JPS6131462A - Electroconductive composition - Google Patents

Electroconductive composition

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JPS6131462A
JPS6131462A JP14974584A JP14974584A JPS6131462A JP S6131462 A JPS6131462 A JP S6131462A JP 14974584 A JP14974584 A JP 14974584A JP 14974584 A JP14974584 A JP 14974584A JP S6131462 A JPS6131462 A JP S6131462A
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carbon black
carbon
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ピヨートル、アレクセーエウイツチ、キンデロフ
ニコライ、セルゲーエウイツチ、ボルコフ
ナタリア、ワシリエフナ、ワシリエワ
レギナ、テイモフエーエフナ、マラシキナ
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ISUSUREDO P KONSUTO I TECH KAB
N ISUSUREDO PROEKT KONSUTO I TECH KABERUTAI INST PUROIZUBODOSUTOBENNOE OBIEDEINENIA SUREDAZUKABERU
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ISUSUREDO P KONSUTO I TECH KAB
N ISUSUREDO PROEKT KONSUTO I TECH KABERUTAI INST PUROIZUBODOSUTOBENNOE OBIEDEINENIA SUREDAZUKABERU
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は導電特性を有する重合体組成物に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to polymeric compositions having electrically conductive properties.

この組成物は、タイヤ製造業、ケーブル製造業。This composition is used in the tire manufacturing industry and cable manufacturing industry.

ゴム工業製品製造業において、また航空機および自動車
のタイヤとして、また銅に代るケーブル編組線として、
また静電防止フィルム、電極、センサ、加熱素子、燃料
タンクの製造のために有用である。
In the rubber industry manufacturing industry, as aircraft and automobile tires, and as a cable braided wire to replace copper.
It is also useful for manufacturing antistatic films, electrodes, sensors, heating elements, and fuel tanks.

現在、多くの国がこの導電性組成物の製造に関心を持っ
ている。これは、この種の組成物が重合体と金属などの
相異る成分の利点を結合しているからである。
Many countries are currently interested in producing this conductive composition. This is because compositions of this type combine the advantages of different components such as polymers and metals.

これらの組成物は、高い耐食性と、成形品への処理性と
、多数回変形しながら使用されうろことを特徴とし、ま
た供給不足の非鉄金属および貴金属の代用とすることが
できる。
These compositions are characterized by high corrosion resistance, processability into molded articles, scales that can be used with multiple deformations, and can be substituted for non-ferrous metals and precious metals that are in short supply.

公知の導電性組成物は重合体基質と充填材とを含有して
いる。重合体基質としては、エラストマー(多くの場合
にシリコーンエラストマー)カ使用され、また熱可塑性
樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン、それらの共重合
体)、フェノールホルムアルデヒド樹脂およびエポキシ
樹脂が使用される。導電性充填材としては、アセチレン
拳ブラック、ガス−ブラック、ランプ・ブラック、チャ
ンネル・ブラックなどのカーボン・ブラックが使用され
ている。導電性組成物の導電性、弾性および耐久性を改
良するため、カーボン・ブラック表面を種々の試薬によ
って処理する。
Known conductive compositions contain a polymeric matrix and a filler. As polymeric substrates, elastomers (often silicone elastomers) are used, as well as thermoplastic resins (polyethylene, polypropylene, copolymers thereof), phenol-formaldehyde resins and epoxy resins. Carbon blacks such as acetylene black, gas black, lamp black, and channel black are used as conductive fillers. The carbon black surface is treated with various reagents to improve the conductivity, elasticity and durability of the conductive composition.

カンリック・ベトリックス・ケミカルズ社は、導電性組
成物の導電性その他の特性を改良する目的で充填剤を処
理するための有機チタネートの全範囲を開発した( P
last、 Technol 、、 1975年、22
゜No、 8. p、 71 )。
Canric Betrix Chemicals has developed a complete range of organotitanates for treating fillers to improve the electrical conductivity and other properties of conductive compositions (P
last, Technol, 1975, 22
゜No, 8. p. 71).

充填材としてのカーボン・ブラックの導電性を改良する
ため、炭化水素材料の燃焼中にカルシウム、バリウム、
ストロンチウムを化合状態または元素状態で導入するこ
とが多くの文献において提案されている(英国特許第2
,098,972号および第2,094,773号参照
)。
To improve the conductivity of carbon black as a filler, calcium, barium,
It has been proposed in many publications to introduce strontium in the compound or elemental state (UK Patent No. 2
, 098,972 and 2,094,773).

近年、” Alz□ ニー Chemie、 N1ed
erlande ”社から市販されている商標’ Ke
tjen −black E、 C,”のカーボン・ブ
ラックが充填剤として広く使用されている。これは、多
数の中空粒子の存在による高多孔度と大表面積とを保証
する特殊の添加剤と共に炭化水素材料を燃焼した結果と
してえられるガス・ブラックである。このカーボン・ブ
ラック” Ketjenblack E、 C,”は0
.005オ一ムメートルの電気抵抗(18015m”の
密度で)を有し、その収率は5%、価格は毎トン、 2
500 ドルである。これは小規模生産であって、入手
しがたい。重合体100重量部に対してこのカーボン・
ブラックを15重量部含有する導電性組成物は0.1オ
一ムメートル以下の電気抵抗を有する(米国特許第3 
、723 。
In recent years, “Alz□ Ni Chemie, N1ed
erlande” Trademark sold by Ke
tjen-black E, C,'' carbon black is widely used as a filler. It is used in hydrocarbon materials with special additives that ensure high porosity and large surface area due to the presence of a large number of hollow particles. It is a gas black obtained as a result of burning carbon black.This carbon black "Ketjenblack E, C," is 0
.. It has an electrical resistance of 0.005 ohm meter (at a density of 18015 m''), its yield is 5%, the price is 2.
It costs 500 dollars. This is a small-scale production and difficult to obtain. This carbon per 100 parts by weight of polymer
A conductive composition containing 15 parts by weight of black has an electrical resistance of less than 0.1 ohm meter (U.S. Pat.
, 723.

