專利名稱:導(dǎo)電塑料材料及其生產(chǎn)方法
本發(fā)明涉及導(dǎo)電塑料材料及其生產(chǎn)方法。
通過利用填加材料或化學(xué)附加物制造導(dǎo)電性塑料是公知的。
D.M.比格與E.J.布雷德伯里(有機(jī)涂料與塑料化學(xué)，43，746-752(1980))檢驗(yàn)一種煙炱的摻和物和導(dǎo)電纖維在塑料材料中的效應(yīng)。然而，在這個意義上，所需的摻和物的含量約達(dá)30%。這樣大含量的摻和物使塑料的機(jī)械性能遭受損害。
G.韋格鈉(G.Wegener)發(fā)表的文章(實(shí)用化學(xué)93，352-371(1981))提供一個關(guān)于化學(xué)附加物嵌入塑料分子(摻雜)中的探討。這些導(dǎo)電塑料的缺點(diǎn)在于其導(dǎo)電性在很短的時間內(nèi)降低(上述韋格鈉文章第369頁)。
本發(fā)明是基于生產(chǎn)一種導(dǎo)電塑料材料和創(chuàng)立可以避免上述缺點(diǎn)的生產(chǎn)方法的任務(wù)而提出的。
在本發(fā)明的意義上，該任務(wù)是通過包含三維交聯(lián)鍵的塑料，具液態(tài)結(jié)晶結(jié)構(gòu)(中間相)的導(dǎo)電固體而解決的。
當(dāng)生產(chǎn)導(dǎo)電塑料材料時，將各成分即中間相和塑料兩者熔融在一起或分別熔融，并使之密切地混合起來。使熔融的混合物受到機(jī)械應(yīng)力并使之晶格化。按照權(quán)利要求
3，該可熔融性混合物可以熱處理。中間相可從礦物油提煉過程中的殘渣或者塑料殘渣(石油與煤，第38/11卷，第503至509頁(1985))例如焦油瀝青的高縮聚芳香族，用已知的方法通過熱處理而生產(chǎn)出來。
所有處理范圍在250℃以上的熱塑性塑料，特別是聚酰胺、聚酯和高熔點(diǎn)的聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯，以及聚苯乙烯，均可作為塑料而使用。
在中間相和塑料的處理范圍極為一致的情況下，兩種成分的均勻混合物可成功地在一連續(xù)工作的混合-捏合機(jī)例如在雙螺桿機(jī)中進(jìn)行。首先在雙螺桿機(jī)中將塑料熔融。為獲得盡可能均勻的混合物，在雙螺桿機(jī)的不同地方投放固體形式的中間相。中間相的熔融及同塑料的混合發(fā)生在雙螺桿機(jī)中有足夠長度的混合段中。在兩種成分均勻混合后，在雙螺桿機(jī)的前部例如通過足夠的捏合及剪切元件的安排而把中間相轉(zhuǎn)變成一具有高導(dǎo)電性的固體?？赡墚a(chǎn)生的氣體可經(jīng)真空抽氣系統(tǒng)排除出去。
在中間相和塑料的處理范圍不相同的情況下，兩種成分分別進(jìn)行熔融，而后在熔融狀態(tài)下將之投入雙螺桿機(jī)并混合在一起。如果發(fā)生塑料的粘滯性降低的情況，可通過改變塑料的起始粘滯性進(jìn)行補(bǔ)償。經(jīng)均勻混合后，通過向混合物供應(yīng)能量例如通過剪切應(yīng)力和/或?qū)霟崃慷鴮⒅虚g相轉(zhuǎn)變成具有高導(dǎo)電性的固體。
導(dǎo)電塑料材料可通過例如經(jīng)過制成顆粒材料而晶格化，該顆粒材料可用塑料加工工業(yè)中已知的加工方法制成成形的物體或部件。
制成導(dǎo)電的成形部件可用于那些須避免帶電現(xiàn)象的場合，例如外殼、某些電氣用具、計算機(jī)部件或地氈的纖維材料。
下文將借助附圖及實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
所示附圖中圖1所示為用于生產(chǎn)中間相是以固體形式加到塑料中的設(shè)備的簡圖，和圖2所示為其中兩種成分是分開熔融的設(shè)備的簡圖。
從圖1中可知，該設(shè)備是由兩個可加熱的雙螺桿機(jī)(1，2)及一制粒器(3)。在雙螺桿機(jī)(1)中塑料是用喂料器(4)投放的，并在雙螺桿機(jī)中塑化。利用管道(5)將熔融的塑料成分投放到雙螺桿機(jī)(2)中。利用喂料裝置(6，7，8)將固體形式的中間相喂入雙螺桿機(jī)(2)的混合段(9)中。通過熔融塑料和混合機(jī)的溫度，中間相被熔融并與熔融塑料均勻地混合在一起。在剪切段(10)中，通過捏合和剪切和/或增高溫度等液態(tài)晶體被轉(zhuǎn)變成高導(dǎo)電性的固體。雙螺桿機(jī)(2)配備以用以排氣目的的真空連接機(jī)構(gòu)(15)。制粒器(3)被安裝在雙螺桿機(jī)(2)的卸料器(11)邊，該制粒器將塑料材料制成可供技術(shù)性再加工的導(dǎo)電顆粒塑料材料。
