200612. lajstromszámú szabadalom • Vezetőképes szénmódosulatot tartalmazó műanyagdiszperzió
1 HU 200612 A 2 A találmány vezetőképes szénmódosulatot tartalmazó műanyag diszperzióra vonatkozik. Vezetőképes szénmódosulat alatt a jelen találmány vonatkozásában a kormot és a grafitot értjük. Ismeretes, hogy a korom és grafit széles körben felhasználható a műanyagfeldolgozó iparban mint vezetőképes töltőanyag. Alkalmazási lehetőségként csupán példaképpen utalunk a PVC-padlókra vagy epoxibázisú, kétkomponensű, kenéssel felhordott padlókra. További alkalmazási területük vezetőképes rétegelt termékekhez vezetőképes ragasztókban való felhasználás. Vonatkozó szakirodalomként utalunk például a 2 723 339, 1 594 175 és 2 160 358 számú NSZK-beli közrebocsátási iratokra. Az ezekben az iratokban ismertetett megoldások szerint a PVC-keverékekbe, illetve hasonló típusú, például epoxibázisú keverékekbe a vezetőképes korom vagy grafit bejuttatása nagy fordulatszámú keverékkel vagy nagy mechanikai nyíró hatást kifejtő műanyagipari plasztifikálóberendezésekkel történik. Ezeknek a megoldásoknak azonban kísérleti tapasztalataink szerint az a hátránya, hogy a nagy mechanikai igénybevétel következtében a korom, illetve grafit vázszerkezete részben károsodik, miáltal a vezetőképesség a bedolgozás során jelentős veszteséget szenved, sőt bizonyos körülmények között akár meg is szűnik. A 2 142 844 számú NSZK-beli közrebocsátási iratból ismeretes ugyan egy olyan megoldás, amelynél a kormot először szerves oldószerek (etil-acetát, metil-etil-keton és ásvsányolaj) elegyében diszpergálják, majd ezt a diszperziót adagolják a vezetőképes ragasztó alapjául szolgáló műgyantához, azonban ennél a megoldásnál sem alkalmaznak a korom vonatkozásában olyan nedvesítő- és diszpergáló anyagokat, amelyek biztosítanák a korom sérülésmentes bedolgozását a rendszerbe, és ezen túlmenően a kész ragasztóban a sérült szerkezetű korom nem biztosít megfelelő vezetőképességet és homogenitást, továbbá a kész vezetőképes ragasztó az idő előrehaladtával instabillá válik, minthogy a sérült szerkezetű korom savas kémhatása miatt a gyanta stabilitását, azaz eltarthatóságát és kötőképességét rontja. A 72-22726 számú japán közrebocsátási irat olyan megoldást ismertet, amelyél 2-5 pm szemcseméretű vezetőképes kormot vizes nátrium-oleát-oldattal kevernek össze, majd a kapott szuszpenziót mossák, szárítják és végül poláros szerves oldószerben, például izopropanolban szuszpendálják. Az ilyen szuszpenzió alkalmazásának hátránya az, hogy csak igen szűk körben alkalmazható vizes rendszerekben a vezetőképes korom és maga a műanyagdiszperzió kicsapódásának veszélye miatt. Célul tűztük ki tehát olyan, vezetőképes szénmódosulatot tartalmazó műanyagdiszperzió kidolgozását, amellyel a fenti hátrányok kiküszöbölhetők, a diszperzió bejuttatható egyrészt a vezetőképes rétegelt termékekbe, másrészt vezetőképes ragasztókba és vezetőképes simító masszákba anélkül, hogy a korom, illetve a grafit vezetőképessége romlana. Célul tűztük ki továbbá olyan megoldás kidolgozását, amellyel egy adott kívánatos vezetőképességi érték a lehető legkevesebb vezetőképes szénnel biztosítható legyen. A találmány további célkitűzései a következőkben