SE440085B - Elektriskt ledande silikonelastomer samt elektriskt ledande organ - Google Patents

Description

snozsao-1 i P nenten ir en blandning av 60 till 90 procent grafit, 1,? till ?O procent manpandiqkid, och 0,5 till 20 procent zinkoxid. Den elektriskt ledande heliggningskompositionen används på samma sätt som en mâlarfärg.

I det amerikanska patentet nr- 3 284 751, Barker och andra he- skrivs en tändkabel för användning med motorfordon innefattande en böjlip motstândsledare av icke-ledande fibrer bahgdnsd ledande material av separata partiklar, en ledande gummibeläggning som sammanbinder fibrerna hoe nämnda ledare, och andra ytterligare skikt- Kompositionen enligt före- liggande uppfinning är en förbättring utöver för närvarande körda kom"er~ siella ledande gummibeläggningar. Dessa beläggningar, som beskrivits av Parker och andra äro lösningsmedellösningar, som äro applieerade geno: dnppning, torkning, och härdning- Ett sådant förfarande kräver stora mdny- der energi för torkningssteget- Lösningsmedlet orsakar även problem sär- skilt ekologisk förstöring- En föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning använder inget lösningsmedel och sänker därigenom energikravei och eliminerar även nedbrytníngsproblemet.

Förfarandet enligt Barker och andra medför belággandet av ett skikt av ledande substans över nämnda gummibeläggning för att verka såsom ett frigöringsmedel för följande skikt. Denna beläggning, bestående av en kolloidal lösning av grafit i alkohol, mäste doppas och torkas- Ett elek- triskt ledande organ producerat enligt föreliggande uppfinning kräver icke en sådan beläggning vid användning i en tändkahel, emedan ytan av det elektriskt ledande nrganet är en god frigöringsyta för isolation pâförd över det- Farker och andra beskriver konstruktionen av en enligt den äldre tekniken utförd icke-metallisk ledare- Individuella trådliknande trådar, av bomull, rayon, linne, polyester, eller glas, eller hlandninpar av de olika trådarna impregneras med ledande material, såsom grafit- De indi- viduella trådarna neddoppas i en kolloidal lösning av grafit i alkohol för att helt impregnera_de individuella fibrerna hos trådarna. Efter att ha utkommit från grafitlösningen, hopsamlas trådarna i en lämplig mekanisk anordning och föras till en torkugn som en grupp så att de torkas till- sammans i kontakt med varandra, vilket utfäller grafiten såsom separata partiklar på trådarna- Motståndet hos den slutliga ledaren är delvis he- stämt av antalet använda trådar och delvis av följande ledarkomponenter.

Konstruktionen av det elektriskt ledande organet enligt förelig- gande uppfinning kan vara mycket enklare och billigare än den som utläres av Barker och andra. Den elektriska ledningsförmågan hos kompositionen enligt föreliggande uppfinning kan vara tillräckligt hög för att tillåta användningen av elektriskt ledande trådar- Det ovan beskrivna steget av rarker och andra för tillverkning av trådar som äro ledande kan helt elimi- neras från förfarandet- 5 8002590-1 Tillsäftandet av en liten mängd (mindre än 9%) av hackade grafit- fibrer till en elektriskt ledande lågviskositetshärdsilikonelastomer- blandning förbättrar ledningsfñrmåganfiäen härdade elektriskt ledande silíkonelastomeren till en oväntad grad. när kompositionen används for att tillverka en ledande kärna för användning i biltändkabel, är det ickß längre nödvändigt att använda en ledande form av fiber såsom basorganet hos kärnan- Föreliggande uppfinning avser en silikonkomposition hårdnar till en elektriskt ledande silikonelastomer innefattande en produkt erhillen genom att blanda (A) en elektriskt ledande härdber silikonflastomer~ blandning, som har en viskositet under l 000 Pa's eid 2500 och (P) grafit- fibrer med en medellängd av från l mm till 6 mm, varvid grafitfibrerna finnas i en mängd av från 0,3 till 5,0 vikts% baserat på vikten av kompr- sitionen- Grafitfibrerna använda i föreliggande uppfinning äro kommersiella material. De produceras vanligen genom karboniseringen av organiska fihrrr för att åstadkomma kolfibrer eller grafitfibrer beroende av de använda fär- faraniena- "armen grafit använd nedan inkluderar både grafit- och kol- allotroperna- Fibrerna användas vanligast såsom högmodul uppvisande, hfigstyrkeförstïrkningsmedel för ett flertal plastbaserade tekniska materi- al. Grafitfibrerna användas i kombination med glasfibrer for sit framställa garner, som kunna vävas till tyger; som uppvisa elektrisk ledningsfärmåga.