當(dāng)塑料和中間相有不同的處理范圍時，則用按圖2的設(shè)備來生產(chǎn)該導(dǎo)電塑料材料。利用喂料裝置(14)將中間相熔融成液態(tài)物質(zhì)并投放到雙螺桿機(jī)(21)中。塑料成分是利用喂料裝置(12)加入到雙螺桿機(jī)(22)的熔融段(13)。中間相是通過管道(5)投放到雙螺桿機(jī)(22)的混合段(9)中，于此處，兩成分被均勻地混合起來。剪切段(10)實(shí)現(xiàn)中間相轉(zhuǎn)變成導(dǎo)電的固體。該雙螺桿機(jī)(22)備配以供排氣目的的真空連接機(jī)構(gòu)(15)。通過卸料器(11)將導(dǎo)電塑料材料導(dǎo)入制料器(3)。
實(shí)例1按克雷默-薩諾瀝青測熔軟化點(diǎn)為160至170℃的礦物油殘渣，在350℃的溫度進(jìn)行調(diào)和約4小時。生成的產(chǎn)品包括約50%中間相。用甲苯處理而將殘渣瀝青去除。用這種方法生產(chǎn)的中間相其處理范圍為300至350℃。按圖1的設(shè)備中，將處理范圍為320至350℃的聚酯熔融并喂入雙螺桿機(jī)(1)中。在雙螺桿機(jī)(2)中從不同的喂料點(diǎn)(6、7、8)將按重量計為4%的固體中間相投放進(jìn)去，在混合段(9)塑化，并緊密地與聚酯混合并均化之。在剪切段中，中間相被轉(zhuǎn)變成高導(dǎo)電性的固體，經(jīng)過將導(dǎo)電塑料材料在制料器(3)中加工成顆粒料后，可在注射模具中擠壓成成形制品。該成形制品的電阻率達(dá)到約為106歐姆-厘米。
實(shí)例2按克雷默-薩諾瀝青測熔軟化點(diǎn)為150℃經(jīng)過濾的無固體焦油瀝青，用甲苯提取，回流約2小時。溶于甲苯的成分被分離。提取物的殘渣的處理范圍為380至400℃。在按圖2的設(shè)備中將中間相(相對于導(dǎo)電顆粒材料的7%)熔融于第一雙螺桿機(jī)中后，投放到第二雙螺桿機(jī)中，并與在雙螺桿機(jī)(22)的熔融段(13)中已在320至350℃塑化的聚酰胺6.6緊密地混合起來，并均化之。在雙螺桿機(jī)(22)的剪切段(10)中，通過捏合和剪切應(yīng)力將中間相轉(zhuǎn)變成高導(dǎo)電性的固體。將導(dǎo)電塑料加工成顆粒材料，并在注射模具中擠壓成成形制品。成形制品的電阻率達(dá)到約108歐姆-厘米。
權(quán)利要求
1.導(dǎo)電塑料材料，其特征在于，該材料包含有三維交聯(lián)鍵的塑料，從礦物油提煉過程中的殘渣或塑料殘渣例如焦油瀝青的高縮聚芳香族生產(chǎn)的具液態(tài)晶體結(jié)構(gòu)(中間相)的導(dǎo)電固體。
2.按權(quán)利要求
1所述的導(dǎo)電塑料材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，將液態(tài)晶體結(jié)構(gòu)(中間相)與熔融狀態(tài)的塑料混合，及使熔融混合物受到機(jī)械應(yīng)力并使之晶格化。
3.按權(quán)利要求
2所述的方法，其特征在于，使熔融混合物經(jīng)受熱處理。
專利摘要
導(dǎo)電塑料材料包括一含有三維交聯(lián)鍵的塑料，一液態(tài)晶體結(jié)構(gòu)(中間相)的導(dǎo)電固體。該導(dǎo)電塑料材料是通過將一液態(tài)晶結(jié)構(gòu)(中間相)與在熔融狀態(tài)下的塑料混合而生產(chǎn)的。該熔融混合物經(jīng)受機(jī)械應(yīng)力與熱處理并使之晶格化。
文檔編號C08L101/00GK87102990SQ87102990
公開日1987年11月4日 申請日期1987年4月21日
發(fā)明者英戈·羅梅, 魯?shù)婪颉どw爾 申請人:礦業(yè)聯(lián)會, 迪迪爾工程公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan