JPS62156159A - 導電性樹脂組成物 - Google Patents

導電性樹脂組成物

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JPS62156159A
JPS62156159A JP29825985A JP29825985A JPS62156159A JP S62156159 A JPS62156159 A JP S62156159A JP 29825985 A JP29825985 A JP 29825985A JP 29825985 A JP29825985 A JP 29825985A JP S62156159 A JPS62156159 A JP S62156159A
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JP
Japan
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crosslinking
electrically conductive
pref
polyethylene oxide
temperature
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JP29825985A
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English (en)
Inventor
Yasumasa Kawabe
河辺 保雅
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KURABE KK
Original Assignee
KURABE KK
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は特定の温度範囲に達すると、その抵抗値か温度
上昇と共に急激に増加する性質、即ち正の温度係数(以
下PTC特性という。)を有する導電性樹脂組成物に関
するものである。
(従来の技術と量定点) ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)
、エチレンアクリル酸エチル共重合体(EEA)等の熱
可塑性樹脂にカーボンブラック、グラファイト等の導電
性粉末を混入した複合体組成物が、PTC特性を有する
ことは公知である。この特性を示す理由は熱可塑性樹脂
が融点において結晶質から非結晶質に変化する際に、急
激な体積増加を示し、この体積増加により、熱可塑性樹
脂中に混入した導電粒子相互間の間隔が増大して、導電
粒子間のトンネル効果の減少または粒子接触の消失によ
り、抵抗が増大するためと考えられている。このPTC
特性を有する組成物が、これまでに数多く提案されてい
る。例えば、熱可塑性樹脂のエマルジョン、ラテックス
等にカーボン、グラ7フイト等を分散させたもの(特公
昭55−26564号、特公昭55−37042号)、
熱可塑性樹脂にカーボンを分散させ架橋したもの(特公
昭58−1872.2号)、 フイオ/マー樹脂にカー
ボンを分散させたもの(特公昭49 28695号、特
公昭51−22629号)、カーボン短繊維を前記熱可
塑性樹脂に分散させたもの(特開昭59−196334
号)、カーボンとチタン酸バリウムを併用したちの(特
開昭56−6397号)などがある。これらの中で、マ
トリックスを架橋していないものは、熱履歴現象が大き
く、しかも樹脂の融点以上の温度では抵抗の温度特性が
負となる。即ち、温度が上昇すると抵抗値が小さくなる
現象が生じる。そのため、例えば組成物に電流を流して
発熱させた時に、マトリックスの融点以上に自己発熱す
れば、温度上昇と共に電気抵抗値が小さくなり、電流が
ますまず大きくなるため、更に温度が上昇して、火災等
が起こり危険である。また、チタン酸バリウム等の無機
フィラーを前記熱可塑性樹脂に均一に分散させることは
極めて困難であり、またカーボン繊維等は配向しやすい
ため、シート1こ抵抗の異方性を生じ易い等の欠点かあ
る。そらそち、前記熱可塑性樹脂は疎水性であり、カー
ボン、グラファイト等を均一に分散させることは非常に
難しい。そのため分散を良くする方法として、例えば、
ポリエチレン、EVAの粉末とカーボンをトライブレン
ドする方法(特公昭55−26563号)や、カーボン
ブラックのマスターバッチを予め作り、これを混合する
方法(特公昭58−18722号)等が考えられている
が十分とは言えない。
(発明の目的) 本発明は、前記の欠点を除去し、PTC特性を持ち、し
かも熱履歴性のない安定な導電性樹脂組成物を提供−r
るものである。
(発明の構成及び作用) 即ち、本発明は、ポリエチレンオキシドにカーボンブラ
ンク、グラファイトまたは金属粉等の導電性粉末を適当
量混合し、これを架橋することを特徴とするPTC特性
を有する組成物である。
ポリエチレンオキシドは、その化学構造より、主j°1
にエーテル酸素を有するため親水性であり、ポリエチレ
ン、 E v A、 [E E A等の熱可塑性(邊(
詣に比べてカーボンブラックの分散が良いのか特徴て゛
ある。従って製造パンチ間の抵抗値のバラツキ、同一製
造パンチの抵抗のバラツキは殆ど無い。しかもポリエチ
レンオキシドは、カレンブリング。
エクストルージョン等の加工は当然可能であり、水は勿
論のこと、7七ト二トリル、塩化エチレンクロロホルム
、トリクロルエチレン、塩化メチレン等のいくつかの有
機溶剤に可溶であるため導電塗料ベースとしても用いる
ことができるなどの利点を持つ。なお当然のことながら
、カーボン等の添加物の多い組成物はど体積抵抗率が低
くなるが、逆にあまり少なすぎても抵抗が高く導電性を
示さないので、好ましくは樹脂100重量部に対して導
電性粉末を10〜100重量部添加する。100重量部
以上カーボンブラック、グラファイトを添加した場合は
、樹脂の機械的性質が低下し、シートとして実用できな
くなる。架橋は過酸化物等を用いた化学的架橋方法、ま
たは電子線等の物理的架橋方法のいづれがでも良いが、
そのいづれの場合においても架橋効率を上げるために架
橋助剤を添加し、架橋寡聞×は酸素が存在してはならな