355号参照)。(See No. 355).

電気化学装置用の炭素−プラスチック電極構造を製造す
る公知の方法(米国特許第4,164,068号)にお
いては、商標” KetJenblack E、 C,
” (ノウリ・ケミカル社、ニューヨーク)および商標
” Vulkan X C−72” (カボット社)の
カーボン・ブラックを充填された熱可塑性樹脂または熱
硬化性樹脂から薄い導電性カーボン−プラスチックシー
トラ射出成形するにある。このカーボン−プラスチック
シートは0.001〜0.05オ一ムメートルの範囲内
の電気抵抗を有する。
In a known method of manufacturing carbon-plastic electrode structures for electrochemical devices (U.S. Pat. No. 4,164,068), the trademarks "KetJenblack E, C,
(Nouri Chemical Co., New York) and trademark "Vulkan The carbon-plastic sheet has an electrical resistance within the range of 0.001 to 0.05 ohmmeter.

900m”/fの表面積を有する半球形のカーボン・ブ
ラック(これは” Ketjenblack E、 C
、”  カーボン・ブラックの特性に対応する)を7重
量部含有し、0.01〜1.00オ一ムメートルの範囲
の電気抵抗を有する導電性組成物(米国特許第4,27
3,097号参照)が公知である。
Hemispherical carbon black with a surface area of 900 m”/f (this is “Ketjenblack E, C
, 7 parts by weight (corresponding to the properties of carbon black) and having an electrical resistance in the range of 0.01 to 1.00 ohm meters (U.S. Pat. No. 4,277).
3,097) is publicly known.

ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂およびフェノールホル
ムアルデヒド樹脂KO,15〜2重量%の導電性カーボ
ンファイバを充填することにより、10.0オ一ムメー
トル以下の電気抵抗を有する重合体組成物を製造する方
法は公知である(英国特許第1,570,249号参照
)。
Methods are known for producing polymeric compositions having an electrical resistance of less than 10.0 ohm meters by filling polyurethane resins, epoxy resins and phenol formaldehyde resins KO, 15-2% by weight of conductive carbon fibers. (See British Patent No. 1,570,249).

ポリエチレン、ポリプロピレン、およびポリウレタンに
黒鉛およびカス呻ブラックを充填することによって、0
.001〜1オ一ムメートルの範囲の電気抵抗を有する
厚さ0.15〜0.20 mの可撓性シ−ト材料を製造
する方法(日本特許第55−26503号参照)が公知
である。
By filling polyethylene, polypropylene, and polyurethane with graphite and dust black,
.. A method is known (see Japanese Patent No. 55-26503) for producing flexible sheet materials with a thickness of 0.15 to 0.20 m having an electrical resistance in the range of 0.001 to 1 ohm meter.

変性添加剤と70〜90躇1の比表面積を有するカーボ
ン・ブラックとを充填された熱可塑性物質を主成分とし
、4.5〜5.0オ一ムメートルの抵抗を有するケーブ
ル絶縁体の半導体層の形成用導電性組成物(FRG%許
第2,845,671号)が公知である。
Semiconductor layer of a cable insulation based on a thermoplastic filled with modified hesitating additives and carbon black with a specific surface area of 70-901 and having a resistance of 4.5-5.0 ohm meters A conductive composition for the formation of (FRG Percent No. 2,845,671) is known.

米国%許第3,723,355号は導電性重合体組成物
およびその製造方法を教示している。この組成物は改良
された押出し特性と耐摩耗性とを有する。
U.S. Pat. No. 3,723,355 teaches conductive polymer compositions and methods of making the same. This composition has improved extrusion properties and abrasion resistance.

この組成物は100重量部のエラストマーと、40〜4
00重量部の非導電性充填材と、300〜1500<η
の表面積、3−/lの細孔空隙率、2〜4tr4/lの
マイクロ細孔を有する2〜15重量部のガス処理された
カーボンと、ならびにガス処理カーボンに対してl:1
の比率の可塑剤とから成る。100重量部のエラストマ
ーに、15]i量部のガス処理カーボンおよび100重
量部のアルミナを(トリエタノールアミンの不存在にお
いて)充填することによって、抵抗率に対して最適の結
果δ=0.4オームメートル)が得られる。
The composition contains 100 parts by weight of elastomer and 40 to 4 parts by weight of elastomer.
00 parts by weight of non-conductive filler and 300-1500<η
from 2 to 15 parts by weight of gas-treated carbon with a surface area of 3-/l, a pore porosity of 3-/l, and micropores of 2-4tr4/l, as well as l:1 for gas-treated carbon.
and a plasticizer in a proportion of . Optimal result for resistivity δ = 0.4 by loading 100 parts by weight of elastomer with 15]i parts of gas treated carbon and 100 parts by weight of alumina (in the absence of triethanolamine) ohm-meter) is obtained.

前記の先行技術から明らかなように、重合体組成物のす
ぐnた導電性は主として導電性充填剤に依存している。
As is clear from the prior art cited above, the immediate electrical conductivity of polymer compositions is primarily dependent on the electrically conductive filler.