Vävda band av grafitfibrer användas såsom förstärkningar i nögtemperatur- tillämpningar så väl som för motståndsuppvärmningselement- För användning i föreliggande uppfinning hackas fibrerna till korta längder för blandning till den elektriskt ledande härdbara silikonelastomerblandningen- Fibrerna hackas så likformigt som är praktiskt till längder från l mm till 6 mn- Om de individuella fiberlängderna äro för långa, kommer beläggningen producerad av kompositionen att bliva grov och olikformig på ytan. om filrerna äro för korta, observeras icke märkbar förbättring i elektrisk ledníngsförmägf. Den föredragna medellängden för den hackade fi*ern är cirka 5,? mm- _ kmedan kommersiella kol- och grafitfibrer användas för att för» stärka plaster, poleras de ibland på sin yta med ett kopplingsmedel för att ge bättre styrkor- Fibern använd i uppfinningen skulle icke poleras med något kopplingsmedel, som kommer att ínterferera med närdningen av silikonelastomerblandníngen- Enkel experimentering kommer att fastlägga, om den valda fibern interferar med härdningen avsilikonelastomerbland- ningen, som används- Den elektriskt ledande, härdbara, silikonelastomerblandningen använd i uppfinningen kan vara varje blandning som kan vidare blandas med grafítfibrer Och härdßs till en elektriskt ledande silikonelastomer. pland- 8002590-1 4 ningen kan härdas genom konventionella metoder för bärdning av silikon- kompositioner, såsom med organiska peroxider, bestrålning, eller genom platinakatalyserad reaktion mellan alifatiskt omättade grupper på kisel med kiselbundna väteatomer- Blandningen har en viskositet av under l 000 poise vid 2500 så att grafitfibrer kunna likformigt dispergeras i blandningen utan att förstöra fibrerna- Om överdriven skjuvning används för att fram- ställa de mer viskösa blnndningarna, komma grafitfibrerna att brytas till längder för korta att ge tillfredsställande förbättring i elektrisk led- ningsförmåga. En viskositet av under l 000 poise vid 2500 tillåter även att blandningen pumpas så att den lätt kan matas till beläggningsanord- ningar- Ett lösningsmedel kan användas för att minska viskositeten fär framställning av blandningen- Om detta göres, förloras energin sparad av ett system utan lösningsmedel. Den märkbara förbättringen i elektrisk ledningsförmåga på grund av tillsättningen av grafitfibrerna är fort- farande bibehållen.

En föredragan typ av elektriskt ledande härdbar silikonelastomer- blandning innefattar (i) 100 viktsdelar av ett vinyldiorganosiloxi änd- blockerat polydiorganosiloxanfluidum, varvid varje organisk radikal är vald från en grupp bestående av metyl, etyl, fenyl, och 3,5,3-trifluor- propylradikaler, varvid det finns från O till 50 procent i,d,?~tríflunr- propylradikaler och från O till 10 procent fenylradikaler båda baserade på det totala antalet organiska radikaler i polydiorganosiloxanfluinet, varvid fluidet har en viskositet av från 0,2 till 100 Pa's mätt vid 2506, (ii) från l5 till 60 viktsdelar av elektriskt ledande kolpartiklar valla från en grupp bestående av kol- och grafitpartiklar, som ha en nedel- partikeldiameter av mindre än 20 mikrometer, (iii) en polyorganoväte- siloxan, som har i medeltal minst 2,1 kiselbundna väteatomer per molekyl, ingen kiselatom har bunden därtill mer än en väteatom , nämnda molekyler bestå väsentligen av enheter valda från gruppen bestående av H(CH¿)SiO- enheter, R2SiO-enheter, H(CH3)2SiO1/2-enheter, R3SiO1/2-enheter, ech S102-enheter, varvid R är vald från gruppen bestående av alkylradikaler, som ha från l till 6 kolatomer, fenylradikaler, och 3,3,3-trifluorpropy1- iadikaler, mängden av polyorganovätesiloxan är tillräcklig för att ge från 1,2 till 3 kisel-bundna väteatomer för varje kisel-bunden vinylgrupp i polydiorganosiloxanfluidet (i), (iv) en platinakatalysator, löslig i (i) och närvarande i en mängd tillräcklig för att ge minst l viktsdel platina för varje miljon viktsdelar av polydiorganosiloxanfluidet (i), och (v) en mängd av en platånakatalysatorinhibitor tillränklig för att ge den önskade lagringslivslängden efter blandning. Üådana blandningar äro kommersiellt tillgängliga- De vinyl-innehållande polydiorganosiloxanfluiderna använda i denna , aoozsso-1 föredragna utfïringsform äro välkända i tekniken. Iolydiorganoeilnzan~ fliiiet är ändblockerat med vinyldiorganosilexigrunger. he organiska rn- di;alerna kunna vara fietyl-,etyl-, fenyl~, eller 3,3,3~trifluar9run3l~ radikaler, varvid det finnes från 0 till 40 procent 3,ï,?~trifluorpra- yglradikaler- Fenylradikalerna kunna finnas i en mängd a lö procent, varvid alla procenttal äro baserade på det totala rrtalef organiska radikaler i polydiorganopolysiloxanfluidet- ?inylaiorgano~ v från W till silozigrupperna ha organiska radikaler valda från samna ¿rupp av orraniska aiikaler upptagna ovan- Polydiorganosiloxanfluidet har en viskositet av 0,9 »2111 ioo vili 25%.

