DE602005004560T2

DE602005004560T2 - Vorgeformte zusammensetzungen in geformter form mit polymermischungen

Info

Publication number: DE602005004560T2
Application number: DE602005004560T
Authority: DE
Inventors: Michael A. Valencia COSMAN; Adrian K. El Segundo BALLADARES
Original assignee: PRC Desoto International Inc
Current assignee: PRC Desoto International Inc
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2025-09-03
Also published as: EP1786867A2; AU2005282553B2; KR20070040839A; KR100887788B1; CA2578715C; ATE384767T1; IL181646A0; IL181646A; ES2300064T3; WO2006029145A3; CN101044206B; AU2005282553A1; RU2399638C2; JP2008512521A; CA2578715A1; CN101044206A; WO2006029145A2; EP1786867B1; JP2015057489A; UA81885C2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft vorgeformte Zusammensetzungen in gestalteter Form und die Verwendung vorgeformter Zusammensetzungen zur Abdichtung von Öffnungen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Elektromagnetische Interferenz kann als unerwünschte geleitete oder gestrahlte elektrische Störungen aus einer elektrischen oder elektronischen Quelle einschließlich Einschaltstöße definiert werden, die den Betrieb von anderen elektrischen oder elektronischen Vorrichtungen stören können. Solche Störungen können bei Frequenzen im gesamten elektromagnetischen Spektrum vorkommen. Radiofrequenzinterferenz („RFI") wird oft austauschbar mit elektromagnetischer Interferenz („EMI") verwendet, obwohl RFI sich richtigerweise auf den Teil der Radiofrequenzen des elektromagnetischen Spektrums bezieht, der üblicherweise als 10 Kilohertz (kHz) bis 100 Gigahertz (Ghz) definiert wird.
Elektronisches Zubehör ist üblicherweise in einem Gehäuse eingefasst. Das Gehäuse dient nicht nur als physikalische Sperre zum Schutz des Zubehörs vor der Umgebung, sondern kann auch zur Abschirmung von EMI-/RFI-Strahlung dienen. Es können Einfassungen mit der Fähigkeit zur Absorbtion und/oder Reflektion von EMI-/RFI-Energie eingesetzt werden, um die EMI-/RFI-Energie in der Quellenvorrichtung räumlich zu beschränken und um die Vorrichtung oder andere externe Vorrichtungen vor anderen EMI-/RFI-Quellen zu isolieren. Um die weitere Zugänglichkeit zu den inneren Komponenten zu gewährleisten, sind die meisten Einfassungen mit zu öffnenden oder zu entfernenden Zugängen wie Türen, Klappen, Frontplatten oder Deckeln versehen. Es existieren typischerweise Fugen zwischen den Zugängen und den entsprechenden zusammenpassenden Oberflä chen, die die Wirksamkeit der elektromagnetischen Abschirmung dadurch verringern, dass sie Öffnungen darstellen, durch die Strahlungsenergie emittiert werden kann. Solche Fugen stellen auch Unterbrechungen in der Oberfläche und der Leitfähigkeit des Gehäuses als Erdung dar, und in einigen Fällen können sie eine sekundäre Quelle von EMI-/RFI-Strahlung dadurch bilden, dass sie als eine Schlitzantenne fungieren.
Zum Füllen von Fugen zwischen den zusammenpassenden Oberflächen des Gehäuses und der zu entfernenden Zugänge werden Dichtungen und andere Dichtmittel verwendet, um die elektrische Kontinuität über die Struktur hinweg aufrecht zu halten und um zerstörende Stoffe aus der Umgebung wie teilchenförmige Stoffe, Feuchtigkeit und korrosive Substanzen auszuschließen. Solche Dichtmittel sind an eine oder beide der zusammenpassenden Oberflächen gebunden oder mechanisch befestigt und funktionieren so, dass sie einen durchgehenden leitenden Weg durch Anpassung an die Unregelmäßigkeiten der Oberfläche beim Auftragen eines Drucks etablieren.
Konventionelle Verfahren zur Herstellung von EMI-/RFI-abschirmenden Dichtungen umfassen Extrusion, Formen und Ausstanzen. Das Formen involviert das Formpressen oder Spritzgussformen eines ungehärteten oder thermoplastischen Harzes in eine bestimmte Konfiguration. Stanzen involviert das Formen einer Dichtung aus einem gehärteten polymeren Material, die in eine bestimmte Konfiguration unter Verwendung einer Stanze zugeschnitten oder ausgestanzt wird. Es werden auch Vor-Ort-(„VO")-Verfahren verwendet, um EMI-/RFI-abschirmende Dichtungen zu formen, wobei das Verfahren das Anbringen eines Wulst aus einer viskosen, härtbaren, elektrisch leitfähigen Zusammensetzung in einem fließfähigen Zustand auf eine Oberfläche involviert, der anschließend durch die Anwendung von Hitze, atmosphärischer Feuchte oder ultravioletter Strahlung vor Ort gehärtet wird, um eine elektrisch leitende, EMI-/RFI-abschirmende Dichtung zu formen.
Es wird typischerweise eine elektrische Leitfähigkeit und eine wirksame EMI-/RFI-Abschirmung auf polymere Dichtungen durch das Einbringen leitfähiger Materialien in die Polymermatrix vermittelt. Die leitfähigen Elemente können Metall- oder metallplattierte Teilchen, Gewebe, Gitter und Kügelchen umfassen. Das Metall kann zum Beispiel in der Form von Filamenten, Teilchen, Flocken oder Kugeln vorliegen. Beispiele von Metallen umfassen Kupfer, Nickel, Silber, Aluminium, Zinn und Stahl. Andere leitende Materialien, die verwendet werden, um eine wirksame EMI-/RFI-Abschirmung auf Polymerzusammensetzungen zu vermitteln, umfassen leitende Teilchen oder Fasern, die Kohlenstoff oder Graphit enthalten. Es können auch leitende Polymere wie Polythiophene, Polypyrrole, Polyanilin, Poly(p-phenylen)vinylen, Polyphenylensulfid, Polyphenylen und Polyacetylen verwendet werden.
Zusätzlich zum Abschirmen von EMI-/RFI-Strahlung ist es in bestimmten Anwendungen auch wünschenswert, dass die Dichtung für eingehende Strahlung mit breitem Spektrum durchlässig ist, die zu Nachweis-, Positions- oder Erkennungszwecken verwendet wird. Zum Beispiel hat Mikrowellenstrahlung von 5 bis 18 GHz, 35 GHz, 94 GHz, 140 GHz und 220 GHz eine nützliche militärische Bedeutung. Auf eine Oberfläche einwirkende elektromagnetische Strahlung wird durch das Material teilweise reflektiert und teilweise absorbiert und die Summe dieser Wirkungen bestimmt die Wirksamkeit der Abschirmung. Die Wirksamkeit der Abschirmung hängt von verschiedenen Faktoren einschließlich der Frequenz der elektromagnetischen Strahlung, der Leitfähigkeit des abschirmenden Materials, der Dicke und Durchlässigkeit des abschirmenden Materials und dem Abstand zwischen der Strahlungsquelle und dem EMI-/RFI-Schild ab. Bei hohen Frequenzen oberhalb von ungefähr 10 GHz bestimmt sich die Wirksamkeit der Abschirmung hauptsächlich durch die Fähigkeit des abschirmenden Materials, die einfallende Strahlung zu absorbieren. Es werden ferromagnetische Teilchen mit hoher Durchlässigkeit wie Eisen, Carbonyleisen, Kobaltmetalllegierungen und Nickelmetalllegierungen als radarabsorbierende Materialien verwendet.
