DE60024975T2

DE60024975T2 - Verfahren zur Herstellung leitfähiger Formmassen

Info

Publication number: DE60024975T2
Application number: DE60024975T
Authority: DE
Inventors: Charles Gary REX
Original assignee: Rex Gary Charles Cross Lanes; Ashland Inc
Current assignee: Ineos Composites IP LLC
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2020-02-19
Also published as: ES2254150T3; EP1159343A1; EP1159343B1; MXPA01008361A; ATE313593T1; CA2368299A1; CA2368299C; DE60024975D1; AU3237100A; WO2000049076A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft leitfähige wärmehärtbare Formmassen und daraus hergestellte Gegenstände. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung Formmassen, die Additive aus thermoplastischem Polymer enthalten, welche leitfähigen Ruß umfassen, der Gegenständen, die aus den Formmassen geformt sind, elektrische Leitfähigkeit verleihen kann.
Wärmehärtbare Formmassen werden gewöhnlich verwendet, um eine Vielzahl von Gegenständen herzustellen, wie zum Beispiel Automobil-Karosserieverkleidungen, Komponenten für LKW-Führerhäuser, Geräte, Wohnungseinrichtungsgegenstände, z. B. Badewannen, Türen und dergleichen. Solche Formmassen umfassen typischerweise ein ungesättigtes wärmehärtendes Harz, ein olefinisch ungesättigtes Monomer, welches mit dem wärmehärtenden Harz copolymerisierbar ist, ein thermoplastisches Additiv, faserige Materialien und verschiedene andere Bestandteile, zu denen zum Beispiel Füllstoffe, Formtrennmittel und dergleichen gehören.
In manchen Fällen umfassen die Formmassen ein Pigment, das dem Formgegenstand eine gewünschte Farbe verleiht. In anderen Fällen werden die Formgegenstände angestrichen, um die gewünschte Farbe bereitzustellen. Elektrostatische Sprühsysteme werden in der industriellen Auftragung von Grundierungen und Anstrichfarben gegenwärtig häufiger benutzt, auf Grund von Verbesserungen in der Transfereffizienz, das heißt der auf dem Gegenstand abgelagerten Menge von Grundierung oder Anstrichfarbe gegenüber der versprühten Menge von Grundierung oder Anstrichfarbe. In Systemen, die nicht von elektrostatischen Sprühverfahren Gebrauch machen, können "Zurückprellen" und "Übersprühen" die Transfereffizienz verringern. Zurückprellen tritt auf, wenn zerstäubte Farbtröpfchen sich der Oberfläche des Gegenstands nähern und ein von derselben Oberfläche abprallender Luftstrom die Tröpfchen in eine neue Flugbahn weg vom Gegenstand ablenkt. Übersprühen tritt auf, wenn ein Teil der Farbe über den Rand des Gegenstands hinaus in den umgebenden Raum gesprüht wird.
Bei elektrostatischen Sprühverfahren werden zerstäubte Farbtröpfchen durch ein elektrisches Feld geführt, welches die Tröpfchen auflädt. Die Tröpfchen werden zu dem anzustreichenden Gegenstand hingezogen, der sich auf Erdungspotential befindet. Wenn der Gegenstand keinen elektrischen Strom leiten kann, wird der Gegenstand zunehmend aufgeladen. Dieser Ladungsaufbau auf der Oberfläche des Gegenstands stößt neu ankommende geladene Tröpfchen schließlich ab. Diese Abstoßung kann die Transfereffizienz ganz drastisch erniedrigen. Deshalb ist es bei elektrostatischen Anstrichverfahren höchst wünschenswert, dass die Oberfläche des Gegenstands leitend gemacht wird.
Sowohl Harzmatten ("SMC") als auch Volumenformmassen ("BMC") sind gute Isolatoren und haben schlechte elektrische Leitfähigkeit. Formgegenstände aus SMC und BMC können leitfähig gemacht werden, indem ein leitfähiges Material, z. B. Ruß, in die Formmasse integriert wird oder indem ein leitfähiger Belag (im Fachgebiet bekannt als "Staubmantel") auf den Formgegenstand aufgebracht wird. Das Einbringen von Ruß in seiner puren Form in Formmassen ist auf dem Fachgebiet im Allgemeinen unerwünscht, weil der Umgang mit Ruß bedeutende wirtschaftliche Probleme und gesundheitliche Bedenken mit sich bringt. Das Aufbringen eines Staubmantels ist im Allgemeinen ebenfalls unerwünscht, weil es dem Anstrichverfahren einen zusätzlichen Schritt hinzufügt, was oft die Kosten steigert.
Dementsprechend sind verbesserte Formmassen erwünscht, um elektrisch leitende Formgegenstände bereitzustellen, die für elektrostatische Anstriche geeignet sind. Wünschenswerterweise würden die verbesserten Formmassen den Formgebern von Gegenständen ermöglichen, die Notwendigkeit des Umgangs mit purem Ruß zu vermeiden und die Verwendung eines Staubmantels im elektrostatischen Anstrichverfahren zu vermeiden.
Mit der vorliegenden Erfindung werden verbesserte Formmassen bereitgestellt, die zur Herstellung von elektrisch leitenden Gegenständen geeignet sind. Folglich können Gegenstände, die aus den erfindungsgemäßen Formmassen geformt wurden, mit elektrostatischen Anstrichverfahren gestrichen werden, was zu Steigerungen in der Transfereffizienz des Anstrichstoffs auf den Gegenstand führen kann, d.h. einer Reduzierung von Zurückprellen und Übersprühen und einer entsprechenden Reduzierung der Menge an flüchtigen organischen Verbindungen, die in die Umwelt freigesetzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Zusammensetzung bereitgestellt, umfassend das Zusammengeben eines geschmolzenen thermoplastischen Polymers, das ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 10.000 bis 250.000 aufweist, mit Ruß und einer wirksamen Menge eines Gleitmittels zur Förderung der elektrischen Leitfähigkeit der Zusammensetzung in einem Extruder und Extrudieren eines Gemisches der Komponenten. Die Zusammensetzung kann als leitfähiges Additiv eingesetzt werden. Die leitfähigen Additive werden vorzugsweise in Form von Pellets oder Extrudat vor ihrer Zugabe zu den Formmassen zubereitet. Das Einbringen des leitfähigen Rußes in das leitfähige Additiv verhindert sehr vorteilhaft die Notwendigkeit des Umgangs mit Ruß in seiner puren Form. Auch kann die Menge an Ruß, die in die Formmassen eingeführt wird, genauer kontrolliert werden.