即ち高い構造性と広い表面積とを有する特殊カーボンブ
ラック、およびカーボンブラックと黒鉛ならびに貴金属
粉末との混合物に依存している。こBt)のカーボンブ
ラックはその製造のために大ぎな投資額を必要とし、従
ってこの種のカーボンは高価で入手しにくい。またこれ
らのカーボンは低い処理性を有し、従って、その重合体
マ) IJラックス中の分布が妨げらnる。従って重合
体組成物の製造に困難を生じ、またこnらの組成物の抵
抗率の安定性をそこなう。このようなカーボンブラック
を含有するN合体組成物の導電率のレベルは0.000
01−108オームメートルをカバーするが、こnらの
組成物から成る試料の圧縮度および測定方法に関するデ
ータが存在しないので、その実際の価は不明である。
They rely on special carbon blacks with high structure and large surface area, and on mixtures of carbon black with graphite and noble metal powders. Bt) carbon black requires large investments for its production, and this type of carbon is therefore expensive and difficult to obtain. These carbons also have low processability, thus hindering their distribution in the polymer matrix IJ lux. This creates difficulties in the preparation of polymer compositions and also impairs the resistivity stability of these compositions. The conductivity level of N-coalized compositions containing such carbon black is 0.000.
01-108 ohm meters, but their actual value is unknown since there is no data regarding the degree of compaction and method of measurement of samples made of these compositions.

この発明の目的は、低抵抗率を有しその処理中および経
時的に安定な導電性組成物を提供するにある。
It is an object of this invention to provide a conductive composition that has low resistivity and is stable during processing and over time.

この目的は重合体基質と導電性カーボンブラックとを含
有し、この発明によnば、カーボンが0.18〜0.5
重量(by mass、)%のホウ素と結会し。
This object contains a polymeric matrix and conductive carbon black, and according to the invention the carbon is between 0.18 and 0.5
By mass, % of boron.

60〜110rr?/r の比吸着面積を有し、各成分
の割合は重量部(parts by mass )にお
いて下記のようにした導電性組成物により前記の目的が
達成される。
60~110rr? The above object is achieved by a conductive composition having a specific adsorption area of /r and the proportions of each component in parts by mass as follows.

重合体基質       100 導電性カーボンブラック   38〜240この発明に
よる導電性組成物の中に使用さするカーボンブラックは
、すぐれた導電率と、その合体段階における丁ぐれた処
理性と、さらに重合体マトリックス内部の均一1!分布
とを示す。このような充填剤の故に導電性組成物は、経
時的に安定、また処理段階において安定な抵抗率を有し
、これは押出成形物について0.007〜0.01オ一
ムメートルは等しく、シート材および圧縮成形品につい
ては0.0006〜0.004オ一ムメートルに等しい
Polymeric Matrix 100 Conductive Carbon Black 38-240 The carbon black used in the conductive composition according to the present invention has excellent conductivity, excellent processability during its incorporation stage, and also has excellent conductivity within the polymer matrix. Uniform 1! distribution. Because of these fillers, the conductive composition has a resistivity that is stable over time and during processing steps, which is equal to 0.007 to 0.01 ohm meter for extrudates and for sheets. For materials and compression molded articles, it is equal to 0.0006 to 0.004 ohm meters.

さらにこnらの導電性組成物は丁ぐれた機械強度と、可
撓性とを有し、故にこの組成物を航空機工業、ケーブル
工業およびタイヤ製造業およびその他の工業において使
用することができる。
Furthermore, these electrically conductive compositions have excellent mechanical strength and flexibility, so that they can be used in the aircraft industry, the cable industry, the tire manufacturing industry and other industries.

種々の工業分野で使用される導電性組成物の範囲を拡大
するため11会体基質として、天然ゴム、イソプレンゴ
ム、ブタジエン−ニトリルゴム、エチレン−10ピレン
ゴム、フッ累ゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、
シリコーンゴムまたはそれらの混合物、ならびに1〜3
重量部の橋かけ結合剤と5〜40重量部の可紐剤とを含
有することが望ましい。
In order to expand the range of conductive compositions used in various industrial fields, natural rubber, isoprene rubber, butadiene-nitrile rubber, ethylene-10 pyrene rubber, fluorocarbon rubber, urethane rubber, chloroprene rubber,
silicone rubber or mixtures thereof, and 1 to 3
It is desirable to contain 5 to 40 parts by weight of cross-linking agent and 5 to 40 parts by weight of stringing agent.

ストランドのポリエチレン絶縁体を有するケーブルの編
組ill (bra!ding )  を製造するため
にこの発明による導電性組成物を使用するためには、!
合体基質としてポリ塩化ビニール可塑化樹脂とブタジエ
ン−ニトリルゴムとの混合物を下記の成分割合(x蓋部
)で含有することが望ましい。
To use the electrically conductive composition according to the invention for producing cable braiding with polyethylene insulation of the strands!
It is desirable to contain a mixture of polyvinyl chloride plasticized resin and butadiene-nitrile rubber in the following component ratio (x lid part) as the combined substrate.

ポリ塩化ビニール可塑化樹脂    80〜90ブタジ
エン−ニトリルゴム     10〜20導電性カーボ
ンブラック     100〜110この発明の導電性
組成物を高圧ケーブルの編組線の製造に使用するために
は、重合体基質としてポリエチレンおよびスチレン/ジ
ビニル共重合体を下記の成分割合で(]i量重量部有す
ることが好ましい。
Polyvinyl chloride plasticized resin 80-90 Butadiene-nitrile rubber 10-20 Conductive carbon black 100-110 In order to use the conductive composition of the present invention for the production of braided wires for high-voltage cables, polyethylene as the polymer substrate is used. and a styrene/divinyl copolymer in the following component proportions (]i parts by weight).

ポリエチレン          45〜55スチレン
/ジビニル共重θ体    45〜55導電性カーボン
ブラック      38〜45゜先に述べたように重
合体組成物の導電率は主として導電性充填剤に依存して
いる。このような充填剤を製造するために、われわれは
それ自体半導体であるカーボンブラックを化学的に変性
する方法を選んだ。カーボンブラックはその炭素原子の
結晶格子の欠損部位において炭素原子と化学結付するこ
とのできる原子を有する不純物の存在において導電率の
低下を生じることを特徴とする。受容体添加剤としては
、化学量論規則に従わずに炭素質物質の組成の中に導入
されるホウ素化合物が選は扛だ。ホウ素化合物の熱分解
段階において、なおも活性状態にあるホウ素原子が炭素
原子に属する電子を捕捉する。このホウ素原子の効率は
反応温度の上昇と共に増大する。
Polyethylene 45-55 Styrene/divinyl copolymer theta 45-55 Conductive carbon black 38-45° As stated above, the electrical conductivity of the polymer composition is primarily dependent on the electrically conductive filler. To produce such fillers, we chose to chemically modify carbon black, which itself is a semiconductor. Carbon black is characterized by a decrease in electrical conductivity in the presence of impurities having atoms capable of chemically bonding with carbon atoms in the defect sites of the carbon atoms' crystal lattice. The receptor additives of choice are boron compounds, which are introduced into the composition of carbonaceous materials without following stoichiometric rules. During the thermal decomposition step of boron compounds, the boron atoms still in the active state capture electrons belonging to carbon atoms. The efficiency of this boron atom increases with increasing reaction temperature.

高い導電率を有し、またカーボン合体段階と高充填度で
重合体マ) IJラックス部に均一に分布さnる段階の
処理性がすぐれた導電性カーボンブラックをうるため、
不発明者らはファーネス・ブラックを変性した。この種
のカーボンブラックはω〜110ff1″/l の吸着
表面積と、 3E1〜42nmの粒径と、水性懸濁液の
6〜9pHと、95〜125 +d/rのジブチルフタ
レート吸着率と、1.13〜1.18の粗さ係数とを有
する。ホウ砂またはホウ酸の5%水溶液をもってカーボ
ンブラック水溶液を処理し、次に110〜120℃の温
度で乾燥し、2000〜2500℃の範囲の温度で弱還
元性媒質中で処理することにより、その炭素が0.18
〜0.5重:1%のホウ素と結付したカーボンブラック
を得た。このカーボンブラックの比吸着表面積はα)〜
110m’/r、粒径は3ONm、ジブチルフタレート
吸着率は120m1/f、粗さ係数は1.2、水性懸濁
液のpIIは7.0であつた。
In order to obtain conductive carbon black that has high conductivity and is evenly distributed in the IJ lux part and has excellent processability in the carbon coalescence stage and the polymer matrix at a high filling degree,
The Inventors modified Furnace Black. This type of carbon black has an adsorption surface area of ω~110ff1″/l, a particle size of 3E1 to 42 nm, a pH of the aqueous suspension of 6 to 9, a dibutyl phthalate adsorption rate of 95 to 125 +d/r, 1. The carbon black aqueous solution is treated with a 5% aqueous solution of borax or boric acid and then dried at a temperature of 110-120°C, with a roughness coefficient of 13-1.18. By treating the carbon in a weakly reducing medium with
~0.5 weight: Carbon black bound with 1% boron was obtained. The specific adsorption surface area of this carbon black is α) ~
The particle size was 110 m'/r, the particle size was 3 ONm, the dibutyl phthalate adsorption rate was 120 m1/f, the roughness coefficient was 1.2, and the pII of the aqueous suspension was 7.0.

この化学的に結合されたホウ素の含有量はそのカーボン
ブラックの0.00017オームメードルの導電率を保
証する(かさ密度400 Kq/nl )。
This chemically bonded boron content ensures an electrical conductivity of the carbon black of 0.00017 ohms (bulk density 400 Kq/nl).

公知のカーボンブラックと異なり、この発明によって(
出発ファーネス・ブラックに対し)表面積を増大するこ
となく製造されたカーボンブラックは、高い安定した導
電率と、重合体マトリックス内部におけるすぐれた分布
能とを獲得する。こnはホウ素受容体添加剤を活性原子
状態で炭素組織の中に導入した結果である。
Unlike known carbon black, this invention (
The carbon black produced without increasing the surface area (relative to the starting furnace black) obtains high and stable electrical conductivity and good distribution ability within the polymer matrix. This is the result of introducing the boron acceptor additive in the active atomic state into the carbon structure.

この発明による4′It性組成物を製造するため、炭素
を0.18〜0.5重量%のホウ素と化学的に結合させ
また60〜110tf/r  の比吸着表面積を有する
導電性カーボンブラックを一部づつ重合体基質の中に導
入し、そ几ぞれ100:38〜240の比率(重量部)
で重合体基質と混合する。混会法は主として重合体基質
の性質によって決定される。重合体基質として下記のゴ
ムまたはその他の混合物を使用することができる。天然
ゴム、イソプレンゴム、フタジエン−ニトリルゴム、エ
チレン−プロピレンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴ
ム、ウレタンゴム、シリコーンゴム。これらのゴムを前
記のカーボンブラックと混合する際に−5〜40重葉部
の可塑剤と1〜3重量部の橋かけ結合剤を導入する。
To prepare the 4'It composition according to the present invention, carbon is chemically combined with 0.18-0.5% by weight of boron and conductive carbon black having a specific adsorption surface area of 60-110 tf/r is used. Introduced in portions into the polymer matrix in a ratio of 100:38 to 240 (parts by weight), respectively.
Mix with the polymeric substrate at The mixed method is primarily determined by the nature of the polymer matrix. The following rubbers or other mixtures can be used as polymeric substrates. Natural rubber, isoprene rubber, phthadiene-nitrile rubber, ethylene-propylene rubber, fluororubber, chloroprene rubber, urethane rubber, silicone rubber. When these rubbers are mixed with the carbon black, -5 to 40 parts by weight of plasticizer and 1 to 3 parts by weight of crosslinking agent are introduced.