Zusätzlich zur Bereitstellung einer kontinuierlichen elektrischen Leitfähigkeit und einer Wirksamkeit zur Abschirmung von EMI/RFI ist es bei bestimmten Anwendungen wünschenswert, dass Dichtungen oder Dichtmittel an Oberflächen, die der Umgebung ausgesetzt sind, wie bei Luft- und Raumfahrtfahrzeugen, nicht zu einer Korrosion der Metalloberflächen führen. Wenn ungleiche Metalle und/oder leitfähige Verbundmaterialien in der Gegenwart eines Elektrolyten verbunden wer den, entsteht ein galvanisches Potential an der Grenzfläche zwischen den ungleichen Leitern. Wenn die Dichtung an der Grenzfläche der Umgebung ausgesetzt wird, insbesondere bei extremen Umweltbedingungen wie Salznebel, der eine hohe Konzentration an SO₂ enthält, dann wird die Korrosion der am wenigsten edlen der leitenden Oberflächen zustande kommen. Die Korrosion kann zu einer Verschlechterung in der Wirksamkeit der EMI-/RFI-Abschirmung der Dichtung führen. Es können auch andere Mechanismen als galvanische Potentiale, z. B. Spaltkorrosion, die elektrische und mechanische Integrität der Einfassung beeinträchtigen.
Polysulfidpolymere sind auf dem Gebiet bekannt. Die Herstellung von Polysulfidpolymeren wird durch Fettes und Jorzak, Industrial Engineering Chemistry, November, 1950, auf den Seiten 2217 bis 2223 beschrieben. Die kommerzielle Verwendung von Polysulfidpolymeren bei der Herstellung von Dichtmitteln für Luftfahrtanwendungen ist seit langem bekannt und wird kommerziell genutzt. Dichtmittel aus Polysulfid wurden wegen der hohen Zugfestigkeit, hohen Reißfestigkeit, Wärmebeständigkeit und Beständigkeit gegen ultraviolettes Licht verwendet, um Außenrümpfe von Luftfahrtfahrzeugen abzudichten. Dichtmittel aus Polysulfid wurden wegen der Beständigkeit gegenüber Treibstoff und der Haftung beim Aussetzen an Treibstoff verwendet, um Treibstofftanks von Flugzeugen abzudichten.
Dichtmittel aus Polysulfid werden im Allgemeinen durch Extrusion unter Verwendung einer Pistole aufgetragen. Das Extrudieren eines Dichtmittels zur Abdichtung von Öffnungen in einer Flugzeugzelle wie solchen, die mit Zugangstüren oder Frontplatten in Verbindung stehen, kann einen erheblichen Aufwand erfordern. Der innere Umfang der Zugangstüröffnung wird abgedeckt und der äußere Umfang der Zugangstür wird mit einem Trennmittel beschichtet, um das Schließen der Zugangstür durch Abdichten zu vermeiden. Das Dichtmittel wird extrudiert und die Zugangstür wird in Position gebracht und festgeklammert, um das überschüssige Dichtmittel um die Zugangstür herumzudrücken. Das Dichtmittel wird härten gelassen und das überschüssige Dichtmittel wird weggeschnitten. Dieses Verfahren ist zeitintensiv und kann die Anforderungen an den Arbeitsaufwand zur Wartung eines Flugzeugs mit vielen Zugangstüren wesentlich erhöhen.
Einige Flugzeuge können 100 oder mehr Zugangstüren haben, die verwendet werden, um empfindliches elektronisches Zubehör oder Armaturen abzudecken, zu denen man regelmäßig Zugang braucht.
Dem entsprechend ist es wünschenswert, Zusammensetzungen und Verfahren zur Abdichtung von Zugangstüren zur Verfügung zu stellen, zum Beispiel solchen in einer Flugzelle eines Fahrzeugs für die Luft- oder Raumfahrt, die nicht so arbeits- und zeitintensiv sind, wie das konventionelle Extrusionsverfahren zur Abdichtung der Zugangstüren. Es ist auch wünschenswert, solche Zusammensetzungen und Verfahren zur Verfügung zu stellen, die zudem eine wirksame EMI-/RFI-Abschirmung bieten und minimale Korrosion für leitende Oberflächen auslösen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf vorgeformte Zusammensetzungen in gestalteter Form gerichtet, enthaltend eine Polymermischung, die wenigstens eine Polysulfidkomponente und wenigstens eine Polythioetherkomponente enthält.
Die vorliegende Erfindung ist zudem auf Verfahren zur Abdichtung einer Öffnung gerichtet, umfassend: (a) Abdecken der Öffnung mit der vorgeformten Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in gestalteter Form und (b) Härten der Zusammensetzung, um die Öffnung abzudichten.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf eine vorgeformte Zusammensetzung in gestalteter Form gerichtet, enthaltend eine Polymermischung, die wenigstens eine Polysulfidkomponente und wenigstens eine Polythioetherkomponente enthält. Der Begriff „vorgeformt" bezieht sich auf eine Zusammensetzung, die in eine bestimmte Gestalt zur leichteren Verpackung, Lagerung und/oder Anwendung geformt werden kann. Eine Zusammensetzung, die vorgeformt ist, kann in jede Form umgeformt werden, entweder vorsätzlich oder als ein Ergebnis des Transports und/oder der Handhabung. Der Begriff „gestaltete Form" bezieht sich auf eine derartige Konfiguration, dass die Dicke der vorgeformten Zusammensetzung im Wesentlichen kleiner als die Lateraldimension ist, und umfasst, ist aber nicht beschränkt auf, Bänder, Folien und ausgeschnittene oder Dichtungsformen. Die „gestaltete Form" kann in der Form eines Bandes vorliegen, was eine schmale Form, einen Streifen oder ein Band bedeutet, die als Rollen, Wicklungen oder Streifen gelagert werden können. Die „gestaltete Form" kann auch in den Dimensionen der abzudichtenden Öffnung gestanzt werden.
„Dichtmittel" und ähnliche Begriffe beziehen sich auf Zusammensetzungen, die die Fähigkeit aufweisen, atmosphärischen Bedingungen wie Feuchtigkeit und/oder Temperatur zu widerstehen und/oder wenigstens teilweise die Durchlässigkeit von Materialien wie Wasser, Treibstoff und/oder anderen Flüssigkeiten sowie Gasen zu blockieren. Dichtmittel haben oft auch haftende Eigenschaften. „Öffnung" bezieht sich auf ein Loch, eine Fuge, einen Schlitz oder eine andere Öffnung. Der Begriff „längliche Öffnung" bezieht sich auf eine solche Öffnung, bei der die Länge wenigstens drei Mal deren Breite ist. „Abschirmen" und ähnliche Begriffe beziehen sich auf die Fähigkeit, einfallende elektromagnetische Strahlung abzulenken, umzulenken und/oder zu reflektieren. Die Wirksamkeit der Abschirmung stellt das Verhältnis der elektromagnetischen Energie, die durch eine Abschirmung durchgeführt wird, zu der elektromagnetischen Energie dar, die auf die Abschirmung auftrifft.