Ziemlich überraschend wurde gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass durch Zusatz eines Gleitmittels, z.B. Zinkstearat, während der Herstellung der leitfähigen Additive die elektrische Leitfähigkeit des leitfähigen Additivs und der resultierenden Formmasse, in die es eingebracht ist, sowie der daraus geformten Gegenstände gesteigert werden kann.
Der Ruß, der zum Gebrauch gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist, kann ein beliebiges Rußmaterial sein, welches Elektrizität leitet. Typischerweise liegt der leitfähige Ruß in Aggregatform vor, wobei solche Aggregate eine Teilchengröße von 10 Nanometern ("nm") bis 75 nm, vorzugsweise etwa 15 bis 40 nm, und stärker bevorzugt etwa 20 bis 30 nm aufweisen. Ein typisches Aggregat aus Ruß umfasst einen Cluster, oder ein Bündel von Teilchen im Bereich von etwa 1 Micron ("μm") bis 10 μm. Wünschenswerter Weise sind die Aggregate in Berührung oder in enger Nachbarschaft zu einem andern Aggregat, damit Elektronen fließen können, was auf dem Fachgebiet als "Tunneln" bekannt ist. Ohne auf eine bestimmte Theorie festgelegt zu sein, wird angenommen, dass dies für den Mechanismus der elektrischen Leitfähigkeit fundamental ist. Die Oberfläche der Rußpartikel liegt typischerweise im Bereich von etwa 80 Quadratmetern pro Gramm ("m²/g") bis 1400 m²/g, vorzugsweise von etwa 130 bis 1300 m²/g, und stärker bevorzugt von etwa 600 bis 1000 m²/g.
Der Ruß hat ein hohes Porenvolumen, wenn die Aggregate Teilchen umfassen, die in einer stark verzweigten Struktur angeordnet sind. Dies wird im Fachgebiet als eine "hohe Struktur" bezeichnet und ist sehr wünschenswert zur Förderung der elektrischen Leitfähigkeit. Der Grad an Struktur, niedrig oder hoch, wird typischerweise durch den Di-butylphthalat("DBP")-Absorptionswert ermittelt, der Einheiten von Millilitern DBP pro 100 g Ruß ("ml/100 g Ruß") hat. Eine höhere Absorption von DBP bedeutet eine höhere Struktur. Die DBP-Absorption liegt typischerweise im Bereich von etwa 65 ml/100 g bis 500 ml/100 g, vorzugsweise von etwa 120 ml/100 g bis 400 ml/100 g und stärker bevorzugt von etwa 140 ml/100 g bis 385 ml/100 g.
Ferner ist die Oberflächenchemie oder % Fugazität wichtig, wenn maximale Leitfähigkeit erzielt werden soll. Die "% Fugazität" bezieht sich auf die Sauerstoff enthaltenden funktionalen Reste, die an der Oberfläche des Rußes vorhanden sind. Eine hohe Konzentration dieser organischen funktionalen Reste kann wie eine Barriere auf den Elektronentunneleffekt wirken. Wenn das Elektrontunneln wesentlich für effiziente Leitfähigkeit ist, sollte die % Fugazität minimiert werden. Die % Fugazität von Ruß kann typischerweise im Bereich von einer Höhe von 22 % bis zu 0,4 % tief liegen. Im Allgemeinen ist Ruß mit einer % Fugazität von weniger als etwa 1,0 % erwünscht. Ruß, der für die erfindungsgemäße Verwendung geeignet ist, ist zum Beispiel erhältlich von Akzo Nobel Chemicals in Dobbs Ferry, NY, Cabot Corp. in Billerica, MA und Degussa Corp. in Rochelle Park, NJ. Weitere Einzelheiten, die die Auswahl von Ruß betreffen, sind bei Fachleuten bekannt.
Das thermoplastische Polymer, das für die erfindungsgemäße Verwendung geeignet ist, kann irgendein Material sein, das den gewünschten Effekt der Dimensionskontrolle, z.B. Schrumpfungskontrolle, am Formgegenstand aufweist. Zu typischen derartigen thermoplastischen Polymeren gehören zum Beispiel Polystyrol, Polyvinylacetat-Homopolymere und -Copolymere, z.B. Vinylacetat, das mit Acrylsäure, Crotonsäure, Vinylchlorid copolymerisiert ist, Polyurethane, gesättigte geradkettige und cyclische Polyester, Polyalkylacrylate oder -methacrylate und dergleichen. Polyvinylacetate und Gemische davon mit anderen Thermoplasten sind bevorzugte thermoplastische Polymere zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Gewichtsmittel des Molekulargewichts der erfindungsgemäßen thermoplastischen Polymere betragen von 10.000 bis 250.000, vorzugsweise von etwa 25.000 bis 200.000, und stärker bevorzugt von 50.000 bis 180.000 Gramm pro Gramm-Mol ("g/g-Mol"). Der Begriff "mittleres Molekulargewicht", wie er hier verwendet wird, bedeutet Gewichtsmittel des Molekulargewichts. Verfahren zur Bestimmung des Gewichtsmittels des Molekulargewichts sind den Fachleuten bekannt. Ein bevorzugtes Verfahren zur Bestimmung des Gewichtsmittels des Molekulargewichts ist die Gelpermeationschromatographie. Die thermoplastischen Polymere können in Verbindung mit Materialien mit niedrigerem Molekulargewicht verwendet werden, welche ihre Fähigkeit zur Schrumpfungskontrolle fördern können, etwa Epoxide, Sekundärmonomere von geringerer Reaktivität und andere. Beispiele für solche Ansätze sind in den U.S.-Patenten 4,525,498 , 4,755,557 und 4,374,215 offenbart.
Ein oder mehrere thermoplastische Polymere können in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eingesetzt werden. Weitere Einzelheiten der bevorzugten thermoplastischen Polymere, die zur erfindungsgemäßen Verwendung geeignet sind, sind zum Beispiel in U.S.-Patent Nr. 4,172,059 beschrieben. Solche thermoplastischen Polymere sind im Handel erhältlich oder können alternativ von Fachleuten hergestellt werden.
