Электропроводящая композиция на основе полиэтилена

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик иц 717099 а 1и. ао даяаа взабрвтекаа и ещатай(53) УДК 678.742 ,2.04 (088.8) Дата опубликования описания 25.02,80 Ю. И. Василенок, А. С, Деянова, В. Н, Лагунова, С. В, Орехов, М. М. Медников, Г. В. Сажин, Л. А. Ризаева и Ю. Н. НикитинГ(54) ЗЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЯ КОМПО 3 ЩИЯ НА ОСНОВВ ПОЛИЭТИЛЕНАИзобретение относится к электропроводящим полимерным , композициям, в частности полиолефиновым композициям, црименяемьтм для изготовления труб, листов, емкостей, пленки и т,пИзвестны наиболее эффективныезлектройро. водящие композиции на основе полиэтилена и ацетиленовой сажи Щ. Но такие композиции отличаются значнтельной хрупкостью й вследст. вие этого не могут быть использованы для из :1 О готовления труб, листов, пленки.,Для повьйпе-: ния эластичности этих композиций в них обыч. но вводят эластомеры (например, полиизобу тнлен и тд. 311.; Однако в этом случае заметно уменьшается прочность электропроводящих15 композиций, что существенно ухудшает качест. во иэделий и ограничивает область их приме.пения.Кроме того, введение эластомеров увеличивает стоимость электропроводящнх композиций,Целью настоящего изобретения является .повышение прочности, эластичности и уменьшение стоимости изделий из электропроводящей композиции. 2Эта цель достигается тем, что композиция на основе полизтйлена содержит сажу, модифицированную 0,5.20 вес,% полиэтиленимнна, при следующем соотношении компонентов в вес %:Полиэтилен 70 - 80 Сажа, модифицированная .полиэтиленимином 20 - 30 Сажу, модифицированную полизтиленимином получают следующим образом: приготавливают водный раствор полиэтиленимина (0,5-20 вес.%) В лабораторном смесителе-граиуляторе смешивают приготовленный водный раствор полизтилеиимина и сажу в весовом соотношении 1:1. При температуре грануляции 25-85 С за время от 2-х до 4-х-миц в смесителе-грануляторе образуются влахаые гранулы которые сушат прн температуре 80-200 С. Полученная сажа содержит от 0,5 до 2 вес.% полиэтиленимина.Предлагаемая злектропроводящая комнозиция на основе полиэтилена обладает удельным объемным электрическим сопротивлением ф) 2,510, - 6,4 ф 10 Ом см и удельным поверх. костным электрическим сопротивлением ф ) 2.7 10 З - 5,9 1 Оф Ом при температуре9 4 3717092013 С иЙмеет"ргазрушающее йапргяжейие прирастяжении (6 р) 131-154 кгс/см, пределтекучести при растяжении (Йт) 135168 кгс/емуи"отнМитгельное удлийение при разрыве (е )130.396%,Предлагаемая композиция может содержатьразличные целевые добавки: термостабилиза" торы, антикоррозионные добавки, смазкии др.Электропроводящая композиция может 1 обытьгпойучена путем смешения компонейтов приповышенной температуре, например на вальцах,в смесителяхтяжелого типа, в скоростныхсмесителях с последующей экструзией.П р и м е р 1, 80 вес% полиэтилена низ 1 Бкой плотности и 20 вес,% сажи, модифицированной полиэтиленимином с молекулярной массой .10000 (1,5 вес.% полиэтиленимина) смешиваютна Вальцах при температуре 140 С в течение,20 мин до образования "гомогенной массы".20Полученная композиция обладает Я 5,911 Оми Я 6,410 Ом см при температуре 2 ЖЗСи имеетб; 138 кгс/см,бр 148 кгс/см йе 355%,Й р и м е р 2. 75 вес,% полиэтилена ню. 25кой плотности и 25 вес.% сажи, модифициро вайнои полизтиленймином массой 10600- (1,5 вес,% полиэтиленимина) смешивают навальцах при температуре 140 С в течение 20 миндо образования "гомогенной массы".Полученная комйозиция обладает Р 7,8 10 З Ом иД 7,6 ф 10 Ом.см при температуре 2013 С иимеет 6 151 кгс/см 2,3 138 кгс/ем не 216%П р и м е р 3, 70,0 вес,% полиэтилена ЗБнизкой плотности и 30 вес.% сажи, модифици.