Электропроводящая композиция

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 22.11.79 (21) 2841637/24-07с присоединением заявки Йо(53)М. Кл.зФН 01 В 1/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ Цель изобретения- снижение удельно-.го объемного электрического сопротивления электропроводящей композиции 15 при повышенных температурах. Изобретение относится к полимерным композициям, которые могут использоваться в электротехнике, электронике и других отраслях промышленности для получения электропроводящих изделий или покрытий и, в частности, в кабельной технике для выравнивания электрического поля в эпоксидных муфтах.Известны электропроводящие композиции, содержащие эпоксидную смолу, отвердитель и проводящий наполнитель - графит1Однако такие композиции имеют малую механическую прочность, нестабильные электрические свойства, перерабатываются только прессованием и не могут быть использованы для нанесения тонких покрытий.Иэввестны также композиции, содержащие диановую эпоксиднсю смолу, отвердитель горячего отверждения,растворитель - ацетон и проводящий наполнитель - ацетиленовую сажу 23 или алифатическую эпоксидную смолу, отвердитель холодного отвержденияполиэтиленполиамин (ПЭПА) и ацетиленовую сажу 31.Недостатком таких композиций является возрастание удельного объемного электрического сопротивления при повышенных температурах 41 и 151 и плохая совместимость сажи с эпоксидной смолой, обусловленная обра зованием крупных агрегатов сажи,Это является препятствием для возникновения проводящих цепочечных структур и приводит к нестабильности и анизотропности электрической про водимости композиций Г 61. Цель достигается тем, что композиция содержит эпоксидную смолу, ПЭПА,.ацетиленовую сажу и. дополнительно 20 графит и растворитель - смесь этилцеллозольва и хлорбензола, а в качестве .эпоксидной смолы - дианавуюэпоксидную смолу с содержаниемэпоксигрупп 8-11 при следующем соот ношении компонентов, мас.ч.:Диановая эпоксиднаясмола с содержаниемэпоксигрупп 8-11 100Полиэтиленполиамин 10-13 30 Ацетиленовая сажа 15-45855740 10-52100-175100-175рецептурыприведены в Таблица 1 стка образными элекопротива междуродами,ечениеасстояни, см. ение уч токосъе ом;бразца, е между гд О ектродаого прин пяти 0 100 10 00 0 добъемнептурыкое изводят п дельного ждой рец фметичес ения про атуре. мерений За величину сопротивления к мают среднее ар измерений, Изме комнатной темпеРезультаты и табл.2. 15 0 Э Сажа 1 Графит 1 Этилцелло 5 2 15 приведены блица Т 140 175 150 17 зо 0 175 150 175Хлорбензол 10 810 4 2 5 5 5 4 аны в чески лектр Поэт муфтах нами (латундами иму к элек едъявляия: компоадгезиюдам, так му ком- детали па му ГрафитЭтилцеллозольвХлорбенэолНаиболее характерныепредлагаемой композициитабл.1. Установлено, что при содержанииПЭПА менее 10 мас.ч. композиция неотверждается из-за недостатка отвердителя, а при содержании отвердителя,выше 13 мас.ч. избыток его является 30пластификатором, что также препятствует отверждению композиции. При введении ацетиленовой сажи менее15 мас,ч композиция не обладаетнеобходимой проводимостью, а увеличение содержания сажи более,45 мас.ч.приводит к хрупкости покрытий, Уменьшение содержания графита менее10 мас.ч. приводит к тому же эффекту, что и уменьшение содержания сажи,а при введении в композицию более52 мас.ч, графита резко снижается ееадгезия к латуни. При содержаниирастворителя более предлагаемого покрытие получается неравномернымиэ-за возможного стекания его, в 4то время как уменьшение содержаниярастворителя ниже предлагаемого повышает вязкость композиции и затрудняет ее переработку.Образцы композиции готовят следующим образом.,Эпоксидную диановую смолу с содержанием эпоксигрупп 8-11 (например, марки ЭД) растворяют в смесихлорбензола и этилцеллозольва. К Яполученному раствору добавляют приперемешивании предваритцьно подготовленные наполнители, а затем отвердитель ПЭПА. После перемешиванияиз полученной композиции отливаютд иски толщиной 0 7-0,1 мм и диаметУ Фйром 8-1 см для последующих испытаниУдельное объемное сопротивлениеобразцов определяют после их отверждения при комнатной температуре в течение 24 ч по следующей методике: на 4 концах образца, вырезанного в видеполоски, укрепляют токовые электроды,которые подключают к омметру Е 6-10,определяют величину сопротивленияучастка образца и рассчитывают удельное объемное сопротивление Я по формулеЬРч- ,Токопроводящие экр ходятся между металли ными, алюминиевыми) э эпоксидной изоляцией. тропроводящему материалу п ются специфические требова зиция должна иметь высокую как к металлическим электр и к изоляционному эпоксидн унду, иэ которого отлитыАдгезию оценивают по пятибалльной системе ( 7) при комнатной температ уре до и после трехкратного циклиОческого нагрева: 200 С в течение часа - комнатная температура по следующей методике: на поверхности нанесенного проводящего покрытия нарезают на глубину покрытия сетку со стороной квадрата 5 мм (общее количество квадратов - 100). При отслаивании более 75 квадратов из100 величина адгезии - 2 балла, при отслаивании 50-60 квадратов - 3 балла, 20-30 квадратов - 4 балла, а приотслаивании менее 20 квадратов 5 баллов.855740 электрического сопротивления приповышенных температурах, она дополнительно,содержит графит и растворитель - смесь этилцеллозольва и хлорбензола, а в качестве эпоксиднойсмолы - диановую эпоксидную смолус содержанием эпоксигрупп 8-11 приследующем соотношении компонентов,мас.ч.:Диановая эпоксиднаясмола с содержаиием эпоксигрупп8-11Полиэтиленполиамин 10-13Ацетиленовая сажа 15-45.Графит 10-52Этилцеллозольв 100-175Хлорбензол 100-175Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Маргупов М.А. Особенности пслу"чения электропроводящих полимерныхматериалов. Автореф.дис. Ташкент,1974, с. 23.2. Гуль В.Е. Исследование структуры токопроводящих композиций на основе отвержденных смол. - "Высокомолекулярные соединениями, 1962, т.4,9 15, с. 649.3. Гуль В.Е. и др. Влияние пространственной структуры электропроводящих полимерных материалов на ихэлектропроводность. - "Пластмассы",Р 5, 1965, с. 49.4. Гуль В.Е. и др. Исследованиетемпературной зависимости и вольтамперные характеристики полимеровпространственных структур. - "Пластмассы", Р 9, 1965, с. 38,5Гуль В.Е. Электропроводящие.полимерные материалы. М., "Знание",1969, с. 23.6. Там же, с. 20.7. Якубович С.В. Испытания лакокрасочных материалов и покрытий.М., "Госхимиздатф, 1952. 35 ИЮ И И М 1 М ВУ МУ ГСф4 Как следует ыз табл.2, предлагаемая композиция обладает высокой адгезией к латуни и алюминию, низким значением удельного объемного электрического сопротивления (10 8 10 ом см). Адгеэия к изоляционному эпоксидному отвержденному компаунду для всех рецептур составляет 5 баллов. Термическое циклическое воздействие практически не изменило адгезионных свойств покрытия.Для определения влияния повышения наружной температуры на удельное объемное сопротивление предлагаемой композиции образцы помещают в термос;ат, выдЕрживают в течение 10 мин при определенной температуре, после чего, не вынимая из термостата, производ т определение удельного объемного сопротивления по описанной методике.На чертеже приведена зависимость удельного объемного сопротивления предлагаемой композиции (рецептуры 2,3,5) Из чертежа следует, чтопредлагаемой композиции при температурах 20 -80 о практически не изменяется, а в области температур 80 -1 УООС его значение уменьшается на 20-70 по сравнению с исходным.Таким образом, предлагаемая композиция полностью удовлетворяет требования, предъявляемые к материалам для получения тонких электро- проводящих покрытий, удовлетворительно работающих в широком диапазоне температур,Формула изобретения Электропроводящая композиция,содержащая эпоксидную смолу, полиэтиленполиамин и ацетиленовую сажу, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения удельного объемного ВНИИПИ Заказ 6924/73Тираж 784 Подписное филиал ППП ",Патент",г.ужгород. ул. ПРоектная, 4