適当な条件で押出し加硫したのちに得ら扛たゴムミック
スは加硫物の物理−技術的パラメータを保持しながら0
.007〜0.01オ一ムメートルの範囲内の安定した
電気抵抗を有する。
The rubber mix obtained after extrusion and vulcanization under appropriate conditions maintains the physical and technical parameters of the vulcanizate while maintaining zero
.. It has a stable electrical resistance within the range of 0.007 to 0.01 ohm meters.

高い充填度(重合体100重量部に対し24ON量部に
達する充填度)を保証しながら重合体マ) IJラック
ス部によく分布されるこの化学変性(ホウ素変性)カー
ボンブラックの能力の故に、加硫物のすぐれた物理−機
械的特性を保持すると同時に0、0006〜0.004
オ一ムメートルに達する安定した抵抗率を有する導電性
組成物および圧縮成形シート製品が得らnた。
Due to the ability of this chemically modified (boron-modified) carbon black to be well distributed in the IJ lux section, it is possible to 0.0006 to 0.004 while retaining the excellent physical-mechanical properties of sulfur
Conductive compositions and compression molded sheet products with stable resistivities reaching 1 ohm were obtained.

可塑剤および安定剤と共に、ポリ塩化ビニールから成る
ポリ塩化ビニール可塑化樹脂から導電性組成物を製造す
る際に、そのカーボンブラックとの混合を容易にするた
め、可塑性樹脂の中に下記の割合(重量部)でブタジエ
ン−ニトリルゴムをも導入する。
When producing a conductive composition from a polyvinyl chloride plasticized resin consisting of polyvinyl chloride together with plasticizers and stabilizers, the following proportions ( (parts by weight) of butadiene-nitrile rubber are also introduced.

ポリ塩化ビニール可塑性樹脂   80〜90ブタジエ
ン−ニトリルゴム     10〜20導電性カーボン
ブラック     110〜100゜このようにして得
られたミックスを押出成形によって、0.05〜0.0
7オームメードルの抵抗率を有するケーブル編組線に形
成する。100重量部のポリ塩化ビニール可塑性樹脂に
240重量部の前記のカーボンブラックを充填する場曾
、圧延とこ几につづく圧縮成形により導電性シートおよ
びグレートが製造され、これは0.007〜0.001
オ一ムメートルの安定した導電率を有し、これから種々
の電気工業部品を製造することができる。
Polyvinyl chloride plastic resin 80~90 Butadiene-nitrile rubber 10~20 Conductive carbon black 110~100゜The thus obtained mix was extruded to give 0.05~0.0
The cable is formed into a braided wire having a resistivity of 7 ohms. When 100 parts by weight of polyvinyl chloride plastic resin is filled with 240 parts by weight of the above carbon black, a conductive sheet and a grating are produced by rolling, followed by compression molding, which has a thickness of 0.007 to 0.001.
It has a stable electrical conductivity of one ohm meter, and various electrical industrial parts can be manufactured from it.

この発明による導電性組成物についてポリエチレン重合
体マトリックスを使用する場付、ポリエチレンを予めス
チレン/ジビニル共重合体と45:55(重量部)の比
で摩砕によって混合する。このようにして作られたミッ
クスに対して前記のカーボンブラックを、重合体基質1
00重量部に対しあ一45重量部の割合で導入する。こ
のような導電性組成物から押出し成形されたケーブル編
組線は0.05〜1.00オ一ムメートルの範囲の安定
した抵抗率を有する。
If a polyethylene polymer matrix is used for the conductive composition according to the invention, the polyethylene is premixed with the styrene/divinyl copolymer in a ratio of 45:55 (parts by weight) by milling. The above carbon black was added to the mix thus prepared and the polymer substrate 1
It is introduced at a ratio of 45 parts by weight to 00 parts by weight. Cable braids extruded from such conductive compositions have stable resistivities in the range of 0.05 to 1.00 ohm meters.

簡単な方法により、使用さnた重合体基質と充填度に応
じて全範囲の特性を有し、また押出物については0.0
07〜0.01オ一ムメートルの範囲。
The simple method has a full range of properties depending on the polymer matrix used and the degree of filling, and for extrudates 0.0
Range of 0.07 to 0.01 ohm meters.

シートおよび圧縮成形品については0.0006〜0.
004オ一ムメートルの範囲の、経時的に安定しまた処
理段階において安定した抵抗率を有する導電性組成物を
製造した。この発明によって製造さ扛た導電性組成物は
高い導電率特性を十分な機械的強度および可撓性と結合
し、また銅に代わるケーブル編組線の材料として、また
燃料タンク、航空機および自動車タイヤ、各種の静電防
止製品、電極、センサ、加熱素子の製造の材料として使
用される。
0.0006 to 0.00 for sheets and compression molded products.
Conductive compositions were prepared that were stable over time and had resistivities that were stable during processing steps in the range of 0.004 ohm. The conductive compositions produced by this invention combine high conductivity properties with sufficient mechanical strength and flexibility and can also be used as a material in cable braids to replace copper, as well as in fuel tanks, aircraft and automobile tires, etc. Used as a material in the manufacture of various antistatic products, electrodes, sensors, and heating elements.