ismertetettekből egyértelműen kitűnnek. Felismertük, hogy a fenti célkitűzéseket kielégítő, vezetőképes szénmódosulatot tartalmazó műanyagdiszperzió állítható elő úgy, hogy 25-80 pm szemcseméretű vezetőképes szénmódosulatot első lépésként 100 tömegrésznyi mennyiségére vonatkoztatva 5-20 tömegrész izopropanollal elegyítjük, majd az így kapott elegyből a) vizes diszperzió előállítása esetén 100 tömegrész vízhez 10-30 tömegrészt, továbbá 5-20 tömegrész kálium-oleátot és akrilsav vagy metakrilsav homo- vagy kopolimerjein alapuló polimer diszpergálószerből, célszerűen sztirol-akrilát kopolimer és metakrilsav-homopolimerizátum elegyéből (Brookfield-viszkozitása: 10000 ± 5000 mPa.sec) 5-20 tömegrészt, vagy b) oldószeres diszperzió előállítása esetén 100 tömegrész magas forráspontú aromás szerves oldószerhez 5-25 tömegrészt, továbbá 5-25 tömegrész terpénfenol-gyanta bázisú, célszerűen 50-80 °C lágyuláspontú, 50 alatti jódszámú terpénfenol-gyanta bázisú polimer diszpergálószert és 1-5 tömegrész homogenizálószert, célszerűen kalcium-oktoátot adagolunk. A fentiek alapján a találmány olyan, vezetőképes szénmódosulatot tartalmazó műanyagdiszperzióra vonatkozik, amely a találmány értelmében a) vizes diszperzió esetén 100 tömegrész vízre vonatkoztatva 5-20 tömegrész kálium-oleátot, akrilsav vagy metakrilsav homo- vagy kopolimerjein alapuló polimer diszpergálószerből, célszerűen sztirol-akrilát kopolimer és metakrilsav-homopolimerizátum 10000 ±5000 mPa.sec Brookfiedld-viszkozitású elegyéből 5- 20 tömegrészt és 10-30 tömegrész olyan elegyet tartalmaz, amely 100 tömegrész 25-80 pm szemcseméretű vezetőképes szénmódosulatra vonatkoztatva 5- 20 tömegrész izopropanolt tartalmaz, vagy b) oldószeres diszperzió esetén 100 tömegrész magas forráspontú aromás szerves oldószerre, előnyösen toluolra vonatkoztatva 5-25 tömegrész terpénfenol-gyanta bázisú, célszerűen 50-80 °C lágyuláspontú, 50 alatti jódszámú terpénfenol-gyanta bázisú polimer diszpergálószert, 1-5 tömegrész homogenizálószert, célszerűen kalcium-oktoátot és 5-25 tömegrész olyan elegyet tartalmaz, amely 100 tömegrész 25-80 pm szemcseméretű vezetőképes módosulatra vonatkoztatva 5-20 tömegrész izopropanolt tartalmaz. A találmány szerinti diszperziók előállítása során a vezetőképes szénmódosulatnak izopropanollal való kezelését végezhetjük például fluid állapotú bepermetezéssel (amikor a bevonandó szénmódosulatot sűrített levegő segítségével lebegtetjük és így tökéletes keverést biztosítunk) vagy igen lassú mechanikus keverés közben (például drais-keverő alkalmazásával percenkénti 3-5 fordulat mellett) az izopropanolt bepermetezve; az ilyen módon végzett kezelésnél a szénmódosulat eredeti szerkezete sértetlen marad és így megőrzi vezetőképességét. A találmány szerinti diszperziókhoz vezetőképes szénmódosulatként használthatunk 30-120 m2/g fajlagos felületű, 25-80 pm szemcseméretű, 1,8 ± 0,3 g/cm3 fajsúlyú szénmódosulatot, például gáz- vagy kemencekormot. Vizes diszperzió előállítása esetén a vízhez mint közeghez előzetesen hozzákeverjük a kálium-oleátot, illetve a polimer diszpergálószert és ezt követően diszpergáljuk az izopropanollal nedvesített szénmódosu5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