Be elektriskt ledande kolpartiklarna använda fär att re ier elek- triskt lelande silikonelastomerblandningen dess elektriska ledningeför~ mage äro valda från en grupp bestående av kol- och grafitpartiklar, som ha en medelpartikeldiameter av mindre än 20 mikrometer- Diametern, som definieras här, är diametern av en cirkel, vars area är lika med parii- kelns projicerade area- Partiklarna själva kunna vara sfäriska saeom i fallet med kimrök eller små skivor som i fallet med mald syntetisk ¿rafít- Jet föredrages att ha partiklarna med en medeldiameter av minire än 5 mikrometer, eftersom de mindre diametrarna bilda en likformigare blandning- Ytan av den händade beläggningen är jämnare med den mindre partikelstorleken- De föredragna kolpartiklarna äro acetylenkimrök, eftereofi ie upp- visa en större grad av elektrisk ledningsförmåga än andra typer av kimrït.

Kuumereiella farmer av denna kimrök äro tillgängliga- De föredragna grafitpartiklarna äro de som malts till en "edel- diameter av mindre än 5 mikrometer- Både naturliga och syntetiska grafiter kunra användas, men om det föredragna platinakatalysatorhärdnin;aeyatene+ använde, måste grefiten utvärderas för att verifiera att föroreningar, som finnas, såsom svavel, icke interferera med den rätta härlningen av blard- ningen- av denna orsak, föredragas de syntetiska grafiterna.

Eolyorganovätesiloxanerna innehållande kiselebundna väteatfimer äro även välkända i tekniken såsom beskrivits av Polmanteer och andra i det amerkanska patentet nr- 5 697 473 och Lee och andra i det amerikanska patentet nr- 3 989 668, vilka patent visa exempel på yolyorganovitesi- loxaner kända i tekniken- Polyorganovätesiloxaner värdefulla för anvïnl- ning i föreliggande uppfinning kunna vara varje silaxan, som har i medel- tal minst 2,1 kisel-bundna väteatomer per molekyl och i medeltal icke mer än en kisel~bunden väteatøm per kiselatom. De återstående valeneerna ya kiselatomerna äro satisfierade genom tvåvärda syreatomer eller genom en- värda kolväteradikaler, som ha mindre än 6 kolatomer ner radikal såsom metgl-, isopropyl-, tert-butyl- och cyklohexyl- och fengl- och É,ï,?- trifluorpropylradikaler. Folydiorganovätesiloxanerna kunna vara hemo- soozseo-1 6 pnlymarar, sampolymerer, och blandningar därav, som innehålla enheter av de följande typerna: Rgsio, ašsiooß, zi(cH5)sio, H(CH5)2sio0,5, och S102 där R är det envärda kolvätet definierat ovan- Några specifika exempel inkludera polymetylvätesiloxancykliska enheter, sampolynerer av trimetyl- siloxi och metylvätesiloxanenheter, sampolymerer av dimetylvätesiloxi och metylvätesiloxanenheter, sampolymerer av trimetylsiloxi, dimetyl- siloxan, och metylvätesiloxanenheter, och sampolymerer av dimetylväte- siloxi, dimetylsiloxan, och metylvätesiloxanenheter- Lämpligen ha organo- vätesiloxanerna i medeltal minst 5 kisel-bundna väteatomer per molekyl.

Kompositionerna enligt den ovan beskrivna typen av elektriskt le- dande härdbara silikonelastomerblandningen enligt uppfinningen härdas med hjälp av en katalysator, som kan vara någon av de platina-innehållande katalysatorerna, som äro kända för att katalysera reaktionen av kisel- bundna väteatomer med kisel-bundna vinylgrupper och som äro lösliga i polydiorganosiloxanfluidet. Platina-innehållande katalysatorer, som icke äro lösliga i nämnda fluidum äro icke tillräckligt effektiva för att ge kompositionerna enligt uppfinningen- En klass av platina-innehäl- lande katalysatorer särskilt lämpliga för användning i kompositionerna enligt uppfinningen äro komplexerna av klorplatinasyra beskrivna av Üillinh i det amerikanska patentet nr- 3 419 595, som visar framställningen av nämnda komplex och komplexen i sig- En föredragen katalysator, beskriven av Uilling, är ett platina-innehållande komplex, som är reaktionsproduk- ten av klorplatinasyra och gym-divinyltetrametyldisiloxan.

Den platina-innehållande katalysatorn är närvarande i en mängd tillräcklig att de minst en viktsdel av platina för varje miljon vikte- delar av polydiorganosiloxanfluidet- Det är klart, att mängder av platina större än 59 delar per miljon som ovan angivits även äro effektiva i kompositionerna enligt uppfinningen med att använda större mängder, sär- skilt när den föredragna katalysatorn används, är onödigt och slösak- tigt.

En blandning av polydiorganosiloxanfluidum, polyorganovätesiloxan, och pletinakatalysator kan börja härda genast efter blandning vid rums- tempertur och därför är det nödvändigt att inhibera verkan av katalysa- torn vid rumstemperatur med en platinakatalysatorinhibitor om kompositio- nen skall lagras en avsevärd tid före användning- En typ av platinakatalysator lämplig för användning är de acety~ leniskt omättade inhibitorerna beskrivna i det amerikanska patentet nr- 5 445 420 till Kookootsedes och andra, som visar acetyleniska inhibitorer och deras användning som inhibitorer.