Die Polymermischung der vorliegenden Erfindung umfasst wenigstens eine Polysulfidkomponente und wenigstens eine Polythioetherkomponente. Die „Polysulfidkomponente" der vorliegenden Erfindung enthält ein Polysulfidpolymer, das mehrere Schwefel-Schwefel-Bindungen, d. h. -[S-S]-, in dem Polymergerüst und/oder in den endständigen oder seitenständigen Positionen auf der Polymerkette enthält. Typischerweise werden die Polysulfidpolymere in der vorliegenden Erfindung zwei oder mehrere Schwefel-Schwefel-Bindungen aufweisen. Geeignete Polysulfide sind käuflich von Akzo Nobel unter dem Namen THIOPLAST verfügbar. Produkte aus THIOPLAST sind in einem großen Bereich von Molekulargewichten im Bereich von zum Beispiel weniger als 1.100 bis über 8.000 verfügbar, wobei das Molekulargewicht das mittlere Molekulargewicht in Gramm pro Mol ist. Besonders geeignet als ein zahlenmittleres Molekulargewicht ist 1.000 bis 4.000. Die Vernet zungsdichte dieser Produkte variiert auch abhängig von der Menge des verwendeten Vernetzungsmittels. Der „-SH"-Gehalt, d. h. der Mercaptangehalt, dieser Produkte kann auch variieren. Der Mercaptangehalt und das Molekulargewicht des Polysulfids können die Härtungsgeschwindigkeit der Mischung beeinflussen, wobei sich die Härtungsgeschwindigkeit mit dem Molekulargewicht erhöht.
In einigen Ausführungsformen ist es wünschenswert, eine Kombination von Polysulfiden zu verwenden, um das gewünschte Molekulargewicht und/oder die Vernetzungsdichte in dem Polymergemisch zu erreichen. Unterschiedliche Molekulargewichte und/oder Vernetzungsdichten können unterschiedliche Eigenschaften zu der Mischung und den Zusammensetzungen, die das Gemisch enthalten, beitragen. Zum Beispiel haben Mischungen, bei denen die Polysulfidkomponente mehr als ein Polysulfidpolymer enthält und eines der Polysulfidpolymere ein Molekulargewicht von ungefähr 1.000 aufweist, die wünschenswerte Eigenschaft, dass sie nicht kristallisieren.
Die zweite Komponente der Polymermischung der vorliegenden Erfindung ist ein Polythioether. Die „Polythioetherkomponente" der vorliegenden Erfindung ist ein Polymer, das wenigstens eine Polythioetherbindung enthält, d. h. -[-CH₂-CH₂-S-CH₂-CH₂-]-. Typische Polythioether haben 8 bis 200 dieser Bindungen. Polythioether, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen solche, die in dem U.S. Patent Nr. 6,372,849 beschrieben werden. Geeignete Polythioether haben typischerweise ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 1.000 bis 10.000 wie 2.000 bis 5.000 oder 3.000 bis 4.000. In einigen Ausführungsformen endet die Polythioetherkomponente mit nicht reaktiven Gruppen wie Alkyl und in anderen Ausführungsformen wird sie reaktive Gruppen in den endständigen oder seitenständigen Positionen enthalten. Typische reaktive Gruppen sind Thiol, Hydroxyl, Amino, Vinyl und Epoxy. Für eine Polythioetherkomponente, die reaktive funktionelle Gruppen enthält, liegt die mittlere Funktionalität typischerweise im Bereich von 2,05 bis 3,0 wie von 2,1 bis 2,6. Eine spezifische mittlere Funktionalität kann durch die geeignete Auswahl der reaktiven Bestandteile erreicht werden. Beispiele von geeigneten Polythioethern sind von PRC-Desoto International, Inc., unter dem Markennamen PERMAPOL wie PERMAPOL P-3.1E oder PERMAPOL P-3 verfügbar. Wie bei der Polysulfidkomponente können Kombina tionen von Polythioethern verwendet werden, um die Polythioetherkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen.
Die Polymermischungen der vorliegenden Erfindung können mit allen Standardmitteln, die auf dem Gebiet bekannt sind, hergestellt werden, wie durch das Mischen der Polysulfidkomponente und der Polythioetherkomponente und das Mischen in einem Standardmischer wie einem Cowls-Mischer oder einem Planetenmischer. Das Verhältnis der Polysulfidkomponente zu der Polythioetherkomponente in der Mischung kann im Bereich von 10:90 bis 90:10 liegen. Ein Verhältnis von 50:50 ist für einige Ausführungsformen besonders geeignet. Das Molekulargewicht der vorliegenden Polymermischung liegt typischerweise bei 1.000 bis 8.000 wie 3.500 bis 4.500, wie es theoretisch oder unter Verwendung einer GPC (Gelpermeationschromatographie) gemessen wird. Die Tg der Polymermischung ist typischerweise –70°C oder niedriger wie –60°C oder niedriger. Die Viskosität der Mischung wird typischerweise niedriger als die Viskosität eines Polysulfids mit einem vergleichbaren Molekulargewicht sein; dies trägt zur Leichtigkeit der Handhabung der vorliegenden Zusammensetzungen bei und kann die Notwendigkeit für Lösungsmittel minimieren, wenn nicht sogar eliminieren.
Die Polymermischung der vorliegenden Zusammensetzungen enthält typischerweise 10 bis 50 Gewichtsprozent wie 20 bis 30 Gewichtsprozent, wobei die Gewichtsprozentangabe auf das Gewicht der gesamten vorgeformten Zusammensetzung bezogen ist.
In bestimmten Ausführungsformen enthält die vorgeformte Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zusätzlich ein geeignetes Härtungsmittel. Der Begriff „Härtungsmittel" bezieht sich auf jedes Material, das hinzu gegeben werden kann, um die Härtung oder Gelierung der Polymermischung zu beschleunigen. In einigen Ausführungsformen ist das Härtungsmittel bei 10°C bis 80°C reaktiv. Der Begriff „reaktiv" bedeutet die Fähigkeit zur chemischen Reaktion und umfasst jedes Ausmaß einer Reaktion von einer teilweisen bis zur vollständigen Reaktion eines Recktanten. In bestimmten Ausführungsformen ist ein Härtungsmittel reaktiv, wenn es eine Vernetzung oder Gelierung eines schwefelhaltigen Polymers zur Verfügung stellt. „Härten" bezieht sich auf den Punkt, an dem die Zusammenset zung eine Härtungshärte von 30 Durometer „A" erreicht, wie sie gemäß ASTM D2240 gemessen wird.
In bestimmten Ausführungsformen enthält die vorgeformte Zusammensetzung ein Härtungsmittel, das Oxidationsmittel enthält, die endständige Mercaptangruppen in der Mischung oxidieren. Nützliche Härtungsmittel umfassen Bleidioxid, Mangandioxid, Calciumdioxid, Natriumperboratmonohydrat, Calciumperoxid, Zinkperoxid, Dichromat und Epoxy. Andere geeignete Härtungsmittel können reaktive funktionelle Gruppen enthalten, die mit den funktionellen Gruppen in der Polymermischung reaktiv sind. Beispiele umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Polythiole wie Polythioether; Polyisocyanate wie Isophorondiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat und Mischungen und Isocyanuratderivate davon; sowie Polyepoxide. Beispiele von Polyepoxiden umfassen Hydantoindiepoxid, Bisphenol-A-Epoxide, Eisphenol-F-Epoxide, Epoxide vom Novolac-Typ, aliphatische Polyepoxide und epoxidierte ungesättigte und phenolische Harze. Der Begriff „Polyepoxid" bezieht sich auf ein Material mit einem 1,2-Epoxyäquivalent von mehr als 1 und umfasst Monomere, Oligomere und Polymere. Es können auch Härtungsbeschleuniger oder Retadierungsmittel verwendet werden, wie eine Härtungsbeschleunigermischung aus Dimethylen/Thiuram/Polysulfid oder ein Härtungsretadierungsmittel aus Stearinsäure, das die Geschwindigkeit der Härtung verlangsamt und dadurch das „Topfzeit" der Zusammensetzung verlängert. Zur Steuerung der Eigenschaften der Zusammensetzung werden ein oder mehrere Materialien hinzugegeben, die wenigstens teilweise Feuchtigkeit aus der Zusammensetzung entfernen, wie ein Molekularsiebpulver.