実施例 1゜ 天然ゴムの可塑性樹脂(65重量部)とブタジエン−ニ
トリルゴム(35重量部)とを、亜鉛華(4重量部)、
ステアリン酸(3重量部)、ネオ123等量部分のカー
ボンブラック(110重量部)、および加重置部のジブ
チルフタレートと共にゴムミキサーに装入した。初混合
温度は60〜70℃、最終温度は100〜110℃、混
合時間は14分である。
Example 1゜ Natural rubber plastic resin (65 parts by weight) and butadiene-nitrile rubber (35 parts by weight) were mixed with zinc white (4 parts by weight),
A rubber mixer was charged with stearic acid (3 parts by weight), Neo 123 equivalent parts of carbon black (110 parts by weight), and a weighted section of dibutyl phthalate. The initial mixing temperature is 60-70°C, the final temperature is 100-110°C, and the mixing time is 14 minutes.

押出しに先立って、3.99のアルタックスおよびゴム
ミックス縁当り6.2fのベルオキシモンをゴムミック
スに導入した。このゴムミックスは0、四〜0.30 
の塑性と1.3r/iの押出し性を有する。
Prior to extrusion, 3.99 ultax and 6.2 f per rim of the rubber mix were introduced into the rubber mix. This rubber mix is 0.4~0.30
It has a plasticity of 1.3r/i and an extrudability of 1.3r/i.

160℃の温度における最適加硫は四分である。加硫物
は9.0 MPa  の引張り強さと、250%の相対
伸び率を有する。引伸し前の抵抗率は0.01オ一ムメ
ートルであり、10回の20%引伸しののちの抵抗率は
0.05オ一ムメートルである。96時間70℃で時効
硬化したのち、引張り強さ変動は5%であり、相対伸び
率は10%変化した。100℃の温度で10日間時効硬
化したのち、引伸し前の抵抗率は0.01 オームメー
トルであり、1o回の20%引伸しツノちの抵抗率は0
,03オ一ムメートルである。
The optimum vulcanization at a temperature of 160° C. is 4 minutes. The vulcanizate has a tensile strength of 9.0 MPa and a relative elongation of 250%. The resistivity before stretching is 0.01 ohmmeter, and after ten 20% stretchings the resistivity is 0.05 ohmmeter. After age hardening at 70° C. for 96 hours, the tensile strength variation was 5% and the relative elongation changed by 10%. After age hardening at a temperature of 100°C for 10 days, the resistivity before stretching is 0.01 ohmmeter, and the resistivity of the horn after 10 times of 20% stretching is 0.
,03 ohm meters.

0〜+35’Cの温度変化の倉庫条件で7年貯蔵したの
ち、加硫物の抵抗率は0.015オ一ムメートルである
After 7 years of storage under warehouse conditions with temperature variations from 0 to +35'C, the resistivity of the vulcanizate is 0.015 ohmmeter.

実施例 2゜ 混合は前記の実施例1と同様に行なわれた。Example 2゜ Mixing was performed as in Example 1 above.

ミックスはジビニルゴム(65Ji量部)と可塑化ブタ
ジエン−ニトリルゴム(35重量部)とから成る。炭素
が0.18%のホウ素と化学的に結合し、ωrr?/f
の比吸着表面積を有するカーボンブラック(100重量
部)と黒鉛(15重量部)とを3部分に分けて軟化剤(
201J、置部)と共に重合体基質中に導入する。ゴム
ミックスは0.24の塑性、1.2 f/cdの押出率
とを有する。160℃の温度における最適加硫は加分で
ある。加硫物は7MPaの引張り強さと、330%の相
対伸び率と、引伸し前の0.007オームメードルの抵
抗率とを有し、この抵抗率は、10回の20%引伸しの
のちに0.01オ一ムメートルとなった。96時間、7
0℃の温度で時効硬化したのち、引張り強さの変動は5
%、相対伸び率の変動は10%である。100℃で10
日間時効硬化したのち、引伸し前の抵抗率は0.007
オームメードルであり。
The mix consisted of divinyl rubber (65 parts by weight) and plasticized butadiene-nitrile rubber (35 parts by weight). Carbon is chemically combined with 0.18% boron, ωrr? /f
Carbon black (100 parts by weight) and graphite (15 parts by weight) having a specific adsorption surface area of
201J, Okibe) into the polymer matrix. The rubber mix has a plasticity of 0.24 and an extrusion rate of 1.2 f/cd. The optimum vulcanization at a temperature of 160°C is vulcanization. The vulcanizate has a tensile strength of 7 MPa, a relative elongation of 330%, and a resistivity of 0.007 ohm meddle before stretching, which resistivity decreases to 0.005 ohm after ten 20% stretching. It became 01 ohm meter. 96 hours, 7
After age hardening at a temperature of 0°C, the variation in tensile strength is 5
%, the variation in relative elongation rate is 10%. 10 at 100℃
After aging and hardening for days, the resistivity before stretching is 0.007.
It's Ohm Meadle.

10回の20%引伸しののちに0.012オ一ムメート
ルとなる。0〜+40℃の温度の倉庫条件で7年間貯蔵
したのち、加硫物抵抗率は0.007オームメードルに
等しい。
After ten 20% enlargements it becomes 0.012 ohmmeter. After 7 years of storage in warehouse conditions at temperatures between 0 and +40°C, the vulcanizate resistivity is equal to 0.007 ohm meddle.

実施例 3゜ 実験用摩砕機を用い、200 X 450mポリ塩化ビ
ニール可塑化樹脂(100重量部)をブタジエン−ニト
リルゴム(21,3i量部)と混合する。炭素が0.3
x量%のホウ素と化学的に結合し100m/fの比吸着
表面積を有するカーボンブラック(87,5重量部)と
、ステアリン酸(0,34重量部)およびセパチン酸ジ
ブチル(25重量部)とを前記のミックスに混合する。
Example 3 Using a laboratory mill, 200 x 450 m polyvinyl chloride plasticized resin (100 parts by weight) is mixed with butadiene-nitrile rubber (21,3 parts by weight). Carbon is 0.3
Carbon black (87.5 parts by weight) which is chemically bonded with x amount % of boron and has a specific adsorption surface area of 100 m/f, stearic acid (0.34 parts by weight) and dibutyl sepatate (25 parts by weight). into the above mix.