En andra typ av platinakatalysatorinhibitorer är de olefiniska siloxanerna och deras användning i silikonkompositioner såsom platina- v 8002590-1 katalysatorinhibitorer- Särskilt äro olefiniska siloxaner med formeln 'PH -QII - I (i n' I! R'iSi0 SiO _ S10 . :- 4 )|.1(; )5-u“ 5 K CH I! QH CH -C-CH- 3 | 9 OH föredragna såsom platinakatalysatorinhibitor, emedan dessa olefiniska siloxaner inhibera verkan av katalysatorn för mer än 24 timmar vid rums- temperatur- Vidare tillåter den låga flyktigheten av lessa föredra¿na olefiniska siloxaner användningen av kompositionerna enligt uppfirninren i det fria utan risk för att inhibitorn förloras på grund av avduns :inr- Varj R" i de olefiniska siloxanerna ovan kan vara oberoende meiyl, etyl, fenyl, eller 5,3,5~trifluorpropyl och u kan vara 1 eller 2. Det är klart, att blandningar av olefiniska siloxaner med den visade formeln vari 3 är l och 2 även äro verksamma som platinakatalysatorinhihitor i komposi- tifinerna enligt uppfinningen- En tredje typ av platinakatàlysatorinhibitor lämplig för använd- ning är vinylorganocyklosiloxanerna med formeln RH (CH =CH šiü) 5 w vari R" är definierad ovan och y har ett medelvärde av från 3 till G.

Vinylorganosiloxaner äro välkända i organosilikontekniken, särskilt där R" är metyl och E är 3, 4 eller 5.

Tïngden av platinakatalysatorinhibitor som skall användas i kompo- sitionerna enligt uppfinningen är helt enkelt den mängd som nehfivs för att producera den Hnskade lagringslivslängden men ändå icke utöka härdnirgs~ tiden hos kompositionerna enligt uppfinningen till ett opraktiskt virde.

Denna mängd kommer att variera brett och kommer att bero på der speciella använda inhihitorn, naturen av koncentrationen av den platina-innehållande katalysatorn oeh naturen av polyorganovätesiloxanen, Inhibitorn tillsättes i mängder så små som en mol av inhihitor för varje mol platina och kommer i några fall att orsaka en inhibering av katalysatorn och ge en tillfredsställande livslängd. I andra fall, kan avsevärt mer ínhibitor, såsom 10, 50, 100, 500 och fler moler inhibi- tor för varje mol platina behövas för att åstalkomma den önskade kombina- tionen av livslängd och härdningstid- Den exakta mängden av någon särskild inhibitor som skall användas i kompositionerna enligt uppfinningen skulle bestämmas genom enkel experimentering.

Inhiberingseffekten av platinakatalysatorinhibitor kan elimineras genom att upphetta kompositionen enligt uppfinningen till en temperatur 8002590-1 8 av 7000 eller högre- Kompositionerna enligt uppfinningen erhållas närhelst de angivna komponenterna blandas i de nödvändiga proportionerna för att uppfylla de ovanstående gränserna. Blandningsordningen är icke kritisk, men on den föredragna kompositionen används, är det föredraget att ha in- hibitorn närvarande när polydiorganosiloxanfluidum, polyorganovätesiloxan, och platina innehållande katalysator blandas, emedan en härdningsreaktion innefattande dessa komponenter börjar genast vid rumstemperatur om inni- bitorn icke är närvarande- Det bästa sättet att framställa de föredragna kompositionerna enligt uppfinningen är att blanda polydiorganosiloxanfluidet, kolpartiklarna, platina innehållande katalysator, inhibitor, polyorganosvätesiloxanbrygg- bildare, och grafitfiber i en degblandare (lösningsmaskin)- Varje kompo- nent skulle vara likformigt fördelad i blandningen innan nästa tillsättes.

Det är särskilt viktigt att ha inhibitorn väl fördelad i blandningen innan bryggbildaren tillsättes, emedan härdningsrwnktionen kommer att börja om detta icke göres- Grafitfibrerna tillsättes som det sista steget av blandningsoperation för att förhindra att de skjuvas onödigt överdrivet och minskas till längder under den undre gränsen enligt uppfinningen- Om den föredragna utföringsformen enligt uppfinningen icke används på det nedan beskrivna sättet, är det nödvändigt att komposítionens visko- sitet är tillräckligt låg för att tillåta pumpbarheten i den använda ut- rustningen- I en sådan metod, är viskositeten hos den slutliga blandningen beroende av minst viskositeten av den begynnande elektriskt ledande elastomerblandningen, förfarandet för blandning, mängden av tillsatt gra- fitfiber, och längden av tillsatt grafitfiber- Viskositeten bestämmer sålunda den övre gränsen av den mängd grafitfiber som kan tillsättae.

Kompositionen av den föredragna utföringsformen av uppfinningen kan göras i en en-pakets- eller två-paketsform. Om den skall lagrad under någon tidsllngd, göres den föredragna kompositionen som en två-pakets- form- En föredragen metod är att blanda halva polydiorganosiloxanfluidet, halva mängden kolpartiklar, den platina-innehållande katalysatorn, inhi- botorn och halva mängden grafitfibrer i ett paket- Det andra paketet inne- håller återstoden av polydiorganosiloxanfluidet och kolpartikalrna, poly- organovötesiloxanen och den andra hälften av grafitfibrerna- De två pake- ten blandas sedan tillsammans strax innan de användas i ett viktsförhâl- lande av ett till ett- Det är klart, att det finnes andra sätt att kombi- nera de angivna komponenterna för att framställa kompositionerna enligt denna utföringsform i flerpaketsform.