Die vorgeformten Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können auch ein oder mehrere Additive enthalten. „Additive" bezieht sich auf nicht reaktive Komponenten in der vorgeformten Zusammensetzung, die eine gewünschte Eigenschaft bereitstellen. Beispiele von Additiven umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Füllstoffe, Haftvermittler und Weichmacher. Füllstoffe, die in den vorliegenden Zusammensetzungen nützlich sind, insbesondere für Luftfahrtanwendungen, umfassen solche, die üblicherweise auf dem Gebiet verwendet werden, wie Ruß, Calciumcarbonat (CaCO₃), Siliciumdioxid, Nylon und Ähnliche. Pottingfüllstoffe umfassen beispielsweise Materialien mit großer Bandlücke wie Zink sulfid und anorganische Bariumverbindungen. In einer Ausführungsform enthalten die Zusammensetzungen ungefähr 10 bis ungefähr 70 Gewichtsprozent des gewählten Füllstoffes oder eine Kombination von Füllstoffen wie ungefähr 10 bis 50 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. In einer Ausführungsform wird eine Kombination aus Glimmer und Polyamid als die Füllstoffstoffkomponente verwendet.
Glimmer ist ein Silicat, das durch eine Spaltung gekennzeichnet ist, die den Platten eine Flexibilität vermittelt. Glimmer umfasst natürliches Muscovit, Phlogopit und Biotit sowie synthetisches Fluorophlogopit und Bariumdisilicat. Die Herstellung von synthetischem Glimmer wird im Encyclopedia of Chemical Technology, Bd. 13, S. 398–424, John Wiley & Sons (1967), beschrieben. Glimmer stellt eine Flexibilität und Geschmeidigkeit für die vorgeformte Zusammensetzung zur Verfügung und reduziert die Klebrigkeit. Polyamidpulver vermittelt Viskosität und verringert die Klebrigkeit der vorgeformten Zusammensetzung. Polyamidharze können durch die Kondensationsreaktion dimerisierter Fettsäuren wie dimerisierter Leinöläure mit niederen aliphatischen Polyaminen wie zum Beispiel Ethylendiamin oder Diethylentriamin hergestellt werden, so dass das Endprodukt mehrere Amidgruppen in dem Harzgerüst aufweist. Ein Verfahren zur Herstellung von Polyamidharzen wird in dem U.S. Patent Nr. 2,450,940 offenbart. Polyamidharze, die für die vorgeformte Zusammensetzung geeignet sind, sind bei der Verwendungstemperatur fest und haben typischerweise ein zahlenmittleres Molekulargewicht von wenigstens 10.000 Dalton.
In bestimmten Ausführungsformen bilden Glimmer und Polyamid zusammen 10 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der vorgeformten Zusammensetzung mit im Wesentlichen gleichen Mengen an Glimmer und Polyamid. „Im Wesentlichen gleich" bedeutet, dass die Menge an Glimmer und die Menge an Polyamid in einer Menge von weniger als 5 Prozent verschieden zueinander vorhanden sind. Die Menge an Glimmer kann im Bereich von 5 Gewichtsprozent bis 25 Gewichtsprozent und die Menge an Polyamid kann im Bereich von 5 Gewichtsprozent bis 25 Gewichtsprozent liegen. In einer Ausführungsform liegt die Menge an Glimmer im Bereich von 10 Gewichtsprozent bis 20 Gewichtsprozent und die Menge an Polyamid liegt im Bereich von 10 Gewichtspro zent bis 20 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der vorgeformten Zusammensetzung.
Es können auch ein oder mehrere Haftvermittler verwendet werden. Geeignete Haftvermittler umfassen Phenolverbindungen wie das phenolische Harz METHYLON, das von Occidental Chemicals verfügbar ist, Organosilane wie epoxy-, mercapto- oder aminfunktionelle Silane wie A-187 und A-1100, die von Osi Specialties verfügbar sind. Es kann ein Haftvermittler in einer Menge von 0,1 bis 15 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierung verwendet werden.
Es kann ein Weichmacher in den vorliegenden Zusammensetzungen in einer Menge im Bereich von 1 bis 8 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierung verwendet werden. Nützliche Weichmacher umfassen Phthalatester, chlorierte Paraffine, hydrierte Terphenyle, etc.
Die Formulierung kann zusätzlich ein oder mehrere organische Lösungsmittel wie Isopropylalkohol in einer Menge im Bereich von 0 bis 15 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierung wie weniger als 15 Gewichtsprozent oder weniger als 10 Gewichtsprozent enthalten.
Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können auch wahlweise andere Additive, die auf dem Gebiet üblich sind, wie Pigmente, Thixotropiemittel, Retardierungsmittel, Katalysatoren und Maskierungsmittel umfassen.
Nützliche Pigmente umfassen solche, die auf dem Gebiet üblich sind, wie Ruß und Metalloxide. Pigmente können in einer Menge von ungefähr 0,1 bis ungefähr 10 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierung vorhanden sein.
Thixotropiemittel, zum Beispiel pyrogene Kieselsäure oder Ruß, können in einer Menge von ungefähr 0,1 bis ungefähr 5 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierung verwendet werden.
Das Härtungsmittel wird im Allgemeinen 2 bis 30 Gewichtsprozent der Gesamtzusammensetzung wie 5 bis 20 Gewichtsprozent ausmachen, wobei die Gewichtsprozentangabe auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung bezogen ist. Im Allgemeinen kann das Äquivalentverhältnis des Härtungsmittels zu der Polymermischung im Bereich von 0,5:1 bis 2,0:1 liegen. Ein Härtungsbeschleuniger, wenn er denn verwendet wird, kann in einer Menge im Bereich von 1 bis 7 Gewichtsprozent vorhanden sein, ein Härtungsretadierungsmittel, wenn es denn verwendet wird, kann in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 1 Gewichtsprozent vorhanden sein, und ein Feuchtigkeitsentferner, wenn er denn verwendet wird, kann in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 1,5 Gewichtsprozent vorhanden sein, wobei die Gewichtsprozentangabe auf das Gesamtgewicht der Härtungsmittelzusammensetzung bezogen ist.
Wenn sie verwendet werden, können Additive bis zu 50 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der vorgeformten Zusammensetzung ausmachen.
In bestimmten Ausführungsformen werden die vorgeformten Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung als Zweipackungs- oder „2K"-Systeme hergestellt, bei denen die Polymermischung in einer Komponente ist, auf die hierin als die Basiszusammensetzung Bezug genommen wird, und das Härtungsmittel in der anderen Komponente ist, die hierin als die Härtungsmittelzusammensetzung bezeichnet wird. Die Basiszusammensetzung und die Härtungsmittelzusammensetzung werden direkt vor der Verwendung gemischt.