Die Gleitmittel, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, können beliebige Materialien sein, welche wirksam zur Förderung der elektrischen Leitfähigkeit der Formgegenstände sind. Ohne auf irgendeine bestimmte Theorie festgelegt zu sein, wird angenommen, dass es während der Herstellung der leitfähigen Additive zu mechanischem Abbau der Rußaggregate kommen kann, z. B. unter der Scher- und Druckkraft des Mischens, die beispielsweise während der Schmelzextrusion des thermoplastischen Additivs mit dem Ruß auftritt. Es wird angenommen, dass derartiger mechanischer Abbau die elektrische Leitfähigkeit der leitfähigen Additive verringern kann, und folglich die elektrische Leitfähigkeit der Gegenstände verringern kann, welche aus Formmassen, die die leitfähigen Additive umfassen, geformt sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung ergab sich ziemlich überraschend, dass das Einbringen von Gleitmitteln während des Zusammengebens von Rußpartikeln mit dem thermoplastischen Additiv die elektrische Leitfähigkeit der so erhaltenen leitfähigen Additive fördern kann.
Vorzugsweise werden die Gleitmittel ausgewählt aus Fettsäuren und ihren Metall-Gegenstücken, zum Beispiel Metallstearaten, Polyalkylenglykolen, Polyalkylenoxiden, Detergentien, Phosphorsäureestern, Polyetherpolyolen, ethoxylierten Fettsäuren und Gemischen davon. Zinkstearat ist ein besonders bevorzugtes Gleitmittel zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei der Herstellung der leitfähigen Additive wird das thermoplastische Polymer oder Gemisch von thermoplastischen Polymeren vorzugsweise in geschmolzenem Zustand mit dem leitfähigen Ruß und einer wirksamen Menge des Gleitmittels zusammengegeben, um die elektrische Leitfähigkeit des leitfähigen Additivs zu erhöhen.
Das leitfähige Additiv umfasst typischerweise etwa 5 bis 40, typischer etwa 5 bis 39, am typischsten etwa 5 bis 30, vorzugsweise etwa 10 bis 25, und stärker bevorzugt etwa 15 bis 20 Gew.-% Ruß, typischerweise etwa 60 bis 95, typischer etwa 60 bis 94, vorzugsweise etwa 67 bis 88 und stärker bevorzugt etwa 75 bis 85 Gew.-% des thermoplastischen Additivs, und typischerweise etwa 0 bis 35, typischer etwa 1 bis 10, vorzugsweise etwa 2 bis 8 und stärker bevorzugt 4 bis 6 Gew.-% des Gleitmittels, wobei die Prozentsätze auf das Gesamtgewicht des leitfähigen Additivs bezogen sind.
Das leitfähige Additiv kann mit irgendeinem Verfahren hergestellt werden, welches zum Zusammengeben des Rußes, des thermoplastischen Additivs und des Gleitmittels wirksam ist. Zu typischen Verfahren gehören zum Beispiel Mischen, Walzen und Schmelzmischen via Extrusion, wobei Extrusion bevorzugt ist. Zu geeigneten Extrudern gehören zum Beispiel Doppelschneckenextruder, erhältlich von Berstorff Corp. in Charlotte, NC, Werner & Pfleiderer in Ramsey, NJ, oder Kneter, erhältlich von Buss America in Bloomingdale, Il. Weitere Einzelheiten hinsichtlich geeigneter Extruder sind den Fachleuten bekannt. Die Temperatur, bei der das Zusammengeben der Bestandteile vorgenommen wird, hängt zum Beispiel von dem speziellen verwendeten thermoplastischen Additiv ab. Typischerweise liegt die Temperatur im Bereich von 100 bis 200°C und vorzugsweise von etwa 130 bis 160°C. Der Druck, unter dem das Schmelzmischen ausgeführt wird, ist nicht entscheidend. Typische Drücke liegen im Bereich von 100 bis 2.000 psia (690 bis 13.800 kPa), vorzugsweise von etwa 300 bis 1.000 psia (2.580 bis 6.900 kPa).
Vorzugsweise wird die Scherung, die während des Schmelzmischens, z.B. der Extrusion, auftritt, durch die Gegenwart des erfindungsgemäßen Gleitmittels verringert. Vorzugsweise sind die leitfähigen Rußaggregate nach der Extrusion im Wesentlichen frei von mechanischem Abbau. Ein praktisches Verfahren zum Schmelzmischen im Labor ist die Verwendung eines Brabender Torsionsrheometers, erhätlich von Brabender Company, South Hackensack, New Jersey. Es stellt auch einen bequemen Weg zur Messung des Spitzendrehmoments dar. Der Begriff "Spitzendrehmoment", wie er hier verwendet wird, bedeutet den höchsten Wert des Drehmoments, der angezeigt wird, nachdem der Ruß dem Polymer zugefügt wurde, gemessen bei 160°C und 60 Umdrehungen pro Minute ("rpm") unter Verwendung eines Brabender Torsionsrheometers. Es wurde gemäß der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass das Spitzendrehmoment während des Schmelzmischens minimiert werden sollte, und vorzugsweise geringer als 1.000 Meter-Gramm ("M-g") und stärker bevorzugt geringer als etwa 750 M-g sein sollte.
Das leitfähige Additiv kann in irgendeiner passenden Form hergestellt werden, z. B. als Pellets, Extrudat oder Kugeln. Typischerweise wird das leitfähige Additiv als Pellets hergestellt, die eine Größe im Bereich von etwa 1,5 Millimetern ("mm") bis 4 mm und vorzugsweise von etwa 2 mm bis 3 mm im Durchmesser haben.
Weitere Einzelheiten zu Extrusion und anderen Schmelzmischverfahren sowie effektiven Bedingungen zur Herstellung der leitfähigen Additive für die erfindungsgemäße Verwendung sind den Fachleuten bekannt.
Zu den ungesättigten wärmehärtenden Harzen, die zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind, gehören jene ungesättigten polymeren Materialien, welche zur Bildung von wärmegehärteten Gegenständen vernetzt werden können. Typischerweise haben die ungesättigten wärmehärtenden Harze ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von mindestens 500, vorzugsweise von etwa 500 bis 10.000 g/g-Mol.