Kompositionerna enligt detta utförande äro härdbara genom att upp- hetta den till en temperatur tillräckligt hög för att orsaka härdning, lämpligen mer än IOOQC antingen i en instängd area eller utsatt för atmos- fåren- 9 8002590-'1 Kom ositionerna erli.t u finnin en kunna formas ren ow P E PP E L kända gjutningsmetoder och hirdas till elektriskt ledanío siliïfinelaeto- menar. Fomyositionerna enligt uppfinningen kunna vidare utnyttjas ¿orow att fipçlicera dem över något värme-stabilt basorgan och härda den för att framstilla en elektriskt ledande yta- Pasorganet kan vara en e+~l yta, såsom en glas- eller plastartikel, eller en böjlig yta, Såsom ett ty; eller en film .

Ett elektriskt ledande organ enligt uppfinningen bildas gerom att belägga kompositionen enligt uppfinningen över icke-metalliska triear, som kunna hopsamlas såsom i en roving, garn eller kord.

Trådarna kunna vara alla icke-metalliska trådar, som kunna motstå ie förekommande temperaturerna för tillverkning och användning- de fHre~ dragna trådarna äro de som äro gjorda av glas, aramidfibrer, kol eller grafit, och blandningar av sådana trådar- Trâdarna av glas eller av araoio äro elektriskt icke-ledande, medan fibrerna av kol eller grafit äro ledande.

Glestrådarna kunna göras elektriskt ledande genom att belägga deras yta ned ett ledande material, såsom grafitpartiklar. Sådana elektriskt ledande glastrådar äro kommersiellt tillgängliga- Den elektriska ledningefor igen hos en knippe trådar i form av en roving, garn, eller kord kan regleras till den.önskade nivån genom att justera förhållandet mellan trådar och icke-ledande trådar, som används för att bilda knippan av trådar- Varje lämplig metod kan användas för att belägga kompositionen enligt uppfinningen över trådarna eller baeorganet- Én vanlig metod är att sprida (dispergera) kompositionen i ett lämpligt lösningsmedel, såsom toluen, xylen, eller l,l,l-trikloretan, sedan föra trådarna genom en tank fylld med dispersionen, genom en dyna för att re¿lera mängden Loliggning, och sedan genom en ugn för att torka och närda belä¿gnin¿en- Detta år nor- malt en kontinuerlig operation med flera yassager genom Løläggríigeaypa- raten för att bygga upp beläggningen till den önskade tjockleken i ett jämnt och likformigt sätt- Det fullbordade elektriskt ledande orpanet är typiskt av cirka 1,6 till 2,5 mm diameter med ett elektriskt motstånd av mellan 2,300 och 10 000 Ohm per 30 cm längd- Det är tydligt att lednings- förmägan av det färdiga organet kommer att vara beroende både le1ningaf3r~ mågan hos trådarna och ledningsförmågan hos keläggningen applioerad Hvar krlilupara - En av fördelarna med den föredragna utföringsformen av uppfinningen är att den kan användas utan dispergering i lösningsmedel. Viskositeten av kompositionen är tillräckligt låg så att trådarna ellr basorganet kanleläggas med användning av en modifierad tvärhuvudsanordning (vinkel- huvudsanordning) liknande den som vanligen används för att applicera iso- ïßïififl Då Plßkïríßkß trådar- Trådarna matas genom vinkelnuvudet på ett kon- tinuerligt sätt medan kompositionen pressas omkring trådarna och formas 8002590-1 10 medelst vinkelhuvvdet och utgå från dynan hos vinkelbuvudet. Konpositionen kan matas till vínkelkuvudet genom att använda pumpar eller etttryck- kärl med användning av lufttryck för drifkraft- Ett sådant bel%5gnin¿s~ förfarande beskrivas i artikeln "High Temperature Ignition Core Fabricatior Usinga Liquid Silicone Rubber", publicerad av Society of Automotive Én- gineers, Inc. såsom meddelande nummer 770866 vid Passenger Car Testing in Detroit, Hichigan den 26 september, 1977-De belagda trådarna härdas sedan genom att de passera genom en varmluftsugn- Emedan inget lösningsmedel måste drivas bort, är energinkravet att producera ett färdigt, härdat, elektriskt ledande_organ mycket mindre än som kräves av den tidigare be- ¿ skrivna metoden- att använda den föredragna kompositioner_med dennmetod i resulterar i ett förfarande utan flyktiga bi~produkter som måste på rätt sätt regleras och förstöras.

En viktig användning av elektriskt ledande organ är som en ledande kärna i biltändkabel- Kärnans ledningsförmåga regleras till en nivå så att likströmmen för att tända tändstiftet kommer att gå genom kärnan, men de nögfrekventa pulserne alstrade av gnistan komma icke att gå tillbaka genom kärnan- Sådana högfrekvenspulser alstra radio- och televísionsstHr~ ningar om de tillåtas att utstrålas genom tändsystemet.