Die vorliegende Erfindung ist auch auf eine vorgeformte Zusammensetzung in gestalteter Form gerichtet, enthaltend eine Polymermischung, die wenigstens eine Polyepoxidkomponente und wenigstens eine Polythioetherkomponente und wenigstens einen elektrisch leitenden Füllstoff enthält. Ein „elektrisch leitender Füllstoff" ist ein Füllstoff, der wenn er zu der Formulierung gegeben wird, eine elektrische Leitfähigkeit und/oder eine EMI- und/oder RFI-Abschirmung auf die Formulierung vermittelt. Beispiele solcher Füllstoffe umfassen elektrisch leitende auf Edelmetall basierende Füllstoffe wie reines Silber; mit Edelmetall beschichtete Edelmetalle wie silberbeschichtetes Gold; edelmetallbeschichtete unedle Metalle wie silberbeschichtetes Kupfer, Nickel oder Aluminium, zum Beispiel silberbe schichtete Teilchen mit Aluminiumkern oder platinbeschichtete Kupferteilchen; edelmetallbeschichtetes Glas, Plastik oder Keramiken wie silberbeschichtete Glasmikrosphären, edelmetallbeschichtetes Aluminium oder edelmetallbeschichtete Plastikmikrosphären; edelmetallbeschichteter Glimmer und andere solche leitenden Füllstoffe mit Edelmetall. Es können auch auf unedlen Metallen basierende Materialien geeignet sein, einschließlich mit unedlen Metallen beschichtete unedle Metalle wie kupferbeschichtete Eisenteilchen oder nickelbeschichtetes Kupfer; unedle Metalle, z. B. Kupfer, Aluminium, Nickel, Kobalt; und mit unedlen Metallen beschichtete Nichtmetalle, z. B. nickelbeschichtetes Graphit und Nichtmetallmaterialien wie Ruß und Graphit. Es können auch Kombinationen von leitfähigen Füllstoffen verwendet werden, um die gewünschte Leitfähigkeit, EMI/RFI-Abschirmungswirksamkeit, Härte und andere Eigenschaften, die für eine bestimmte Anwendung geeignet sind, zu erreichen.
Die Form und Größe der elektrisch leitfähigen Füllstoffe ist für vorgeformte Zusammensetzungen der Erfindung nicht kritisch. Die Füllstoffe können jede Form haben, die bei der Herstellung leitfähiger Materialien verwendet wird, einschließlich kugelförmig, flockenförmig, plättchenförmig, unregelmäßig oder faserartig, wie gemahlene oder zerhackte Fasern. Bei der Herstellung vorgeformter Zusammensetzungen in gestalteter Form in Übereinstimmung mit bestimmten Ausführungsformen der Erfindung kann die Zusammensetzung leitfähige Füllstoffe und radarabsorbierende Materialien mit verschiedenen Formen enthalten. Zum Beispiel kann die Form der leitfähigen Füllstoffe kugelförmig, im Wesentlichen kugelförmig oder unregelmäßig sein.
Kohlenstofffasern, insbesondere mit Graphit versehene Kohlenstofffasern, können verwendet werden, um eine elektrische Leitfähigkeit auf vorgeformte Zusammensetzungen der Erfindung zu vermitteln. Kohlenstofffasern, die durch Dampfphasenpyrolyseverfahren gebildet werden und durch Wärmebehandlung mit Graphit versehen werden und die hohl oder fest sind mit einem Faserdurchmesser von 0,1 Mikron bis mehrere Mikron, haben eine hohe elektrische Leitfähigkeit. Wie es in dem U.S. Patent Nr. 6,184,280 offenbart wird, können Kohlenstoffmikrofasern, Nanoröhren oder Kohlenstofffibrillen mit einem äußeren Durchmesser von weniger als 0,1 Mikron bis zu zweistelligen Nanometern als elektrisch leitfähige Füll stoffe verwendet werden. Ein Beispiel einer mit Graphit versehenen Kohlenstofffaser, die für leitfähige vorgeformte Zusammensetzungen der Erfindung geeignet ist, ist PANEX 30MF, eine runde Faser mit einem Durchmesser von 0,921 μm mit einem elektrischen Widerstand von 0,00055 Ω-Zentimeter (cm).
Die mittlere Teilchengröße der elektrisch leitfähigen Füllstoffe kann in dem Bereich liegen, der normalerweise für Füllstoffe in leitfähigen Materialien verwendet wird. In bestimmten Ausführungsformen liegt die Teilchengröße des einen oder der mehreren Füllstoffe bei ungefähr 0,25 μm bis ungefähr 250 μm und in anderen Ausführungsformen bei ungefähr 0,25 μm bis ungefähr 75 μm und in noch weiteren anderen Ausführungsformen bei ungefähr 0,25 μm bis ungefähr 60 μm. In bestimmten Ausführungsformen enthält die vorgeformte Zusammensetzung der Erfindung Ketjen Black EC-600 JD (Akzo Nobel), ein leitfähiger Ruß, der durch eine Iodabsorption von 1.000–11.500 mg/g (Testverfahren J0/84-5) und ein Porenvolumen von 480–510 cm³/100 g (DBP-Absorption, KTM 81-3504) gekennzeichnet ist. In anderen Ausführungsformen ist der Füllstoff aus Ruß Black Pearls 2000 (Cabot Corporation).
In bestimmten Ausführungsformen können elektrisch leitfähige Polymere verwendet werden, um die elektrische Leitfähigkeit von vorgeformten Zusammensetzungen der Erfindung zu vermitteln oder zu modifizieren. Polymere mit Schwefelatomen, die in aromatische Gruppen eingebaut sind, oder die benachbart zu Doppelbindungen liegen, wie in Polyphenylensulfid und Polythiophen, sind dafür bekannt, dass sie elektrisch leitfähig sind. Andere elektrisch leitfähige Polymere umfassen Polypyrrole, Polyanilin, Poly(p-phenylen)vinylen und Polyacetylen. Alle von diesen können entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
In bestimmten Ausführungsformen enthalten die elektrisch leitfähigen vorgeformten Zusammensetzungen der Erfindung elektrisch leitfähige Materialien im Bereich von ungefähr 2 Prozent bis 50 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der elektrisch leitfähigen vorgeformten Zusammensetzung.
Die galvanische Korrosion von ungleichen Metalloberflächen und den elektrisch leitfähigen Zusammensetzungen der Erfindung kann durch die Zugabe von Korro sionsinhibitoren zu der Zusammensetzung und/oder durch die Auswahl geeigneter leitfähiger Füllstoffe minimiert oder verhindert werden. Korrosionsinhibitoren umfassen zum Beispiel Strontiumchromat, Calciumchromat, Magnesiumchromat und Kombinationen derselben, aromatische Triazole und einen sich opfernden Sauerstoffradikalfänger wie Zn; es sind andere geeignete Korrosionsinhibitoren auf dem Gebiet bekannt. In bestimmten Ausführungsformen macht der Korrosionsinhibitor weniger als 10 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der elektrisch leitfähigen vorgeformten Zusammensetzung aus. In anderen Ausführungsformen macht der Korrosionsinhibitor eine Menge im Bereich von 2 Gewichtsprozent bis 15 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der elektrisch leitfähigen vorgeformten Zusammensetzung aus. Eine Korrosion zwischen unähnlichen Metalloberflächen kann auch durch die Auswahl des Typs, der Menge und der Eigenschaften der leitfähigen Füllstoffe, die in der vorgeformten Zusammensetzung vorhanden sind, minimiert oder verhindert werden.