この混合は175±15℃の温度で10〜12分間実施
される。このように形成さtた組成物をストリップ状に
切断し、造粒し、180±1℃の温度で圧縮し、11M
Paの圧力のもとに10分間保持し、次に30〜49℃
の温度まで冷却する。この組成物は引伸し前に0.02
オ一ムメートルの抵抗率を有し、10回の20%引伸し
ののち0.05オ一ムメートルの抵抗率を有する。破断
引張応力は6MPa、相対伸び率は150%、脆化温度
Fi−40℃である。120〜170℃の温度範囲で押
出したのち、その抵抗率は0.07−Vo、05オ一ム
メートルである。
This mixing is carried out for 10-12 minutes at a temperature of 175±15°C. The composition thus formed was cut into strips, granulated and compressed at a temperature of 180 ± 1°C to give 11M
Hold for 10 minutes under pressure of Pa, then 30-49℃
Cool to temperature. This composition was 0.02
It has a resistivity of 1 ohmmeter and after 10 times 20% stretching has a resistivity of 0.05 ohmmeter. The tensile stress at break is 6 MPa, the relative elongation is 150%, and the embrittlement temperature Fi is -40°C. After extrusion at a temperature range of 120-170°C, its resistivity is 0.07-Vo, 0.5 ohmmeter.

(資)℃で(ト)日間加熱時効硬化し、3年間の天蓋貯
蔵をシミュレータした加速時効硬化ののち、抵抗率は0
.01〜0.14オ一ムメートルの範囲内である。
After heat aging hardening at (1)°C for (7) days and accelerated aging hardening simulating canopy storage for 3 years, the resistivity was 0.
.. It is within the range of 0.01 to 0.14 ohm meters.

実施例 4゜ 実験用摩砕機を使用し、低密度ポリエチレン(100重
量部)を130〜150℃の温度で、スチレン/ジビニ
ル共重合体(100重量部)、シンタノール(1重量部
)、カーボンブラック(85重量部)(その炭素が0.
4重量%のホウ素と結合し、9〇−/lの比吸着表面積
を有するブラック)と混合する。混合時間は、ウェブの
ロール掛けを含めて15〜17分である。製造された組
成物をストリップ状に切断し、造粒する。4.5〜5.
5 M Pa の比圧のもとVC165〜176℃の温
度で圧縮し30〜40℃の温度まで冷却されたプレート
は、98Nの荷重のもとK 190℃の温度で4. ]
 X 1O−3f/s  のメルトインデックスを有す
る。破断引張り応力は12.8 M Pa 。
Example 4 Using an experimental mill, low density polyethylene (100 parts by weight) was mixed with styrene/divinyl copolymer (100 parts by weight), syntanol (1 part by weight), and carbon at a temperature of 130 to 150°C. Black (85 parts by weight) (its carbon content is 0.
4% by weight of boron and has a specific adsorption surface area of 90/l). Mixing time is 15-17 minutes including web rolling. The produced composition is cut into strips and granulated. 4.5-5.
The plate, compressed at a temperature of VC 165-176°C under a specific pressure of 5 MPa and cooled to a temperature of 30-40°C, is compressed at a temperature of K 190°C under a load of 98 N. ]
It has a melt index of X 1O-3f/s. The tensile stress at break was 12.8 MPa.

破断における相対伸び率は536%、抵抗率は0,4オ
一ムメートルである。
The relative elongation at break is 536% and the resistivity is 0.4 ohmmeter.

実施例 5゜ ゴムミキサーの中で、エチレン−10ピレンゴム(10
0重量部)を関〜ω℃の温度で処理し、そののちアルタ
ックス(L重量部)、ネオシンD(0,5重量部)、亜
鉛華(5重量部)、ステアリン酸(3重量部)を、3等
量部分のカーボンブラック(120重量部)(その炭素
は0.5重量%のホウ素と化学的に結合し、 110d
/f の比吸着面積を有する)および黒鉛(13重量部
)を可塑剤と共に導入する。この混付物を摩砕ロールの
中で10分間、5〜8011のロールギャップで%50
〜60℃の温度で摩砕し、そののちベルオキシモン(4
,2重i部)を導入し、ミックスをロール状に切断する
Example 5 In a rubber mixer, ethylene-10 pyrene rubber (10
0 parts by weight) at a temperature of ~ω°C, and then treated with Ultax (L parts by weight), Neosyn D (0.5 parts by weight), zinc white (5 parts by weight), and stearic acid (3 parts by weight). , 3 equivalent parts of carbon black (120 parts by weight), the carbon of which is chemically combined with 0.5% by weight of boron, 110d
/f) and graphite (13 parts by weight) are introduced together with the plasticizer. This mixture was heated in a grinding roll for 10 minutes at a roll gap of 5 to 8011%.
Milling at a temperature of ~60°C followed by peroximone (4
, double i part) and cut the mix into rolls.

混合時間は加分である。温度を60〜100℃の範囲に
保持し、また塑性は0.15である。プレートを加分間
160℃の温度で加硫する。加%硫酸と20%苛性ソー
ダ中の2,160時間の膨潤はゼロである。
Mixing time is additive. The temperature is maintained in the range 60-100°C and the plasticity is 0.15. The plate is vulcanized at a temperature of 160° C. during curing. Swelling in % sulfuric acid and 20% caustic soda for 2,160 hours is zero.

0.25mm の厚さを有するプレートは0.004オ
一ムメートルの抵抗率を有する。
A plate with a thickness of 0.25 mm has a resistivity of 0.004 ohmmeter.