い。もし、架橋雰囲気中に、酸素が存在すればポリエチ
レンオキシドのエーテル結合が切断し、ポリマーは分解
してしまう。従って不活性ガス雰囲気中または真空中ま
たは熱媒体中で行なうと良い。
更に、前記組成物は必要に応して老化防止剤、界面活性
剤、温度特性改良剤を添加する。このようにしてできた
組成物は、自己温度調節型ヒーター。
温度検出器、温度制御器等に応用可能である。
本発明に於ける前記材料について、ポリエチレンオキシ
ドとしては市販品のどの銘柄のものでも良く、高分子量
のものを選べば溶液とした時に液の粘度が高くなり、逆
に低分子量のものを選べば、粘度は低い。ポリエチレン
オキシドの融点は分子量が変わっても殆ど変わらず約6
5°Cである。従ってどの銘柄のものを用いても、抵抗
値が急激に増大する温度は一定である。市販品としては
可成化1&(株)製アルコックスR・400等がある。
導電粉末としては導電性カーボンブラック、グラファイ
トが好ましく、ケッチェンブラックEC(AKZO製)
、パルカンXC−72(キャボント製)、トーカブラッ
ク# 4500’(東海カーボン製)、デンカアセチレ
ンブラック(電気化学工業製)、旭カーボンH3・50
0(旭カーボン製)、グラフフィトC85P(日本黒鉛
製)等が利用できる。前記架橋助剤としてはトリアリル
イソシアヌレート、トリ  。
メチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリ
コールジメタクリレートなどが好ましい。
化学的架橋方法を行なう場合に添加する架橋剤としては
市販の有機過酸化物があり、例えばジクミルペルオキシ
ド、1.1ビス(第3プチルベルオキシ)3,3.5−
)リメチルシクロヘキサン、2゜5−ツメチル−2,5
−(@3ブチルペルオキシ)ヘキサンなどの数多くのも
のが使用できる。架橋助剤および架橋剤の添加量は樹脂
100重量部に対して0.5〜5.0重量部が好ましい
。添加量が少なければ架橋が遅く、ゲル分率の高いもの
は得られないし、また逆に必要以上に多すぎても架橋に
関与しない。更に、本発明に於いて耐熱性を向上させる
目的で老化防止剤を添加したり、またカーボンブランク
の分散性を向上させる目的で界面活性剤を添加したり、
抵抗の温度による変化率を向上させる目的で温度特性改
良剤を添加すると良い。前記老化防止剤としては、フェ
ノール系。
ヒンダードフエノール基の老化防止剤が好ましく特に、
4,4−チオビス−(6−第3ブチル−3−メチルフェ
ノールL  i+3+s−トリメチル−2゜4.6−)
リス(3,5−ノー第3ブチル−4ヒドロ〜シベンジン
)ベンゼン、トリス(−2−メチル−4−ヒドロキシ−
5−第3ブチルフエノール)ブタン、テトラキス、−〔
メチレン−3−(3,5−ジー第3ブチル−4′−ヒド
ロキシフェニル)プロピオネートコメタン等が効果があ
るがこれに限定されるものではない。老化防止剤の添加
量は13(脂100重量部に対して0.5〜5.0重量
部の範囲が良い。添加量が二の範囲より少ない場合、老
化防止剤としての効果かなく、逆に多過ぎると架橋阻害
等の問題が生しる。前記界面活性剤としテハ、ナフタレ
ンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩(花王石
鹸;デモールN)及び淑すオキシエチレンオクチルフェ
ニルエーテル(花王石鹸;エマルゲン810)が特に効
果か認められた。
界面活性剤の添加量はカーボンブラック等の添加量10
0重量部に対して、1〜10重量部で十分効果がある。
前記の温度特性改良剤としては、例えばパラフィンワッ
クス、ポリエチレンワ/クス等が特に好ましく樹脂10
0重量部に対して、50重量部以下添加することが望ま
しい。二の範囲上り添加量が多ければ、抵抗の7H度特
性;こ熱@歴が生じ易く、また組成物の機械的性質か低
下する。
即ち、脆くなる。
(実施例) 以下に本発明による組成物を実施例として(表−1)に
示すが、これのみに限定されるものでなく、例えば導電
性粉末にニッケル等の金属粉を用いた組成物にあっても
良好であった。
前記混合物を攪拌機で十分攪拌後、テフロンフィルム上
にキャストし、90℃で乾燥した後に150°Cのホン
トプレスで架橋シートを得た。架橋後110°Cでエー
ジングを行ない、抵抗体、OIL t&物を得た。
実施例1 このシートの体積抵抗率は17Ω−Qmであり、自己温
度制御特性は50°Cで280%、60°Cで320%
の電気抵抗の上昇があった。クロロホルムを溶媒として
ソックスレーの抽出器で抽出したところゲル分率は80
%であった。このシートは熱履歴性がなく抵抗・温度特
性は極めて安定しており、シートの可撓性は十分であり
、シート内の抵抗のバラツキは殆どなかった。抵抗・温
度特性を第1図に示す。
実施例2 このシートの体積抵抗率は15Ω−cmであり、自己温
度制御特性は50゛Cで700%、60°Cで2160
%の電電抵抗の上昇があった。実施例1と同様にしてゲ
ル分率を求めると70%であっtこ。
このシートは熱履歴性がなく抵抗・温度特性は極めて安
定しており、シートの可撓性は十分であり、シート内の
抵抗のバラツキは殆どなかった。抵抗・温度特性を第2
図に示す。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例における組成物のP T CVf性
(抵抗率と温度との関係)の測定結果を示し、第1図は
実施例1.第2図は実施例2に於ける各結果を示すもの
である。 第1図 温度C0

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ポリエチレンオキシドと導電性粉末との混合物を架橋す
    ることを特徴とした導電性樹脂組成物。
JP29825985A 1985-12-28 1985-12-28 導電性樹脂組成物 Pending JPS62156159A (ja)

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Cited By (5)

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