Zu typischen ungesättigten wärmehärtenden Harzen gehören zum Beispiel Epoxydiacrylate, Polyesterdiacrylate, Polyurethandiacrylate, mit Acrylat terminal versehene Polyurethanpolyacrylate, acrylierte Polyacrylate, acrylierte Polyether und dergleichen. Zu besonders bevorzugten wärmehärtenden Harzen gehören Polyester und Vinylester. Der Begriff "Polyester", wie er hier verwendet wird, schließt auch Vinylester ein. Typischerweise handelt es sich bei den ungesättigten wärmehärtenden Harzen um (i) ein Polyesterharz, umfassend verschiedene Kombinationen von Anhydriden, wie Maleinsäureanhydrid, und Dicarbonsäuren, wie Adipinsäure oder Isophthalsäure, die mit verschiedenen Diolen, etwa Propylenglycol, Ethylenglycol oder 1,4-Butandiol, kondensiert sind; oder (ii) ein Vinylesterharz, umfassend Novolac-Harze, wie Derakane 780 oder auf Bisphenol A basierende, etwa das von Dow Chemical Company, Midland, MI erhältliche Derakane 411–350. Solche ungesättigten wärmehärtenden Harze sind im Handel erhältlich oder können alternativ von Fachleuten leicht hergestellt werden. Beispiele für geeignete ungesättigte wärmehärtende Harze zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung sind zum Beispiel in den U.S.-Patenten Nr. 4,172,059 und 4,942,001 beschrieben.
In den erfindungsgemäßen Formmassen können ein oder mehrere ungesättigte wärmehärtende Harze eingesetzt werden. Die Gesamtmenge an ungesättigten wärmehärtenden Harzen in den erfindungsgemäßen Formmassen liegt typischerweise im Bereich von etwa 15 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 20 bis 60 Gew.-%, und stärker bevorzugt von etwa 25 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des ungesättigten wärmehärtenden Harzes, leitfähigen Additivs und olefinisch ungesättigten Monomers. Weitere Einzelheiten hinsichtlich der Auswahl und Mengen ungesättigter wärmehärtender Harze sind den Fachleuten bekannt.
Die olefinisch ungesättigten Monomere (hier auch als "vernetzende Monomere" bezeichnet), die zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen Materialien ein, welche mit den ungesättigten wärmehärtenden Harzen copolymerisierbar sind. Das Monomer dient auch der Funktion, das wärmehärtende Harz zu lösen, wodurch seine Wechselwirkung mit den anderen Komponenten der Formmasse erleichtert wird. Vorzugsweise beruht die olefinische Ungesättigtheit auf ethylenischer Ungesättigtheit. Zu typischen olefinisch ungesättigten Monomeren gehören zum Beispiel Styrol, Vinyltoluol-Isomere, Methylmethacrylat, Acrylnitril und substituiertes Styrol, wie zum Beispiel Chlorstyrol und α-Methylstyrol. Multifunktionale Monomere, wie zum Beispiel Divinylbenzol oder multifunktionale Acrylate oder Methacrylate können auch eingesetzt werden. Styrol ist ein bevorzugtes Monomer zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen.
Ein oder mehrere olefinisch ungesättigte Monomere können in den erfindungsgemäßen Formmassen verwendet werden. Typischerweise beträgt die Gesamtmenge der olefinisch ungesättigten Monomere von etwa 1 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 5 bis 50 Gew.-%, und stärker bevorzugt von etwa 15 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des ungesättigten wärmehärtenden Harzes, leitfähigen Additivs und vernetzenden Monomers. Solche Monomere sind leicht im Handel erhältlich. Gewöhnlich werden die wärmehärtenden Harze in dem olefinisch ungesättigten Monomer so gelöst, dass es etwa 50 bis 75 Gew.-% des wärmehärtenden Harzes enthält. Dies wird oft zur Erleichterung der Handhabung gemacht. Weitere Einzelheiten hinsichtlich der Auswahl und Mengen der olefinisch ungesättigten Monomere sind den Fachleuten bekannt.
Typischerweise beträgt die Gesamtmenge des leitfähigen Additivs in den Formmassen etwa 3 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise etwa 5 bis 25 Gew.-%, und stärker bevorzugt etwa 8 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des ungesättigten wärmehärtenden Harzes, leitfähigen Additivs und vernetzenden Monomers.
Die Gesamtmenge an Ruß in der Formmasse beträgt vorzugsweise etwa 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,5 bis 5 Gew.-%, und stärker bevorzugt etwa 0,5 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des ungesättigten wärmehärtenden Harzes, thermoplastischen Additivs und vernetzenden Monomers.
Verstärkungen werden in den erfindungsgemäßen Formmassen ebenfalls oft eingesetzt und können zum Beispiel beliebige von denjenigen sein, die auf dem Fachgebiet für die Verwendung in Formmassen bekannt sind. Beispiele für solche Materialien sind Glasfasern oder -gewebe, Kohlenstofffasern oder -gewebe, Asbestfasern oder -gewebe, verschiedene organische Fasern und Gewebe, etwa die aus Polypropylen, Acrylnitril/Vinylchlorid-Copolymer hergestellten, und andere auf dem Fachgebiet bekannte. Diese Verstärkungsmaterialien werden vorzugsweise in einer Höhe von 15 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmasse, eingesetzt.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können auch ein oder mehrere andere übliche Additive enthalten, die zu ihren bekannten Zwecken in den für Fachleute bekannten Mengen, z.B. etwa 0,5 bis 10 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmasse, eingesetzt werden. Die Nachstehenden sind veranschaulichend für solche Additive:

1. Polymerisationsstarter, wie t-Butylhydroperoxid, t-Butylperbenzoat, Benzoylperoxid, t-Butylperoctoat, Cumenhydroperoxid, Methylethylketonperoxid, Peroxyketale und andere auf dem Fachgebiet bekannte, zum Katalysieren der Reaktion zwischen dem olefinisch ungesättigten Monomer und dem wärmehärtenden Harz. Der Polymerisationsinitiator wird in einer katalytisch wirksamen Menge, wie von etwa 0,3 bis etwa 3 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des ungesättigten wärmehärtenden Harzes, leitfähigen Additivs und vernetzenden Monomers, eingesetzt.
2. Füllstoffe, wie Ton, Aluminiumoxid-Trihydrat, Siliciumoxid, Calciumcarbonat und andere auf dem Fachgebiet bekannte;
3. Formtrennmittel oder Gleitmittel, wie Zinkstearat, Calciumstearat und andere auf dem Fachgebiet bekannte;
4. Viskositätsmindernde Additive;
5. Verdickungsmittel, wie Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Calciumoxid, Calciumhydroxid, Zinkoxid, Bariumoxid und Gemische davon; und
6. Wasser.

Die erfindungsgemäßen Formmassen können mit Verfahren hergestellt werden, die den Fachleuten bekannt sind, wie zum Beispiel Mischen der Komponenten in einem geeigneten Gerät, etwa einem Hobart-Mischer, bei einer Temperatur in der Größenordnung von etwa 20 bis 50°C. Die Komponenten können in irgendeiner günstigen Reihenfolge zusammengebracht werden. Im Allgemeinen ist es bevorzugt, dass das wärmehärtende Harz und leitfähige Additiv in flüssiger Form zugesetzt werden, indem eine Lösung davon in dem vernetzenden Monomer hergestellt wird. Alle flüssigen Komponenten werden dann typischerweise vor der Zugabe der Füllstoffe, Verdickungsmittel und optionalen Bestandteile miteinander vermischt.
Sobald sie formuliert sind, können die Formmassen zu wärmegehärteten Gegenständen der gewünschten Gestalt geformt werden, z. B. Automobilkotflügel, Motorhauben, Geräte, Badewannen, Türen und dergleichen. Die spezifischen, im Formverfahren benutzten Bedingungen sind abhängig von der zu formenden Zusammensetzung sowie von der Beschaffenheit der speziellen gewünschten Gegenstände, wobei die Einzelheiten dazu den Fachleuten bekannt sind. Typische Formdrücke zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung reichen von etwa 30 bis 2.000 psia (258 bis 13.800 kPa), vorzugsweise von etwa 100 bis 1.500 psia (690 bis 10300 kPa), und stärker bevorzugt von etwa 200 bis 1.000 psia (1380 bis 6.900 kPa). Geeignete Formtemperaturen reichen von etwa 80 bis 180°C, vorzugsweise von etwa 100 bis 160°C, und stärker bevorzugt von etwa 120 bis 150°C. Typische Formzeitspannen reichen von etwa 0,5 bis etwa 5 Minuten oder mehr.
Die erfindungsgemäßen Formmassen sind zum Beispiel geeignet zur Verwendung als Harzmatten und Volumenformmassen. Zum Beispiel kann eine Harzmatte hergestellt werden, indem eine erste Schicht der Formmasse, d.h. Paste, auf einer ersten Schicht aus Polyethylenfolie oder dem Äquivalent dazu ausgebracht wird, auf diese erste Schicht der Paste Verstärkungen aus Füllstoff, etwa zerhackte Glasfasern, gelegt werden, und darüber eine zweite Schicht der Paste gedeckt wird. Die zwei Schichten der Paste mit den dazwischen geschobenen Füllstoffverstärkungen werden dann mit einer zweiten Bahn aus Polyethylenfolie überdeckt und der so erhaltene Verbund (Harzmatte) wird gelagert. Volumenformmasse kann mittels der Verwendung von Sigmaschaufelmischern, Pflugschaufelmischern, Knetern und dergleichen hergestellt werden. Weitere Einzelheiten, die die Herstellung, Handhabung und Verwendung von Harzmatten und Volumenformmassen betreffen, sind den Fachleuten bekannt.
Die aus den erfindungsgemäßen Formmassen geformten Gegenstände haben typischerweise einen Oberflächenwiderstand von weniger als etwa 10⁸, vorzugsweise weniger als etwa 10⁷ und stärker bevorzugt weniger als etwa 10⁶ bis 10⁴ Ohm pro Quadratzentimeter (Ohm/cm²). Pressbahnen aus dem leitfähigen Additiv haben vorzugsweise einen Oberflächenwiderstand von weniger als etwa 10 Ohm/cm² und stärker bevorzugt weniger als etwa 5 Ohm/cm². Verfahren zur Messung des Oberflächenwiderstands sind den Fachleuten bekannt, siehe zum Beispiel ASTM-Verfahren D257. Folglich sind die Gegenstände, die aus den erfindungsgemäßen Formmassen geformt sind, besonders geeignet für ein Beschichten, z. B. Streichen, mit elektrostatischen Anstrichverfahren. Im Vergleich dazu ist der Oberflächenwiderstand von Formgegenständen, die keinen Ruß umfassen, typischerweise größer als etwa 10¹² Ohm/cm². Einzelheiten hinsichtlich elektrostatischer Anstrichverfahren sind den Fachleuten bekannt.
Die nachstehenden Beispiele sind zu veranschaulichenden Zwecken angeführt und sollen den Umfang der nachstehenden Patentansprüche nicht einschränken.
Die folgenden Materialien wurden in den nachstehend dargelegten Beispielen verwendet:
p-BQ – Eine 5-prozentige Lösung von Parabenzochinon in Diallylphthalat.
Calciumcarbonat – Ein Calciumcarbonat-Füllstoff mit einer Teilchengröße von 5 Micron, geliefert von Georgia Marble in Kennesaw, Georgia, und vertrieben unter der Bezeichnung CalWhite II^TM.
PG 91148 – Ein Gemisch aus Magnesium- und Calciumhydroxiden, dispergiert in einem Polyester niedrigen Molekulargewichts, erhältlich von Plasticolors, Inc. in Ashtabula, OH.
Orthophthal-UPE – Ein ungesättigtes wärmehärtendes Harz (Polyester), das unter Verwendung von typischerweise 15–30 Mol-% Orthophthalsäure im Ersatz für Maleinsäureanhydrid modifiziert ist und Styrol-Monomer enthält, erhältlich von Ashland Chemical, Dublin, OH, als Q6710 (oder MR 13031).
LPS-4015 – Ein carboxyliertes Poly(vinylacetat) mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 75.000 bis 100.000 g/mol, erhältlich von Union Carbide Corp., Danbury, CT.
Zinkstearat – Ein internes Formtrennmittel, erhältlich von Synthetic products, Cleveland, OH.
VR-3 – Ein Fettsäure-Viskositätsminderer, erhältlich von Union Carbide Corp., Danbury, CT.
Leitfähiger Ruß – Eine feinteilige Form von mikrokristallinem Kohlenstoff, erhältlich von Degussa Corp. in Rochelle Park, NJ.
tBIC – Ein Peroxid-Starter, t-Butyl-isopropyl-monoperoxycarbonat, erhältlich von Atochem North America Inc., Buffalo, NY.