実施例 6゜ 可塑化されたブタジエン−ニトリルゴム(100重量部
)をゴムミキサーの中で、ステアリン酸(2重量部)、
亜鉛華(6重量部)およびネオシンD(1重量部)と共
に混合し、そののち3等量部分のカーボンブラック(2
40重量部)(その炭素が0.3重量%のホウ素と化学
的に結合され、90n?/f の比吸着表面積を有する
)と、黒鉛(120重量部)とを導入する。混合時間は
16分、温度は70〜130℃の範囲内に保持される。
Example 6 Plasticized butadiene-nitrile rubber (100 parts by weight) was mixed with stearic acid (2 parts by weight) in a rubber mixer.
Mixed with zinc white (6 parts by weight) and Neosyn D (1 part by weight), followed by 3 equal parts of carbon black (2 parts by weight).
40 parts by weight) (the carbon of which is chemically combined with 0.3% by weight of boron and has a specific adsorption surface area of 90 n?/f) and graphite (120 parts by weight) are introduced. The mixing time is 16 minutes and the temperature is maintained within the range of 70-130°C.

圧縮成形に先立って、ゴムミックス中にベルオキシモン
を導入する(ゴムミックス助あだfill、9F)。1
80℃の温度における最適加硫は5分である。0.25
〜0.30+mの厚さのグレートの抵抗率は0.000
6オームメードルである。
Prior to compression molding, peroximone is introduced into the rubber mix (rubber mix assistant fill, 9F). 1
Optimal vulcanization at a temperature of 80°C is 5 minutes. 0.25
The resistivity of a ~0.30+m thick grate is 0.000
It is a 6 ohm meddle.

実施例 7゜ 200 X 450 mの実験用摩砕機を用い、40’
Cの温度で、炭素が0.2重量%のホウ素と化学的に結
合し80n?/lの比吸着表面積を有するカーボンブラ
ック(1oo重を部)とシリコーンゴA (1oofj
L部)とを混合し、そののちベルオキシモンF −40
(8重量部)を導入する。ミックスを150Cの温度で
加分間加硫する。加硫物は2.3 M Pa の引張り
強さと、408%の相対伸び率と、0.03−0.03
5オ一ムメートルの抵抗率とを有する。
Example 7 Using a 200 x 450 m experimental mill, 40'
At a temperature of C, carbon chemically bonds with 0.2% by weight of boron and 80n? Carbon black (100 parts by weight) and silicone rubber A (100 parts by weight) with a specific adsorption surface area of /l
Part L) and then peroximone F-40.
(8 parts by weight) is introduced. The mix is cured at a temperature of 150C. The vulcanizate has a tensile strength of 2.3 MPa, a relative elongation of 408%, and a
It has a resistivity of 5 ohms.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、炭素が0.18乃至0.5重量%のホウ素と化学的
に結合し60乃至110m^2/gの比吸着表面積を有
するカーボンブラックを下記成分割合(重量部)重合体
基質100導電性カーボンブラック38乃至240で含
有することを特徴とする重合体基質と導電性カーボンブ
ラックとを含有する導電性組成物。 2、重合体基質として、天然ゴム、イソプレンゴム、ブ
タジエン−ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、
フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコ
ーンゴムまたはそれらの混合物を含有することを特徴と
する特許請求の範囲第1項による導電性組成物。 3、追加的に1乃至3重量部の橋かけ結合剤と5乃至4
0重量部の可塑剤とを含有することを特徴とする特許請
求の範囲第1項または第2項による導電性組成物。 4、重合体基質としてポリ塩化ビニール可塑化樹脂とブ
タジエンニトリルゴムとの下記成分割合(重量部)の混
合物を含有することを特徴とする特許請求の範囲第1項
による導電性組成物。 ポリ塩化ビニール可塑化樹脂80乃至90 ブタジエン−ニトリルゴム10乃至20 導電性カーボンブラック100乃至110 5、重合体基質として、ポリエチレンとスチレン/ジビ
ニル共重合体とを下記成分割合(重量部)で含有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項による導電性組成
物。 ポリエチレン45乃至55 スチレン/ジビニル共重合体45乃至55 導電性カーボンブラック38乃至45
[Claims] 1. Carbon black having carbon chemically bonded with 0.18 to 0.5% by weight of boron and having a specific adsorption surface area of 60 to 110 m^2/g in the following component proportions (parts by weight) An electrically conductive composition containing a polymer substrate and electrically conductive carbon black, characterized in that the polymer matrix contains 100 parts and 38 to 240 parts of electrically conductive carbon black. 2. As a polymer substrate, natural rubber, isoprene rubber, butadiene-nitrile rubber, ethylene-propylene rubber,
An electrically conductive composition according to claim 1, characterized in that it contains fluororubber, chloroprene rubber, urethane rubber, silicone rubber or a mixture thereof. 3. additionally 1 to 3 parts by weight of cross-linking agent and 5 to 4 parts by weight
A conductive composition according to claim 1 or 2, characterized in that it contains 0 parts by weight of a plasticizer. 4. The conductive composition according to claim 1, which contains a mixture of polyvinyl chloride plasticized resin and butadiene nitrile rubber in the following component proportions (parts by weight) as a polymer substrate. Polyvinyl chloride plasticized resin 80 to 90 Butadiene-nitrile rubber 10 to 20 Conductive carbon black 100 to 110 5. Contains polyethylene and styrene/divinyl copolymer in the following component proportions (parts by weight) as a polymer substrate An electrically conductive composition according to claim 1, characterized in that: Polyethylene 45-55 Styrene/divinyl copolymer 45-55 Conductive carbon black 38-45
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