рованной полиэтиленимином с молекулярноймассой 10000 (2 вес,% йолиэтиленимина) сме-,шивают на вальцах при температуре 140 С ,в течение 20 мин до образования "гомогенной 40массы"; Полученная композиция обладаетРа 2,7 10 Ом и 2,6 10 З Ом см при температуре 20+3 С и имеет 8 153 кгс/см,б 141 кгс/смф ие 130%.П р и м е р 4. 75,0 вес.% полиэтиленанизкой плотности и 25 вес,% сажи; модифицированной йолиэтилейимином с молекулярноймассой 10000 (1 вес% полиэтиленимина) сме-шйвают на вальцах при температуре 140 С втечение 20 мин до образования "гомогенноймассы". Полученная комцозиция обладаетЯа 1,2104 Ом и )1,0 1,0 104 Ом см при температуре 2023 С и имеет 6 т 152 кгс/смф,6 143 кгс/см и е 224%.П р и м е р 5, 80,0 вес,% полиэтилена 55низкой плотности и 20 вес.% сажи, модифици.рованной поглизтиленимином с молекулярноймассой 10000 (О;5 вес,% полиэтиленимина) сме.шивают на вапцах при температуре 140 С в течение 20 мин до образования "гомогенноймассы", Полученная композиция обладаетР 3,9 10 Ом и 5 э, 2,8 10 Ом см при температуре 20+3 С и имеетб.т 140 кгс/см, б134 кгс/см и е 322%.2П р и м "е р 6, 75,0 вес.% полютиленанизкой плотности и 25 вес.% сажи, модифици.рованной полиэтиленимином с молекулярной, массой 10000 (0,5 вес.% палиэтипенимина) смешиваютгна вальцах при температуре 140 С в течение20 мин до образования "гомогенной массы".Полученная композиция обладает Р 1,710" Оми 1,610 Ом см при температуре 203 Си имеет 6: 149 кгс/см,бр 139 кгс/см ие 240%.П р и м е р 7, 80,0 вес.% полиэтиленанизкой плотности и 20 вес.% сажи, модифи.цированной полиэтиленимином с молекуляр.ной массой 30000 (1,5 вес.% полиэтнленимина)смешивают на вальцах при температуре 140 Св течение 20 мин до образования "гомоген.ной массы". Полученная композиция обладаетУ 2,4 10 а Ом и э 1,6 10 Ом см при температуре 2013 С и имеетб, 138 кгс/см,6138 кгс/см и е 396%,П р и м е р 8. 75;0 вес.% полиэтиленанизкой плотности и 25 вес.% сажи, модифицированной полиэтиленимином с молекулярноймассой 30000 (1,5 вес.% полиэтиленимина),смешивают на вальцах при температуре 140 Св течение 20 мин до образования "гомоген.ной массы ". Полученная композиция обладаетЯ 9,510 Ом и 7,710 Ом см притемпературе 20 х 3 С и имеетб 147 кгс/см,бр 133 кгс/см и е 192%.П р и м е р 9. 80,0 вес.% полиэтиленанизкой плотности и 20 вес.% сажи, модифицированной полнэтиленимином с молекуляр.ной массой 30000 (1 вес,% полиэтиленимина),смешивают на вальцах при температуре 140 Св течение 20 мин до образования "гомогенноймассы", Полученная композиция обладаетЯ 4,510 ф Ом иф 3,1" 10 Ом см при температуре 20+3 С и имеетб 136 кгс/см Рр133 кгс/см и е 354%,П р и м е р 10. 80,0 вес.% полиэтилена. низкой плотности и 20 вес,% сажи, модифици.рованной полиэтиленимином с молекулярноймассой 30000 (0,5 вес.% полиэтиленимина),.смешивают на вальцах при температуре 140 Св течение 20 мин до образования "гомогенноймассы", Полученная композиция обладает Яа3,410 Ом иЯ 3,0104 Омсмпри темпе.ратуре 2013 С и имеет 6 133 кгс/см,о133 кгс/см и е 378%.П р и м е р 11. 75,0 вес.% полиэтиленанизкой плотности и 25 вес% сажи, моднфици.рованной полютиленимином с молекулярной5 717099 6массой 30000 (0,5 вес.% полиэтиленимина),новой сажи и 20 вес,% полиизобутилена смешиваютсмешивают на вальцах при температуре 140 С . на вальцах при температуре 140 С в течение 20 минв течение 20 мин до образования "гомогенной до образования "гомогенной массы".Получен 5 вямассы". Полученная композиция обладает .композиция обладает р 1,5.105 Ом И дз з 63,3 10 Ом и р 2,510 Ом см при тем-1,3 10 Ом см при температуре 20+3"С и имеетпеРатУРе 20+3 С и имеетбт 141 кгссм,б . б; 92 кгс/смг,(г 85 кгссмг и е 200%.131 кгс/смг и е 200%. П р и м е р 18 (контрольный). 55,0 вес.%П Р и м е р 12 75,0 вес.% полиэтилена полиэтилена низкой плотности, 20 вес.% поли.низкой плотности и 25 вес.% сажи, модифиция. изобутилена и 25 вес.% ацетиленовой сажи смеванной полиэтиленимином с молекулярной 0 шивают на вальцах при температуре 140 С вмассой 10000 (10 вес.% полиэтиленимина),течение 20 мин до об азования "гомогеннойд р вания "гомогеннойсмешивают на вальцах при температуре 140 Смассы", Полученная композиция обладаетуч о озиция обладает р55в течение 20 мин до образования "гомогенной 1,5 10 Ом и гч 1,310 Ом см при темпе массы". Полученная композицйя обладает р Ратуре 20+3 С и имеет б 90 кгссмг и е35 132%,1,6 10" Ом ир 1,2.10" Ом см при температуре 20+3 С и имеете 162 кгс/см,бч, П р и м е р 19 (контрольный). 45,Овес.%т 162фбрполиэтилена низкой плотности, 30 вес,% аце 154 кгс/см и е 290%, тиленовой сажи и 25 вес.% полиизобутиленаП р и м е р 13. 75,0 вес,% полиэтилена смешивают на вальцах при температуре 140 Снизкой плотности и 25 вес.% сажи, модифици в течение 20 мин до образования "гомогеннойрованной полиэтиленимином с молекулярной массь 1", Полученная композиция обладаетмассой 30000 (20 вес.% полиэтиленимина), уа 1,1 10 Ом и р 1,210 ф Ом см при темпе.смешивают на вальцах при температуре 140 С ратуре 20+3 С и имеетб 82 кгссмг и ев течение 20 мин до образования "гомогенной 137%,массы", Полученная композиция оВладаетр 23 ПРедлагаемая электропроводящая компоэиРа4,0 10 Ом и ф 3,3 10 Омемпритемпера- ция на основе полиэтилена обладает повьппен 20 3 оС- 1 8 г ной эластичностью в сочетании с более высотуре 20+3 С и имеето 168 кгс(см,бР кой прочностью по сравнению с известными153 кгс/см и е 300%,гкомпозициями и может найти применение дляП р и м е р 14 (контрольный). 80,0 вес.% изготовления прочных и эластичных изделий:30полиэтилена низкой плотности и 20 вес,% листов, труб, пленки, предназначенных для исацетиленовой сажи смешивают на вальцах при пользования в условиях, когда недопустимотемпературе 140 С в течение 20 мин до обра- накопление зарядов статического электричества,эования "гомогенной массы", Полученная ком- Ожидаемый экономическдй эффект, кото 51позиция обладает 1 г 8,410 - 4,2 10 Ом рый может быль получен в результате испольи 1,710 - 2,210 Ом см при темпера зования изобретения, составит 260 руб. на5 1 г35туре 20+3 С и имеет б 103 кгс/смг и е 1 т, композипни за счет исключения иэ компо.80%. зицни полиизобутилена.П р и м е р 15 (контрольный). 75,0 вес,%полиэтилена низкой плотности и 25 вес,%40ацетиленовой сажи смешивают на вальцах при Ф о р м у л а и э о б р е т е н и ятемпературе 140 С в течение 20 мин до обра.зования "гомогенной массы", Полученная ком. Злектропроводящая композиция на основе5позиция обладает Я 5 1,6 10 Ом и Я полиэтилена, содержащая сажу, о т л и ч а ю 2,7 10 Ом см при температуре 2013 С и имеет щ а я с я тем,что с целью повышения прочг4 ф(126 кгс/см ие 12%. ности, эластичности и удешевления композиП р и м е р 16 (контрольный). 70,0 вес.% ции, она содержит сажу, модифицированнуюполиэтилена низкой плотности и 30 вес,% ацети,5-20 вес.% полиэтиленимина, прн следующемленовой сажи смешивают иа вальцах при темпера- соотношении компонентов, вес.%:-туре 140 С в течение 20 мин до образования . , Полиэтилен 70 - 80"гомогенной массы"; Полученная композиция Сажа, модифицированнаяобладает 5)5 1 Ю 10. Ом и Рч е 10 5 полиэтиленимином20 - 30при температуре 20+3"С и имеет 6 р 125 кгс/см Источники информации,ие 10%. принятые во внимание при экспертизеП р и м е р 17 (кднтрольный). 60,0 вес,% 1. Справочник по пластическим массам. М.,полиэтилена низкой плотности, 20 вес.% ацетиле- "Химия", 1975, т. 1, с. 423,ЦНИИПИ Заказ 9755/31 Тираж 549 ПодписноеФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4