Den ledande kärnan består av en grupp trådar belagda med en elasto- merbeläggning för att binda dem till en kompakt knippe och för att ge kärnan en jämn, icke-vidhäftande yttre yta- Den elektriska ledningsför- mågan hos kärnan är bestämd av den elektrisk lednïgsförmågan hos gruppen av trådar och av den elektriska ledningsförmågan hos den elastomeriska beläggningen-Den jämna, icke-vidnäftande yttre ytan är nödvändig så att det täckande isolationsskiktet lätt kan borttagas under installationen av klimmorna under tillverkningen av tändkabeln.

Tidigare tillgängligaelektriskt ledande elastomerblandninger voro begränsade i graden w elektrisk ledningsfåmåga de kunde ge- Det var nöd- vändigt att trådarna använda med de elektriskt ledande elastomerbland- ningarna även voro elektriskt ledande- Trådarna voro gjorda ledande genom att belägga de individuella trådarna med elektriskt ledande kol eller gra- fit, eller genom att inkludera elektriskt ledande kol-eller grafit-trådar i gruppen av trådar. Alla dessa procedurer höjer kostnaden av trådarna.

Ledningsförmàgan hos kompositionen enligt föreliggande uppfinning är tillräckligt hög så att det icke är nödvändigt att använda elektriskt ledande trådar- En enkel icke-ledande grupp av trådar kan användas; be- läggning enbart har tillräcklig ledningsförmåga för att ge ett elektriskt ledande organ med den önskade ledningsförmågan- De följande exemplen äro inkluderade för belyeande ändamål och skul- le icke uppfattas som begränsande uppfinningen, som är angiven i de bifoga- de kraven- Alla delar äro i vikt- 11 t aoozs9n~1 Exemgel l En serie av jämförande exempel på lösningsmedelsdispersioner av elektriskt ledande, härdbara silikonelastomerblandningar framställdes och talades på en glasfiberkord föI'&t bilda elektriskt ledande organ av en typ, som används som kärna i biltändkabel. Dessa representera len íldr~ -tekniken- (A) En lñsningsmedeledispersion av 100 delar av meiylfenylvïnyl- siloxi indblockerod polydimetylsiloxan med en viskositet vid 2500 av cirka 2,1 Pa°s framställdes genom att blanda med 3&7 delar av l,l,l-trikloretaL- Sedan en likformig dispersion erhållits, tillsattes med ytterligare omrör- ning, 23 delar elektriskt ledande acetylenkimrfik, 6 delar trinetyleíloxi ändblockerad polyorganovätesiloxan med r medeltal figm metylv%tesiloxan~ enheter och tre dimetylsiloxanenheter, 0,2 delar av etqklorpletinasyrekow- plex av divínyltetrametyldisiloxan utspädd med netylfenylsiloxi ändblec~ kerad polydimetylsiloxen för att ge 0,7 viktsá platina, och 0,025 delar av 5-metyl-l-butyn-5-ol.

Lösningsmdelsdispersionen belades på en icke-ledande glaafiber~ kord tillverkad av Owens Corning Corporation och kallad "5U"- Denna nord har en medeldiameter av 1,25 mm- Korden belades genom att den fick passera genom ett bad av lösningsmedeldispersionen och sedan en dyna för att ge en likformig uppbyggnad- Den härdades under 1,5 minuter vid 200ÜC. Pro- ceduren upprepades under 5 passager för att ge en slutlig belagd diameter av l,55 mm.

Den belagda glasfiberkorden användes sedan som kärna för en bil- tïndkabel producerad genom att strängspruta ett kommersiellt isolations~ silikongummi över den belagda glasfiberkorden till en yttre diameter av 7 mm och hårda med en varmluftsvulkenhter fär att erhålla en tändkebel.

Tändkabeln gjordes till testdelar genom att fästa en standardtänå- kßtelsko till ena änden och en standardfördelningsklämma tili den a íre inlen- Den effektiva längden av kaéeln var 50,8 mm med klämmorna fäst, genom vanligt förfarande med skala och vika. I (b) En lösningsmedelsdispersion av 100 delar polydiorganoeilnxnn- gummi med en Widliansplacticitet av 150 mm, som hade såsom ett yrooenltal av alla organiska radikaler i gummit, 99,846 metylradikaler och 0,15? vïnylradikeler frametälldes genom att blanda med l 54R delar av l,l,l- trikloretan. Sedan en likformig dispersion hade erhållits tillsattes med ytterligare omrörning 50 delar av kimrök enligt A, 5 delar av yoly~ organovïtesiloten enligt A, 0,25 delar av platina innehållande katalysator enligt A, och 0,1 del av 5-metyl-l-butyn-3-ul. Kärrprovexemolar fremsïíll- des från dispersionen med användning av kora och procedurer enligt A- Kärnan gjordes till tändkabel och provstycken konstruerades med användning -..___ . ......-.1._.._ 80Û2590-1_ p 12 av proceduren beskriven i A- (C) En lösningsmedelsdispersion identisk med den i A framställdes med undantaget att 54 delar kimrök användes tillsammans med 420 delar av l,l,l-trikloretan. Kärnprover framställdes från dispersinnen med använd- ning av korden och procedurerna i A. Kärnan gjordes till tändkabel och provexemplar konstruerades med användning av proceduren beskriven i A.