DVB-CP – Divinylbenzol chemisch reiner Qualität, erhältlich von Dow Chemical in Midland, MI.
Styrol – Ein olefinisch ungesättigtes aromatisches Monomer, erhältlich von Ashland Chemical in Dublin, OH.
Modifizierungsmittel E – Eine Inhibitorlösung, bestehend aus 5%-iger Lösung von p-Benzochinon in Diallylphthalat, erhältlich von Ashland Chemical in Dublin, OH.
Ionol – Butylierter Hydroxytoluol-Inhibitor, erhältlich von Eastman Chemical Company in Kingsport, TN.
Byk 995 – Ein geschützter Viskositätsminderer, erhältlich von Byk Chemie in Canton, OH.
XVR-10 – Ein Verdickungskontrollmittel, umfassend eine flüssige Fettsäure, erhältlich von Union Carbide Corp., Danbury, CT.
Allgemeines Verfahren zur Herstellung von Formulierungen von Volumenformmasse (BMC)
Alle flüssigen Komponenten wurden einzeln in eine Hobart-Mischpfanne eingewogen, die auf einer Toledo-Waage platziert war. Die Pfanne wurde an einem Hobart-Mischer Modell C-100 angebracht (in einem Abzug). Der Rührer wurde mit langsamer Geschwindigkeit gestartet, dann wurde auf mittlere Geschwindigkeit erhöht, um die Flüssigkeiten in einer Zeitspanne von 3–4 Minuten vollständig zu vermischen. Der Rührer wurde dann angehalten und das interne Formtrennmittel und/oder die Fettsäure wurde danach aus einem Eiscremekarton der Flüssigkeit zugefügt. Der Hobart-Mischer wurde wieder gestartet und das Formtrennmittel mit der Flüssigkeit gemischt, bis es völlig befeuchtet war. Darauf wurde der Füllstoff zum Pfanneninhalt gegeben (Rührer aus) und dann vermischt, wobei mittlere bis hohe Geschwindigkeit benutzt wurde, bis eine konsistente Paste erhalten war. Der Mischer wurde wieder angehalten und die abgewogene Menge Verdickungsmittel wurde in einer Zeitspanne von 2–3 Minuten in die Paste gemischt, der Mischer wurde erneut angehalten und es wurden ~175 Gramm der Paste aus der Pfanne genommen (unter Verwendung eines langen Spatels) und in eine 4 oz. Weithalsflasche überführt. Diese Pastenprobe wurde in der abgedeckten Flasche bei Raumtemperatur gelagert und die Viskosität wurde periodisch gemessen, wobei ein Brookfield Synchro-Lectric Viskosimeter Modell HBT 5X auf einem Helipath-Stativ verwendet wurde. Typische Viskositäten lagen im Bereich von 10 × 10⁶ bis 80 × 10⁶ Centipoise ("cP"; mPa·s).
Nach dem Entfernen der Pastenprobe wurde der Inhalt erneut gewogen und der Styrolverlust ausgeglichen, die zerhackten Glasfasern wurden langsam in die Pfanne gegeben (aus einem Eiscremekarton), wobei der Mischer auf langsamer Geschwindigkeit lief. Der Mischer blieb ~30 Sekunden in Betrieb, nachdem alles Glas in der Paste war. Diese kurze Zeit ergab eine Glasbenetzung ohne Glaszerstörung. Die Pfanne wurde dann vom Mischer entfernt und getrennte Portionen des BMC-Gemisches von jeweils 450 Gramm wurden unter Verwendung von Spateln entnommen und auf Aluminiumfolie, die auf einer Waagschale lag (Waage im Abzug), überführt. Das Gemisch wurde fest in die Aluminiumfolie gewickelt (um Styrolverlust durch Verdampfung zu verhindern) und bei Raumtemperatur gelagert, bis die Viskosität der zurückbehaltenen Pastenprobe die Formungsviskosität erreichte. Das Gewicht der in die Folie gegebenen BMC variiert mit der Anwendung des Formteils.
Allgemeine Verfahren zur Herstellung von Formulierungen von Harzmatten (SMC)
Alle flüssigen Komponenten wurden einzeln in einen offenen 5 Gallonen-Behälter eingewogen, der auf einer Toledo-Waage platziert war. Der Inhalt des Behälters wurde dann (unter einem Abzug) mit einem Hochgeschwindigkeitsdissolver vom Cowles-Typ gemischt. Der Rührer wurde mit einer langsamen Geschwindigkeit gestartet, dann wurde auf mittlere Geschwindigkeit erhöht, um die Flüssigkeiten in einer Zeitspanne von 2–3 Minuten vollständig zu mischen. Das Formtrennmittel und/oder die Fettsäure wurde danach aus einem Eiscremekarton der Flüssigkeit zugefügt und vermischt, bis es vollständig dispergiert war. Der Füllstoff wurde dann nach und nach aus einem tarierten Behälter zugegeben, bis eine konsistente Paste erhalten war, und dann wurde der Inhalt bis zu einer Mindesttemperatur von 32°C weiter gemischt. Danach wurde das Verdickungsmittel in einer Zeitspanne von 2–3 Minuten in die Paste gemischt, der Mischer wurde angehalten und es wurden 175 Gramm der Paste aus dem Behälter entnommen und in eine 4 oz. (118 ml) Weithalsflasche überführt. Die Pastenprobe wurde in der abgedeckten Flasche bei Raumtemperatur gelagert und die Viskosität wurde periodisch gemessen, wobei ein Brookfield Synchro-Lectric Viskosimeter Modell HBT 5X auf einem Helipath-Stativ verwendet wurde.
Der Rest der Paste wurde dann zu dem Schaber in der Box auf der SMC-Maschine gegeben, wo er im Weiteren mit Glasfaser (Fasern ~1'' (25 mm)) zusammengebracht wurde. Die Harzmatte (SMC) konnte dann bis zur Formungsviskosität reifen und wurde danach zu dem gewünschten Gegenstand geformt.