In bestimmten Ausführungsformen kann eine Basiszusammensetzung durch Chargenmischen wenigstens eines Polysulfids, wenigstens eines Polythioethers, Additiven und/oder Füllstoffen in einem Doppelplanetenmischer im Vakuum hergestellt werden. Anderes geeignetes Mischzubehör umfasst einen Knetextruder, einen Sigma-Mischer oder einen Doppel-„A"-Armmischer. Zum Beispiel kann eine Basiszusammensetzung durch Mischen wenigstens eines Polysulfids, wenigstens eines Polythioetherpolymers, eines Weichmachers und eines phenolischen Haftvermittlers hergestellt werden. Nachdem die Mischung ausgiebig gemischt wurde, können zusätzliche Bestandteile getrennt hinzu gegeben und unter Verwendung einer stark scherenden, mahlenden Klinge wie einer Cowls-Klinge bis zur Fertigstellung gemischt werden. Beispiele von zusätzlichen Inhaltsstoffen, die zu einer Basiszusammensetzung gegeben werden können, umfassen Korrosionsinhibitoren, nicht leitfähige Füllstoffe, elektrisch leitfähige Fasern, elektrisch leitfähige Flocken und Silanhaftvermittler. Die Mischung kann dann für zusätzliche 15 bis 20 Minuten im Vakuum von 27 Inch Quecksilber oder mehr zur Verringerung oder zum Entfernung von eingeschlossener Luft und/oder Gasen gemischt werden. Die Basiszusammensetzung kann dann aus dem Mischer unter Verwendung eines Hochdruckkolbenstempels extrudiert werden.
Die Zusammensetzung des Härtungsmittels kann durch Chargenmischen des Härtungsmittels und anderer Additive hergestellt werden. In bestimmten Ausführungsformen werden 75 Prozent des gesamten Weichmachers wie eines teilweise hydrierten Terphenyls und ein Beschleuniger wie eine Mischung aus Dipentamethylen/Thiuram/Polysulfid in einem Einzelschaftankermischer gemischt. Molekularsiebpulver wird dann hinzu gegeben und für 2 bis 3 Minuten gemischt. Fünfzig Prozent des gesamten Mangandioxids werden dann bis zum Einstich gemischt. Stearinsäure, Natriumstearat und der verbleibende Weichmacher werden dann eingemischt gefolgt durch die verbleibenden 50 Prozent des Mangandioxids, das bis zum Einstich gemischt wird. Es wird dann pyrogene Kieselsäure bis zum Einstich eingemischt. Wenn die Mischung zu dick ist, kann ein oberflächenaktives Mittel hinzu gegeben werden, um die Benetzung zu verbessern. Die Härtungsmittelzusammensetzung wird dann für 2 bis 3 Minuten gemischt, über eine Dreiwalzenfarbmühle geführt, um ein Mahlen zu erreichen, und zu dem Einzelschaftankermischer zurückgeführt und für weitere 5 bis 10 Minuten gemischt. Die Zusammensetzung des Härtungsmittels kann dann aus dem Mischer mit einem Kolbenstempel entfernt werden und in Lagerbehälter platziert werden und für wenigstens 5 Tage vor der Verbindung mit einer Basiszusammensetzung gealtert werden.
Die Basiszusammensetzung und die Zusammensetzung des Härtungsmittels werden zusammengemischt, um die vorgeformte Zusammensetzung direkt vor der Anwendung zu bilden. Es können alle geeigneten Mittel zum Mischen eingesetzt werden. Zum Beispiel kann die Basiszusammensetzung und die Härtungsmittelzusammensetzung in dem gewünschten Verhältnis unter Verwendung von Einmesszubehör kombiniert werden, das mit einem dynamischen Mischkopf ausgestattet ist. Druck aus dem Einmessmischzubehör drückt die Basis- und Härtungsmittelzusammensetzungen durch den dynamischen Mischkopf und einen Extrusionsblaskopf. In bestimmten Ausführungsformen wird die vorgeformte Zusammensetzung in eine laminare Form einschließlich einem Band oder Platte extrudiert. Die vorgeformte Zusammensetzung in Plattenform kann in jede gewünschte Gestalt wie die Form zugeschnitten werden, die sich durch die Dimensionen einer zu verschließenden Öffnung definiert. In bestimmten Ausführungsformen kann die gestaltete Form mit Trennpapier aufgespult werden, das jeden Ring aus Packungsgründen trennt. Die gestaltete Form wird dann durch Platzie ren der gestalteten Form auf ein Bett aus Trockeneis und das Platzieren einer anderen Schicht aus Trockeneis oben auf die gestaltete Form eingefroren. Die gestaltete Form wird direkt nach dem Mischen der Basiszusammensetzung und der Härtungsmittelzusammensetzung eingefroren. Die gestaltete Form bleibt dem Trockeneis für 5 bis 15 Minuten ausgesetzt und wird dann bei einer Lagertemperatur von –40°C oder weniger gelagert. Der Begriff „gekühlt" bezieht sich auf das Verringern der Temperatur der vorgeformten Zusammensetzung, um das Härten der vorgeformten Zusammensetzung zu verlangsamen und/oder zu stoppen. Typischerweise wird die vorgeformte Zusammensetzung in geformter Form unter –40°C gekühlt.
In bestimmten Ausführungsformen wird die Temperatur der vorgeformten Zusammensetzung auf eine Anwendungstemperatur im Bereich von 4°C bis 32°C (40°F bis 90°F) vor der Anwendung erhöht. Dies wird so durchgeführt, dass die vorgeformte Zusammensetzung die Anwendungstemperatur für nicht mehr als 10 Minuten vor der Anwendung erreicht.
In bestimmten Ausführungsformen kann die vorgeformte Zusammensetzung in gestalteter Form verwendet werden, um eine Öffnung zwischen einer entfernbaren Zugangsklappe und der Oberfläche benachbart zu der Umfassung einer Öffnung in einem Flugzeugrumpf abzudichten. Es wird zuerst ein Haftvermittler auf die Umfassung der Öffnung der Zugangsklappe aufgepinselt, nachdem die Oberfläche mit einem reinigenden Lösungsmittel wie DESOCLEAN gereinigt wurde. Die Oberfläche der Zugangsklappe wird dann gereinigt und mit einem Trennmittel vor dem Auftragen der vorgeformten Zusammensetzung beschichtet. Die vorgeformte Zusammensetzung in gestalteter Form wird manuell auf die Oberfläche benachbart zu der Umfassung der Öffnung der Zugangsklappe, auf die Oberfläche benachbart zu der Umfassung der Zugangsklappe oder auf beide aufgebracht. Die Zugangsklappe wird dann in Stellung gebracht und festgeklammert, um die überschüssige vorgeformte Zusammensetzung um die Kanten der Zugangsklappe zu pressen. Überschüssige vorgeformte Zusammensetzung wird leicht durch zum Beispiel das Verwenden einer flachen Oberfläche entfernt. Überschüssige vorgeformte Zusammensetzung kann entweder vor dem Härten oder nachdem die vorgeformte Zusammensetzung gehärtet wurde und vorzugsweise nachdem die vorgeformte Zusammensetzung härtet entfernt werden.
Die Festigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit und Treibstoffbeständigkeit der Abdichtung, die aus dem Anbringen der vorgeformten Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung resultiert, kann durch das Durchführen von Tests ausgewertet werden, die in der Spezifikation MMS 332 identifiziert werden. Eine akzeptable Dichtung wird fest und beständig gegen Feuchtigkeit und Flugzeugtreibstoff sein.
Zusätzlich zur leichten Handhabung und Verwendung können die vorliegenden Zusammensetzungen eine minimale Korrosion auf leitenden Oberflächen in den Umgebungen bewirken, die in Luftfahrt- und Raumfahrtanwendungen beobachtet werden. Weil die vorliegenden Polymermischungen sowohl eine Polysulfid- wie auch eine Polythioetherkomponente aufweisen, sind sie mit anderen Dichtmitteln oder Beschichtungslagen mit der einen oder der anderen dieser Technologien kompatibel. Sie zeigen auch eine gute Lösungsmittelbeständigkeit.
Es wird betont, dass die Einzelformen „ein", „eine" und „einer" sowie „der", „die" und „das", wie sie in der Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen verwendet werden, Mehrfachbezüge umfassen, es sei denn, es wird ausdrücklich und zweifelsfrei auf einen einzelnen Gegenstand eingeschränkt. Somit umfasst die Bezugnahme auf „einen Füllstoff" einen oder mehrere Füllstoffe. Es wird auch betont, dass der Begriff „Polymer", wie er hierin verwendet wird, dazu vorgesehen ist, auf Präpolymere, Polymere, Oligomere, Homopolymere und Copolymere Bezug zu nehmen.
Es sei denn, dies wird anderweitig dargestellt, sind für die Zwecke dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche alle Zahlen, die Mengen von Inhaltsstoffen oder Prozentangaben oder Proportionen von anderen Materialien, Reaktionsbedingungen und so weiter ausdrücken, die in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet werden, als in allen Fällen durch den Begriff „ungefähr" modifiziert zu verstehen. Dem entsprechend sind, es sei denn, das Gegenteil wird angezeigt, die numerischen Parameter, die in der vorliegenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen dargestellt werden, Schätzwerte, die abhängig von den gewünschten Eigenschaften variieren können, die man mit der vorliegenden Erfindung erreichen will. Wenigstens und nicht nur als ein Versuch zur Beschränkung der Anwendung der Äquivalenzlehre auf den Umfang der Ansprüche sollte jeder numerische Parameter wenigstens im Lichte der Anzahl der genannten signifikanten Stellen und durch die Anwendung üblicher Rundungstechniken interpretiert werden.
Unabhängig davon, dass die numerischen Bereiche und Parameter, die den breiten Umfang der Erfindung darstellen, Schätzwerte sind, werden die Zahlenwerte, die in den speziellen Beispielen genannt werden, so präzise wie möglich berichtet. Jeder numerische Wert enthält jedoch inhärent bestimmte Fehler, die notwendigerweise aus der Standardabweichung resultieren, die in den jeweiligen Testmessungen zu finden ist. Zudem sind alle hierin offenbarten Bereiche dahingehend zu verstehen, dass sie jeden und alle darin subsummierten Unterbereiche umfassen. Zum Beispiel umfasst ein Bereich von „10 bis 50" jeden und alle Unterbereiche zwischen (und einschließlich) dem Minimalwert von 10 und dem Maximalwert von 50, das heißt, jeden und alle Unterbereiche mit einem Minimalwert von gleich oder mehr als 10 und einem Maximalwert von gleich oder weniger als 50, z. B. 25 bis 50.
BEISPIEL
Das folgende Beispiel ist dazu vorgesehen, die Erfindung zu erläutern und sollte nicht in irgendeiner Weise als die Erfindung beschränkend ausgelegt werden.
Beispiel 1

Beispiel 1 stellt eine elektrisch leitfähige vorgeformte Zusammensetzung in gestalteter Form zur Verfügung, die eine Wirksamkeit als EMI-/RFI-Abschirmung zeigt. Die folgenden Materialien wurden in den Anteilen entsprechend der Tabelle I gemischt, um eine elektrisch leitfähige Basiszusammensetzung zur Verfügung zu stellen: Polythioetherpolymer PERMAPOL P 3.1 von PRC-DeSoto International, Inc., Polysulfidpolymer THIOPLAST G4 von Akcros Chemicals (New Brunswick, New Jersey), Haftvermittler aus phenolischem Harz von PRC-DeSoto Internatio nal, Inc., und modifizierter Polyphenylweichmacher HB-40 von Solutia, Inc., (St. Louis, Missouri). Unter Verwendung einer stark scherenden Mahlklinge (Cowls-Klinge) wurden die folgenden Materialien einzeln hinzugegeben und bis zum Einstich gemischt: Korrosionsinhibitor aus Calciumchromat (Wayne Pigment Corp., Milwaukee, Wisconsin), hydrophobe pyrogene Kieselsäure (R202 von Aerosil/Degussa, Diamond Bar, California), Ni-Faser (Durchmesser von 30 μm, Länge von 500 μm; von Intramicron, Birmingham, Alabama), mit Ni beschichtetes Graphit (I) (60% mit Ni beschichtetes Graphit; von Novamet, Wyckoff, New Jersey), mit Ni beschichtetes Graphit (II) (60% mit Ni beschichtetes Graphit; von Sulzer Metco/Ambeon, Schweiz), Haftvermittler aus Mercaptosilan (Silan A189; GE Specialty Materials, Wilton, CN) und Haftvermittler aus Epoxysilan (Silan A187; GE Specialty Materials, Wilton, CN). Tabelle 1

Material	Gewichtsprozentanteil
Polythioetherpolymer PERMAPOL P 3.1	11,92
Polysulfidpolymer THIOPLAST G4	12,04
Schwefelhaltiges phenolisches Harz	0,63
Weichmacher HB-40	1,14
Calciumchromat	3,69
Kieselsäure	5,23
Ni-Faser	6,98
mit Ni beschichtetes Graphit (I)	29,08
mit Ni beschichtetes Graphit (II)	29,08
Silanhaftverstärker (Mercapto)	0,10
Silanhaftverstärker (Epoxy)	0,10

Die folgenden Materialien wurden getrennt in den Mengen entsprechend der Tabelle II gemischt, um eine Härtungsmittelzusammensetzung zu formen: Mangandioxid von EaglePicher (Phoenix, Arizona), teilweise hydriertes Terphenyl, Stearinsäure, pyrogene Kieselsäure, Natriumstearat von Witco Chemicals, Molekularsiebpulver, um überschüssige Feuchtigkeit aus dem Härtungsmittel zu entfernen, und eine Mischung aus Dipentamethylen/Thiuram/Polysulfid von der Akrochem Corporation (Akron, Ohio), um die Härtung zu beschleunigen. Die Härtungsmittelzusammensetzung wurde für wenigstens fünf Tage vor dem Verbinden mit der Basiszusammensetzung setzen oder altern gelassen. Tabelle II

Material	Gewichtsprozentanteil
Mangandioxid	54,59
Teilweise hydriertes Terphenyl	35,92
Stearinsäure	0,60
Pyrogene Kieselsäure	2,00
Natriumstearat	0,73
Molekularsiebpulver	0,70
Mischung aus Dipentamethylen/Thiuram/Polysulfid	5,46

100 Gewichtsteile der elektrisch leitfähigen Basiszusammensetzung gemäß Tabelle I und 10 Gewichtsteile der Härtungsmittelzusammensetzung von Tabelle II wurden kombiniert, um die elektrisch leitfähige vorgeformte Zusammensetzung herzustellen. Nach ausgiebigem Mischen und Entgasen wurde die so gebildete elektrisch leitfähige vorgeformte Zusammensetzung in eine Bandform extrudiert und bei –40°C gekühlt.
Die Oberfläche benachbart zu der Umfassung einer Flugzeugzugangsklappe wurde zuerst mit einem Epoxyprimer mit niedrigem flüchtigen organischen Gehalt gemäß der Spezifikation MMS-423 beschichtet und gehärtet. Die Oberfläche wurde gereinigt und dann mit den Haftvermittlern PR-148 oder PR-184 von PRC-DeSoto International, Inc., beschichtet. Die Zugangsklappe wurde aus einer Titanlegierung entsprechend AMS-T-9046 hergestellt. Nachdem sich die gefrorene elektrisch leitfähige vorgeformte Zusammensetzung auf die Anwendungstemperatur einstellte, 4°C bis 32°C (40°F bis 90°F), wurde die elektrisch leitfähige vorgeformte Zusammensetzung in Bandform manuell auf die Oberfläche benachbart zu der Umfassung der Zugangsklappe aufgebracht. Die Zugangsklappe wurde in Stellung gebracht, um die Zugangsöffnung abzudecken und festgeklammert, was die überschüssige elektrische leitfähige vorgeformte Zusammensetzung um die Kanten der Zugangsklappe presst, um die Öffnung zu füllen. Überschüssige elektrisch leitfähige vorgeformte Zusammensetzung wurde leicht entfernt. Nach 3 bis 4 Stunden bei einer Temperatur von 4°C bis 32°C (40°F bis 90°F) resultierte eine feste Dichtung, die beständig gegen Feuchtigkeit und Flugzeugtreibstoff war.
Das gehärtete Dichtmittel zeigte einen Plattenwiderstand (Vierpunktprobe) von weniger als 0,50 Ω/cm². Dichtungen für Öffnungen zwischen einer Aluminiumtesthalterung und einem Kohlenstoff/Epoxy-Deckel zeigten eine Abschirmungswirksamkeit von 1 MHz bis 200 MHz, wenn sie in einer schalldichten Kammer getestet wurden. Ähnlich abgedichtete Öffnungen zeigten auch eine Abschirmungswirksamt von 0,1 GHz bis 18 GHz, wenn sie in einer Kammer im belebten Betrieb getestet wurden.
Obwohl bestimmte Ausführungsformen dieser Erfindung oben zum Zweck der Erläuterung beschrieben wurden, ist es für die Fachleute auf dem Gebiet zu erkennen, dass viele Variationen der Details der vorliegenden Erfindung ohne ein Abweichen von der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert wird, durchgeführt werden können.

Claims

Vorgeformte Zusammensetzung in gestalteter Form, enthaltend eine Polymermischung, enthaltend: (1) a) wenigstens eine Polysulfidkomponente und b) wenigstens eine Polythioetherkomponente, (2) eine Mischung von Additiven, die im Wesentlichen gleiche Mengen von Glimmer und Polyamid enthält.
Vorgeformte Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis von a:b in der Polymermischung 10:90 bis 90:10, vorzugsweise 50:50, ist.
Elektrisch leitfähige vorgeformte Zusammensetzung in gestalteter Form, enthaltend: a) eine Polymermischung, enthaltend: i) wenigstens eine Polysulfidkomponente, ii) wenigstens eine Polythioetherkomponente und b) wenigstens einen elektrisch leitfähigen Füllstoff und c) eine Mischung von Additiven, die im Wesentlichen gleiche Mengen von Glimmer und Polyamid enthält.
Vorgeformte Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei der elektrisch leitfähige Füllstoff in einer Menge im Bereich von 2 Gew.-% bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der elektrisch leitfähigen vorgeformten Zusammensetzung, vorhanden ist.
Vorgeformte Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei der Füllstoff ausgewählt ist aus Kohlenstoff, Graphit, Metall und leitfähigem Polymer.
Vorgeformte Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei der elektrisch leitfähige Füllstoff wenigstens Kohlenstofffasern und/oder Ruß enthält.
Vorgeformte Zusammensetzung nach Anspruch 3, die zusätzlich wenigstens einen Korrosionsinhibitor enthält.
Vorgeformte Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, die zusätzlich ein Härtungsmittel für die Polymermischung enthält.
Vorgeformte Zusammensetzung nach Anspruch 8, wobei das Härtungsmittel ein Oxidationsmittel enthält.
Vorgeformte Zusammensetzung nach Anspruch 9, wobei das Härtungsmittel Mangandioxid enthält.
Vorgeformte Zusammensetzung nach Anspruch 8, wobei das Härtungsmittel bei einer Temperatur im Bereich von 10°C bis 80°C reaktiv ist.
Vorgeformte Zusammensetzung nach Anspruch 8, wobei die Polymermischung in einer Menge im Bereich von 20 Gew.-% bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der vorgeformten Zusammensetzung, sofern Anspruch 8 von Anspruch 1 abhängt, oder in einer Menge im Bereich von 20 Gew.-% bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der vorgeformten Zusammensetzung, sofern Anspruch 8 von Anspruch 3 abhängt, vorhanden ist.
Vorgeformte Zusammensetzung nach Anspruch 8, wobei das Härtungsmittel in einer Menge im Bereich von 5 Gew.-% bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der vorgeformten Zusammensetzung, vorhanden ist.
Vorgeformte Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, wobei die vorgeformte Zusammensetzung bei einer Temperatur im Bereich von 10°C bis 30°C härtbar ist.
Vorgeformte Zusammensetzung nach Anspruch 1, die zusätzlich ein oder mehrere Additive, ausgewählt aus Füllstoffen, Haftvermittlern, Lösungsmitteln, Weichmachern, Pigmenten, Thixotropiemitteln, Retardierungsmitteln, Katalysatoren und Maskierungsmitteln, enthält.
Vorgeformte Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, die zusätzlich einen Weichmacher enthält.
Verfahren zur Abdichtung und/oder Abschirmung einer Öffnung, umfassend: a) Abdecken der Öffnung mit der vorgeformten Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 3 und b) Härten der Zusammensetzung, um die Öffnung abzudichten und/oder Abschirmung bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Oberfläche eine Oberfläche einer entfernbaren Platte ist.
Verfahren nach Anspruch 17, sofern eine Zusammensetzung nach Anspruch 3 aufgebracht wird, wobei die Oberfläche eine Oberfläche benachbart zu einer Öffnung ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Öffnung ein Raum zwischen der Oberfläche benachbart zu einer Öffnung und einer Oberfläche einer entfernbaren Platte ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Öffnung an einem Flugzeug oder einem Raumschiff vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei ein Haftvermittler auf wenigstens eine Oberfläche, die die Öffnung definiert, vor dem Aufbringen der vorgeformten Zusammensetzung aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei ein Trennmittel auf wenigstens eine Oberfläche, die die Öffnung definiert, vor dem Aufbringen der vorgeformten Zusammensetzung aufgebracht wird.