Wxempel 2 En serie av kompositioner enligt uppfinningen framställdes för an- vändning vid tillverkning av provbitar föratt jämfñra med provbitar enligt den äldre tekniken i exempel 1.

(D) En silikonelastomerblandning framställdes genom att blanda i en lösningsmaskin 100 delar av polydimetylsiloxanen i exempnl l, A; 9 delar av ett bensenlñsligt organopolysiloxanhydrolysat med 57,5 molprocent fenylsilseskvioxanenheter, 50 molprocent dimetylsiloxanenbeter, 20 mo“ metylvinylsiloxanenheter, 7,5 mol% metylsilseskvioxenenhetr, och 5 moln trimetylsiloxienheter med en fenylhalt av cirka 29,9-vikts% och en vinyl- halt av cirka 5,5 vikts%; 8 delar av ett trimetylsiloxi ändblockerat polymetylfenylsiloxanfluidum med 42,8 vikts% fenylradikaler, och en visko- sitet av 0,5 Pa°s vid 2500; 27 delar av acetylenkimrök i exempel l, ß; 6,5 delar av polyorganovätpsiloxanen i exempel 1, A; 0,512 delar av den platina-innehållande katalysatorn i exempel A; och 0,025 del av 5-metyl- l-butyn-5~ol- o Till den ovanstående blandningen, blandades i 0,5 viktsfi baserat på vikten av blandningen av grafitßiber- Grafitfibern var typ AS, tillverkat av Hercules Incorporated, och hackades till en medellängd av 3,2 mm- Den slutliga kompositionen hade en flytbar viskositet.

% Emedan kompositionerna enligt uppfinningen, såsom denonstreras av detta exempel, icke kräva närvaron av ett lösningsmedel, belades den ovan framställda kompositionen på glasfiberkord i exempel l, 9 genom att använda en lågtrycksstrïngsprutningsanordning för att innesluta eller om- giva ¿lasfiberkorden mel ett kontinuerligt skikt av kompositionen- Ee- läggningen härdades genom upphettning under 0,5 minuter vid 50000 i en varnluftsugn- Den yttre diametern av den härdade, belagda korden var i,ñ* mn.

Den härdade belagda korden användes sedan såsom kärna för en bil- tïndkabel producerad genom att använda procedurerna i exempel 1, a.

Kabeln gjordes sedan till teststycken genom att använda samma procedur som beskrivits i exempel l, A.

(R) En silikonelastomerblandning framställdes genom att LLanda 95 delar av polydimetylsiloxanen i exempel l, A; 5 delar av metylfenyl- 8002590-1 13 vínylsilaxí äritlockerad polydíorganosiloxansampolymer av llwetyleiluïi~ enheter och fenylmetylsiloxienheter som ha cirka 25 vikten fenylrwiikaler och en viskositet av cirka 2 Pa's; 9 delar av bensenlösligt drg:Lo~ polysiloxanhydrolysat enligt exempel 2, D; 50 delar av polvnetyifeny”~ siloxanïluidum i exempel 2, DD 34 delar av aoetylekimrök i exerpel l, a; 6,5 delar av polvorganovätesiloxan i exempel 1, e; 0,4 delar av de: pie» tira-innehållande katalysatorn i exempel l, A; och 0,025 del a" “~ne-yl~ 1-butyn-3-ol. “ill den ovanstående blaniningen, sattes 0,6 viktsf av grwfitfí.-.e i exempel 2, D, baserat på vikten av blandningen. Denna komposition streng- sprutades på glaskord ooh härdades enligt proceduren i exempel ?, A. Lex härdade kelagda korden gjordes sedan till kabel och sedan till testlitar enligt samma procedur som beskrivits i exempel l, A.

(F) En komposition identisk med den i körning W framställdes utom att den anvïnda mängden av polymetylfenylsiloxanfluidun var 75 ie ork mängden av acetylenkímrök använd var 58 delar.

Det elektriska motståndet i testbitar från varje körning beskriven ovan mättes med en ordinär ohmmeter- Tabell I ger resultaten av mätnin- garna- Även finnes upptaget viktsprocent, på en basis av fasta ämnen, av ledande material närvarande i varje komposition. En jämförelse av mot- ståndet i kablarna innehållande grafitfibrer visar att tillsättningen av en mindre mängd av fiber till en redan elektriskt ledande blandning or- sakar en oväntad minskning i elektriskt motstånd- Motståndet är beroende av mängderna av både kimrök närvarande och grafitfiter närvarande- Ju lägre motståndet i ett prov är, desto högre är den elektriska ledrirgefñr- fin, Mngäñ- Éxempel 3 Én serie kompositioner gjordes för att demonstrera effekten av längden av den använda grafitfibern. _ Én tvådelssilikonblandning framställdes genom att blanda 10% delar av polyiimetylsiloxanen i exempel 1, A; 21 delar av aeetylenkimrñk; O,4fi del av platinakatalysatorn i exempel 1, A; 0,06 del av 3~metyl-l-butyn- 3-nl för att ge del A- Del B framställdes genom att blanda 100 delar av polydimetylsiloxanen; 23 delar av acetylenkimrök; och lO delar av poly~ organovätesiloxanen i exempel l, A- Heroules, typ AS, grafitfibrer hackade till de olika medellínfder- na visade i tabell II blandades till portioner av en blandning av 50 vikte- dël M Ovh WU Å viktrdel V- Wïnfdon av grafítfíber tíllsntt Visan i tabell WT- Varje komposition gjñts till en platta och härdades lo minute» vid l50°Û- Provbitar av varje härdad platta utvärderades genom mätning av dess volymsmotständ. Resultaten visas i tabell II. 8002590-1 14 Uet kan ses, att vid en given nivå aå tillsättning av grefítfiïern t.ex- li när längden av fíbern minskas, volymsmotetândet Htar- ?íd en gšver längd av grafítfíber, t-ex- 1 mm, gäller att när mïngien av tillsatt fiber öäas, så minskar volymsmotståndet- Kømpositíonen innehållande 10 viktsfi grafitfíber +í1lsa+t med er welellångi av l mm har en volymsresistívitet i ett acceptabelt ømráde, mer kflstnaden av kompoeitionen skulle bli överdriven- Det skulle vara mer eku- nomiskt att använda en längre fiber.