FORMUNGSEINRICHTUNGEN
Prüfplatten mit 18'' × 18'' × 0,120" (46 cm × 46 cm × 0,305 cm)
Flache Platten wurden auf einer 75 t Queens-Hydraulikpresse geformt. Die Presse enthielt einen abgestimmten Formsatz aus 18'' × 18'' (46 cm × 46 cm) chromplattierten Formen. Die Hohlform wurde unten angebracht und die Füllform befand sich oben. Beide Formen wurden elektrisch erwärmt und wurden in getrennten Stromkreisen geregelt, so dass die Formen mit unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden konnten. Die obere und untere Temperatur betrug 148°C. Der Formungsdruck, der von 0–75 t variiert werden kann, wurde bei 1000 psig (6900 kPa Überdruck) betrieben. Die Härtungszeit betrug 90 Sekunden und die Verschließgeschwindigkeit betrug 12 inch/Minute (30,5 cm/Min.). Das Beschickungsgewicht betrug 1200 Gramm. Die Form enthielt keine Auswurfstifte; deshalb wurde die geformte Platte mit einem Gummisaugnapf und unter Verwendung eines Luftstroms entnommen. Die Platten wurden auf eine ebene Fläche gelegt, beschwert, um sie flach zu halten, und über Nacht der Abkühlung überlassen.
Der elektrische Oberflächenwiderstand wurde mit einem Weitbereichswiderstandsmesser von Electrotech-Systems, Modell 872A, gemessen, welches mit einem konzentrischen Messfühler für den elektrischen Widerstand, Modell 803B, ausgestattet war. Die Messungen wurden gemäß ASTM D 257 durchgeführt. Eine Messung des Oberflächenwiderstands bei 10 Volt wurde vorgenommen, indem der Widerstandsmessfühler auf der flachen Oberfläche einer Prüfplatte platziert wurde. Der Dekadenumschalter des Widerstandsmessers wurde innerhalb des Bereiches des Analogmessgerätes eingestellt. Der Oberflächenwiderstand, Ω/sq. (Ohm pro Quadratzentimeter), wurde dann direkt abgelesen. Die angegebenen Werte des Oberflächenwiderstands von Beispiel 3 sind ein Mittelwert aus neun Ablesungen an jeder Prüfplatte.
Beispiel 1
Herstellung von leitfähigem Additiv
Das Brabender Torsionsrheometer ist eine Maschine, die in der Lage ist, die Heißschmelz-Mischbedingungen eines Doppelschneckenextruders zu simulieren, und geeignet ist, Polymergemische im Labormaßstab herzustellen. Temperatur, Mischzeit und UpM des Mischers können nach Wunsch variiert werden. Die abhängige Variable, das Drehmoment des Mischers, wird digital angezeigt und kann mittels eines Streifenschreibers verfolgt werden.
Das LPS-4015 und Zinkstearat wurden zuerst in den passenden Anteilen abgewogen, um die in Tabelle 1 dargelegten Zusammensetzungen bereitzustellen, und über einen Einfülltrichter in die Brabender Mischkammer eingebracht. Die Materialien wurden gemischt, bis die Drehmomentskurve "flach auslief", um eine homogene Dispersion sicherzustellen. Dieser Wert des Drehmoments wurde als Anfangsdrehmoment registriert. Der leitfähige Kohlenstoff wurde zugegeben und die Peaktemperatur des Polymers sowie das Peakdrehmoment, das höchste erhaltene Drehmoment, wurden aufgezeichnet. Die Geschwindigkeit wurde nach 5 Minuten auf 100 UpM eingestellt. Bei einer Gesamtmischzeit von 10 Minuten wurde die Mischkammer abmontiert, das Gemisch wurde entnommen und der Abkühlung überlassen. Tabelle 1 zeigt die verschiedenen Zusammensetzungen der leitfähigen Additive.
Beispiel 2
Herstellung von Formmassen
Die nachstehende Tabelle 2 zeigt die Rezepturen, die zur Untersuchung der verschiedenen in Beispiel 1 hergestellten Zusammensetzungen leitfähiger Additive verwendet wurden.
Alle Parameter mit Ausnahme des leitfähigen Additivs wurden konstant gehalten. Man beachte, dass Probe 11 die Kontrolle ist, bei der der leitfähige Ruß direkt zur Harzrezeptur gegeben und auf dieser Stufe dispergiert wurde. Dieser leitfähige Ruß war der gleiche wie in den leitfähigen Additiven, wurde aber nicht der hohen Mischscherung der Polymerschmelze und ihren degradierenden Wirkungen unterworfen. Es wurden auch alle Komponenten unter Verwendung einer hoch scherenden Cowles-Schaufel vorgemischt, bis die Feststoffe gelöst/dispergiert waren. Der Polymerisationsinitiator, tBIC, wurde zugefügt/gemischt und danach erfolgte die Zugabe von Zinkstearat. Die Paste wurde in den Hobart-Mischer überführt, wo Calciumcarbonat zugegeben und bei hoher Geschwindigkeit vermischt wurde. Das Verdickungsmittel, PG-91148, wurde unter mittlerer Geschwindigkeit zugefügdgemischt. Abschließend wurden unter geringer Geschwindigkeit 15 Gew.-% Glasfaser zugegeben, vermischt und benetzt. Die Formmasse wurde dann auf den vorgeschriebenen Wert abgewogen, eingewickelt und vor der Formung zwei Tage der Reifung überlassen.
Beispiel 3
Messungen des elektrischen Widerstands
Platten, die gemäß dem vorstehend beschriebenen Mischverfahren hergestellt waren, wurden geformt und auf elektrische Leitfähigkeit geprüft. Die Ergebnisse der Charakterisierung sind in Tabelle 3 dargelegt.
Tabelle 3 gibt das Spitzendrehmoment an, das während der Zumischung des leitfähigen Rußes in die Polymerschmelze registriert wurde. Probe 6, die das leitfähige Additiv enthält, in welchem kein Zinkstearat als Verarbeitungshilfsstoff verwendet wurde, hatte das höchste Spitzendrehmoment und wie erwartet den höchsten Oberflächenwiderstand. Wenn man von Probe 7 zu Probe 10 fortschreitet, nimmt das Niveau des Verarbeitungshilfsstoffes Zinkstearat zu, das Spitzendrehmoment nimmt ab und der Oberflächenwiderstand nimmt ebenfalls ab. Probe 11 hat keinen Wert für das Spitzendrehmoment, weil der leitfähige Ruß und das thermoplastische niedrig profilierte Additiv direkt in die Formungsrezeptur eingebracht wurden. Dies ist eine Bedingung mit bestem Resultat, die den geringsten Oberflächenwiderstand ergab, weil der leitfähige Ruß nicht dem mechanischen Abbau des Mischvorgangs der Polymerschmelze unterworfen war. Tatsächlich ergab sich der Oberflächenwiderstand zu 1 × 10⁴ Ohm/cm², dem niedrigsten registrierten Wert.
