wird vergoldetes Textilgut zur Herstellung reflektierender Elemente für elektro­ magnetische Strahlung empfohlen. Die Verwendung von mit Nickel, Kobalt, Kupfer oder Silber metallisierten textilen Flächen­ gebilden zur Herstellung von Leitkontakten wird aufgrund der dauerelastischen Belastbarkeit des metallisierten Gewebes vorgeschlagen. Außerdem finden metallisierte Aramidfäden Verwendung zur Verstärkung duroplastischer Kunststoffe in Verbundwerkstoffen. Als Vorteil für die mit metallisierten Aramidfasern verstärkten Verbundwerkstoffen wird beschrieben, daß durch die Metallisierung elektrisch leitfähige Substrate entstehen, wodurch je nach Metallschichtdicke ein Schutz vor elektrostatischer Aufladung bis hin zum Blitzschutz erreicht werden kann.
H. Ebneth beschreibt in JOT (1993), Heft 2, Seiten 44 bis 47, verschiedene Verwendungsmöglichkeiten für versilberte Fasern, Garne, Monophile, Geflechte und textile Flächengebilde. So wird z. B. die Verwendung versilberter Stapelfasern und Garne aus Polyamid aufgrund ihrer hohen elektrischen Leitfähigkeit als Beimischfasern zur Herstellung von textilen Bodenbelägen mit sehr niedriger elektrostatischer Aufladung beschrieben. Weiterhin ist die Eignung versilberter Gittergewebe aus Polyamidfilamentgarn zur Reflexion von Mikrowellen erwähnt. Außerdem wird auf die Verwendung selbstklebender, versilberter Polyamidgewebe als sogenannte EMI-shielding-tapes und auf die Verwendung versilberter Gewebe oder Gestricke in Kunststoffmassen als elastisches Dichtungsmaterial zum Zwecke der elektromagnetischen Schirmung elektronischer Bauteile verwiesen.
Metallisierte Kunststoffasern sind auf dem Markt käuflich erhältlich. So wird beispielsweise eine versilberte Polyamid­ faser mit der Handelsbezeichnung "Ex-Stat"-Faser seit langem von der Firma Statex Produktions- und Vertriebs GmbH, Bremen vertrieben.
Andererseits sind aus dem Stand der Technik elektrisch leitfähige Klebstoffe, sogenannte E-Leitklebstoffe, bekannt, die zumeist auf Epoxyformulierungen mit einem Silberpulver­ anteil von etwa 60 bis 80 Gew.-% basieren. Dabei erweist sich vor allem der durch den hohen Silberanteil bedingte hohe Verkaufspreis als nachteilig.
Auf dem Markt sind weiterhin bestimmte Schmierstoffe, sogenannte Montage- oder Schmierpasten, erhältlich, die zum Zwecke der Reibwertverminderung bei Teilemontagen formlose Gleitstoffe, wie z. B. PTFE-, MoS₂- oder Cu-Pulver, enthalten. Die bekannten Montagepasten besitzen jedoch den Nachteil, nicht elektrisch leitfähig zu sein.
Überraschenderweise wurde nun erfindungsgemäß festge­ stellt, daß die oben erwähnten Nachteile des Standes der Technik dadurch vermieden werden können, daß man den Kleb­ stoff-, Dichtungs-, Beschichtungs- und Schmierstoffzusammen­ setzungen metallisierte Kunststoffasern oder -stapelfasern in kleingeschnittener Form zusetzt.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit die Verwendung chemisch metallisierter Kunststoffasern und -stapelfasern als Füllstoff in Klebstoff-, Dichtungs-, Beschichtungs- und Schmierstoffzusammensetzungen, wobei die metallisierten Fasern oder Stapelfasern in Form von kurzgeschnittenem Flockmaterial verwendet werden.
Vorzugsweise weisen die Faserflocken eine Schnittlänge von etwa 1 bis 5 mm und einen Faserdurchmesser von etwa 20 bis 50 µm, vorzugsweise etwa 35 µm, auf. Erfindungsgemäß besonders geeignet ist die Verwendung von metallisierten, insbesondere versilberten, verkupferten oder vernickelten Polyamidfasern oder -Stapelfasern wie z. B. metallisierte Perlon-, Nylon- oder Aramid-Fasern. Besonders bevorzugt ist die Verwendung versilberter Polyamidfasern, wie z. B. der unter der Handelsbezeichnung "Ex-Stat-Fasern" erhältlichen Kunststoff­ fasern in geflockter Form. Vorzugsweise besitzen die erfindungsgemäß verwendeten Faserabschnitte eine Metallschicht mit einer Dicke von etwa 0,4 bis etwa 2 µm, insbesondere von etwa 0,7 µm. Die Metallschicht wird in herkömmlicher Weise auf chemischem Weg auf die Kunststoffasern aufgebracht. Eine zusätzliche galvanische Metallisierung ist ebenfalls denkbar.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Klebstoffzusammensetzung, die neben üblichen Zusätzen einen Anteil von etwa 10 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise etwa 20 bis 30 Gew.-% metallisierte Faserflocken der oben bezeichneten Art, bezogen auf das Gesamtgewicht der frisch zubereiteten Klebstoffzusammensetzung aufweist. Im Gegensatz zu herkömmlichen E-Leitklebstoffen ist der erfindungsgemäße Klebstoff durch wesentlich geringere metallisch leitfähige Zusätze gekennzeichnet. Überraschenderweise wird nämlich der Klebstoff bei Zusatz von nur 10 bis 50 Gew.-% metallisierten Flockmaterial elektrisch leitend. Außerdem ermöglicht die Verwendung von versilbertem Flockmaterial eine wesentlich preisgünstigere Herstellung des E-Leitklebstoffs. Die erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Klebstoffe können nämlich zu etwa einem Fünftel bis einem Zehntel des Preises für herkömmliche E-Leitklebstoffe hergestellt werden.
Erfindungsgemäß kann das metallisierte Flockmaterial beispielsweise in einem Anteil von etwa 30 Gew.-% üblichen Epoxyklebstoff- oder PU-Dichtstoffzusammensetzungen, RTV 1- Silikonkautschuken sowie Acrylat-, Kleb- und -dichtstoffen zugesetzt werden.
Gegenstand der Erfindung sind außerdem neuartige Dichtungs- und Festschmierstoffzusammensetzungen, die neben üblichen Trägermaterialien metallisiertes Flockmaterial der oben bezeichneten Art in einem Anteil von 10 bis 50%, bezogen auf das Gesamtgewicht der frisch zubereiteten Zusammensetzung enthalten.
Überraschenderweise wurde nämlich festgestellt, daß sich bei Montagen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Schmierpaste die Faserflocken in Bewegungsrichtung ausrichten und den Reibungswiderstand deutlich verringern. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung versilberter Polyamidfasern erwiesen, da einerseits Silber aufgrund seiner Duktilität auch über ausgezeichnete Feststoffschmiereigenschaften verfügt und andererseits die Polyamidfasern aufgrund ihrer Struktur sowohl die Gleiteigenschaften fördern als auch eine vorteilhafte Eigenfestigkeit aufweisen.
Im Falle einer Aushärtung der Matrix sind erfindungsgemäß eine höhere Festigkeit sowie eine bessere Temperaturstabilität zu beobachten. Außerdem ist bei Verwendung der erfindungs­ gemäßen Schmierpasten die elektrische Leitfähigkeit besonders ausgeprägt, da das erfindungsgemäß verwendete metallisierte Flockmaterial im Schmierspalt vorteilhaft E-Kontaktbrücken ausbilden und damit elektrostatischen Aufladungen beweglicher Teile entgegenwirken kann.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Beschichtungszusammensetzung, umfassend ein Beschichtungs­ grundmaterial, metallisierte Faserflocken gemäß obiger Definition in einem Anteil von etwa 10 bis 50 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse sowie gegebenenfalls übliche Zusätze. Die damit leicht aufzubringenden Beschichtungen besitzen überraschend gute Eigenschaften in bezug auf die Ableitung elektrostatischer Aufladung und die Abschirmung elektromagnetischer Strahlung.
Ausführungsbeispiele
1. E-Leitklebstoff (2-komponentig auf Epoxi-Basis)
Komponente A
Eurepox 710 48 Gew.-%
Äthylacetat 22 Gew.-%
Metallisiertes Flockmaterial 30 Gew.-%
evtl. im Austausch Leitruß 5-10 Gew.-%
Komponente B @ Versamid 140 80 Gew.-%
Isopropanol 20 Gew.-%
Mischungsverhältnis A : B = 1 : 1 (Gewichtsteile)
2. Schmierstoffzusammensetzung
Polyglykol (ca. 200 mPa·s)
65-75 Gew.-%
Korrosionsinhibitor 3-6 Gew.-%
Metallisiertes Flockmaterial 15-25 Gew.-%
evtl. im Austausch @ Festschmierstoffe, wie MoS₂, Talkum 5-10 Gew.-%
3. Dichtstoffzusammensetzung
Desmodur E 23
40-60 Gew.-%
Beschleuniger DBTL (Dibutylzinnlaurat) 0,1 Gew.-%
Kreide 10-20 Gew.-%
Metallisiertes Flockmaterial 20-30 Gew.-%
evtl. im Austausch @ Leitruß 5-10 Gew.-%
4. Beschichtungszusammensetzung
Polacrylat-Dispersion (ca. 100 mPa·s)
30-35 Gew.-%
Wasser 30-35 Gew.-%
Butylglykol 10-15 Gew.-%
Korrosionsinhibitor 3-6 Gew.-%
Metallisiertes Flockmaterial 20-25 Gew.-%
evtl. im Austausch @ Leitruß 5-10 Gew.-%

Claims (11)

1. Verwendung metallisierter Kunststoff-Fasern und -Stapel­ fasern als Zusatz in Klebstoff-, Dichtstoff-, Beschichtungs- und Schmierstoffmassen, wobei die metallisierten Fasern oder Stapelfasern in kurzgeschnittener Form vorliegen.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern chemisch metallisiert sind.
3. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserflocken eine Schnittlänge von etwa 1 bis 5 mm und einen Faser­ durchmesser von etwa 20 bis 50 µm, vorzugsweise etwa 35 µm aufweisen.
4. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht eine Schichtdicke von etwa 0,4 bis 2 µm, vorzugsweise etwa 0,7 µm aufweist.
5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff-Fasern oder -Stapelfasern Polyamidfasern verwendet werden.
6. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Metallisierung der Fasern ein Metall, ausgewählt unter Silber, Kupfer, Nickel, vorzugsweise Silber, verwendet wird.
7. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Fasern oder -Stapelfasern zusätzlich galvanisch mit dem Metall beschichtet sind.
8. Klebstoffmasse, umfassend ein Klebstoffgrundmaterial, metallisierte Faserflocken nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einen Anteil von etwa 10 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise etwa 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, sowie gegebenenfalls übliche Zusätze.
9. Schmierstoffmasse, umfassend ein Schmierstoffgrund­ material, metallisierte Faserflocken nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einen Anteil von etwa 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, sowie gegebenenfalls übliche Zusätze.
10. Dichtstoffmasse, umfassend ein Dichtstoffgrundmaterial, metallisierte Faserflocken nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einen Anteil von etwa 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, sowie gegebenenfalls übliche Zusätze.
11. Beschichtungsmasse, umfassend ein Beschichtungs­ grundmaterial, metallisierte Faserflocken nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einen Anteil von etwa 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, sowie gegebenenfalls übliche Zusätze.
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