Fxemgel 4 Kbmpositionen i exempel 5 innehållande 1 víkts% av 3,? mm lång grafítfíber belades på aramidfiberkord på samma sätt som beskrivits i exempel 2- Den belagda korden, utsprungligen icke-ledande, hade ett nv+- stånd av 13 000 ohm per 30 cm- MBWLL 2321 Ledande material* Motstånd ohm{50,8 mm Kimrök Grafitfiber i” 17,8 -- i 4 ooo E” 32,2 -- 1 900 dä* 24,2 -- 3 ooo D 17,9 0,5 3 000 v, 17,0 0,6 550 F 16,6 0,6 320 ävikts% baserat på basis av fasta ämnen, í komposition äïjämförande exempel TABELL II Grafitfiber ?ikts% Längd Volymsmotstånd tillsatt mm ohm-cm 0,5 6,4 2,65 1,0 6,4 1,60 1,0 3,2 2,17 1,0 1,0 21,00 2,5 1,0 15,00 10,0 1,0 2,06 0,0 _* . 23,1

Claims (5)

Is 8002590-1 Ikufålllflifi? KRAV

1. - Sílikonkomposition härdbar till en elektriskt ledande silikøn- ßlvstomer, k ä n n e t e c k n a d av ett blanda (A) en elektriskt ledande härdbar silikonelastouerhlannfiing, ant har en viskositflt under l 000 Pe's vid 2500 och (¥) grafitfibrer mei en medellängd av från l mm till 6 rn, vurvi» gvafitfibrerna finnas i en mängd av från 0,3 till 5,0 viktsä Lasarat na k0m¿flsitionens vikt-

2. - Kompositiøn enligt krav l, k ä n n e t e c k L a A av att jan elektriskt ledande härdbara silikonelastomerblandningan (A) inrafattar (i) 100 viktsdelar av ett vinyldiorganosiloxi inählockerfit 3017- dïfiïäanosiloxanfluidum, varvid varit orâanisk radikal_ïr vald från en grupp bestående av metyl~,etyl-,feny1- och 3,3,5-trifluorpropylralikalflr, varvid det finnes från och med 0 till och med 50 procent 3,l,3-triï1unr- propylradikeler och fràn och med 0 till och med 10 fenylradikalar båda kaserade på det totala antalet organiska radikaler i polyiíorganfleíloxan- fluiuet, varvii fluidet har en viskositet av från 0,2 till 100 Pa's fritt vi i: 25%, (ii) från 15 till 60 viktsdelar av elektriskt leiande kolynrtiklar valia från en grupp bestående av kol- och grafitpartíklar, som La en =enal~ partikeldiameter av mindre än 20 mikrometer, (iii) en pulyorganovätesiloxan, som har i medeltal minst 3,1 kisel-bunina váteutomer yer molekyl, nämnda molekyler bestå väs»ntlig»n av enheter valda från gruppen bestående av H(CH¿)SiG-enheter, E2Sifi- enheter, H(0H¿)2Si0l/2-enheter, R3SiOl/2~enheter, och 3i02-enheter, vwrvii

3. R är vald från gruppen_hestående av alkylradikaler, som ha från och med 1 till och med 6 kolatomar, fenylradikaler, Oöh 3,3,ï~trifluorprfipylra- dikqler, mängden av polrorganovätesiloxan är tillrïckli¿ för att fe från och ned 1,2 till och med 3 kisel¥bundna väteatomer för varje kieal-bunian vinylgrupp i yulydiorganosiloxanfluidet (i), (iv) en platinakatalysator, löslig i (i) och närvarande i en ringd tillräcklig att ge minst l viktsdel platina för varje nilfion viktsdelar av polydiorganosilo'anfluidet (i), Dch

4. (V) en mängd av platinakatalysatorinhikitor tillräcklig att rn den önskade lagringslivslïngden efter blandning.

5. - Elektriskt kflande organ, k ä n n e t e c k n a i av =t+ F1fv+ai trådar belagda med en härdad komposition enli¿t krav 1 eller krav 2 ffp att ge en elektriskt ledande silikonelastomeryta, cirkulärt omgivanna nfámnfia flertal trådar-