Beispiel 4
Elektrostatischer Anstrich von SMC-Platten
SMC mit einer ähnlichen Zusammensetzung wie die vorstehend beschriebenen BMC-Platten wurden elektrostatisch angestrichen, um eine leitfähige Platte gegenüber einer nicht leitfähigen Platte im elektrostatischen und nicht-elektrostatischen Anstrichverfahren zu bewerten.
In beiden Verfahren wurde ein mit Luft unterstützter Anstrich bei der Ermittlung der Transfereffizienz ("TE") verwendet. TE ist definiert als der Prozentsatz von festem Beschichtungsmaterial, der auf ein Substrat übertragen wurde. TE kann ermittelt werden, wenn die Werte von vier Hauptvariablen bekannt sind: Maschinengeschwindigkeit, Targetbreite, Strömungsrate und Gesamtfeststoffgehalt.
Die Maschinengeschwindigkeit wurde anhand der Bewegung der Auftragsvorrichtung (Nordson SCF AE-1) entlang dem Substrat ermittelt. Der Sprühautomat bewegt die Auftragsvorrichtung von links nach rechts, während bei offenem Ventil über das Target gesprüht wird. Die Bewegung der Vorrichtung ist eine Messgröße innerhalb des Sprühautomaten und wird in inch/Minute elektronisch angezeigt. Die Eichung wird manuell durch Zeitmessung der Bewegung der Sprühvorrichtung über eine bekannte Strecke, d. h. 24 inch, vorgenommen und vor jedem Durchlauf per Hand berechnet.
Die Breite der Targetplatte ist lediglich die Breite der SMC-Platte, 18 inch.
Die Strömungsrate ist die Differenz zwischen zwei Massendurchflussmessern in einem bestimmten Zeitraum, um die Strömungsrate der Düsen zu ermitteln, während die Applikationsvorrichtung vor dem Werkstück vorbei lief. Das UNICARB^®-System, erhältlich von Union Carbide Corporation, Danbury, CT, welches auf der Verwendung von überkritischem Kohlendioxid (CO₂) als Lösungsmittel basiert, wurde in diesem Experiment benutzt. Zur Bestimmung der CO₂-Konzentration wurde ein (Hoke-)Prüfzylinder verwendet. Der Betrag der Gesamtströmungsdifferenz der Massendurchflussmesser wurde dann mit der CO₂-Konzentration multipliziert. Dies ergab das Volumen an Beschichtungsmaterial, das während eines abgestoppten Intervalls von der Applikationsvorrichtung versprüht wurde. Der Massenfluss ist das berechnete besprühte Maß pro Minute.
Der Gesamtfeststoffgehalt wurde ermittelt, indem eine Probe von 0,25 g–0,50 g der Beschichtung in Aluminium-Probentiegeln 60 Minuten bei 110°C eingebrannt wurde.
Die TE wurde wie nachstehend berechnet: Maschinengeschwindigkeit Sekunden ("s")/Fuß ("ft") × Plattenbreite (ft) × Strömungsrate (g/s) × Gesamtfeststoffgehalt = Versprühte Feststoffmenge (g)
Das Taragewicht (g) der Targetplatte wird bestimmt. Die Platte wird dann beschichtet, eingebrannt und danach gewogen (Feststoffmenge + Taragewicht (g)). Dann wird die Feststoffmenge, die auf die Platte aufgetragen wurde, ermittelt. Aufgetragene Feststoffmenge (g) = (Feststoffmenge + Taragewicht (g)) – (Taragewicht (g)) TE (%) = (Aufgetragene Feststoffmenge (g)/Versprühte Feststoffmenge (g)) × 100
Die erste Spalte in Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse des elektrostatischen Anstreichens (ES) der Platten. Die TE der leitfähigen SMC-Platte beträgt 44,4 % gegenüber derjenigen der nicht-leitfähigen SMC-Platte von 10,1 %. Die niedrige TE der nicht-leitfähigen SMC-Platte scheint die Folge der geladenen Farbtröpfchen zu sein, die von der zunehmend aufgeladenen Plattenoberfläche zurückgestoßen werden, d.h. da die SMC nicht-leitfähig ist, kann eine statische Ladung nicht schnell genug zur Erde abfließen, um eine Ladungsakkumulierung zu verhindern. Die nächste Spalte ist für die nicht ES-gestrichenen Platten, und wie erwartet sind die TE-Werte für beide Typen von SMC praktisch die gleichen. Jedoch beträgt für die nicht-leitfähige, nicht-ES Platte die TE 33,3 %, oder etwa 10 % weniger als für die leitfähige, ES-gestrichene Platte.
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen speziellen Ausführungsformen der Erfindung werden Fachleute anerkennen, dass andere Ausführungsformen im Umfang der nachfolgenden Patentansprüche eingeschlossen sein sollen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Zusammensetzung, umfassend das Zusammengeben eines geschmolzenen thermoplastischen Polymers, das ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 10.000 bis 250.000 aufweist, mit Ruß und einer wirksamen Menge eines Gleitmittels zur Förderung der elektrischen Leitfähigkeit der Zusammensetzung in einem Extruder und Extrudieren eines Gemisches der Komponenten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gleitmittel ausgewählt ist aus Metallstearaten, Polyalkylenglycolen, Polyalkylenoxiden, Detergentien, Phosphorsäureestern, Polyetherpolyolen und Gemischen davon.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Zusammengeben bei einer Temperatur von 100 bis 200°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Zusammengeben bei einem Druck von 100 bis 2.000 psia (690 bis 13.800 kPa) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Spitzendrehmoment der Zusammensetzung geringer als 1.000 M-g ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ruß in Form von Aggregaten vorliegt, die eine Teilchengröße von 10 bis 75 Nanometern haben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Rußaggregate Teilchen umfassen, die eine Teilchengröße von 1 bis 10 Mikrometern haben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das thermoplastische Polymer ein Polyvinylacetathomopolymer oder -copolymer ist, das ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 50.000 bis 180.000 aufweist.