DE1217916B

DE1217916B - Verfahren zum Herstellen von mit antistatischen bis elektrisch leitenden, nach dem Pastenverfahren hergestellten Kunststoffueberzuegen versehenen Unterlagen

Info

Publication number: DE1217916B
Application number: DED40136A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Helmut Neidhardt; Heinrich Disser; Dipl-Chem Dr Lothar Rothbuehr
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1961-11-21
Filing date: 1962-10-25
Publication date: 1966-06-02
Also published as: CH431450A; NL285637A; GB1015373A; BE625043A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

217916 Int. CL:

D06n

Deutsche Kl.: 81-4

Nummer: 1217 916

Aktenzeichen: D40136IVc/81

Anmeldetag: 25. Oktober 1962

Auslegetag: 2. Juni 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von mit antistatischen bis elektrisch leitfähigen Kunststoffüberzügen bzw. -schichten versehenen Geweben, Gewirken, Vliesen, Folien und dergleichen Textlien oder nichttextilen flächigen und bahnartigen Unterlagen.

Zur Herstellung von Beschichtungen und Überzügen auf den verschiedensten Unterlagen sind eine ganze Reihe von Verfahren bereits lange bekannt, so z. B. Lackierverfahren, bei denen Harze und bzw. oder hochpolymere Stoffe aus Lösungen auf eine Unterlage aufgebracht werden und dann zu einem Film eintrocknen. Auf diese Weise lassen sich jeweils nur relativ dünne Schichten herstellen. Für ähnliche Überzüge werden auch häufig wäßrige Dispersionen von Lacken und bzw. oder Kunststoffen verwendet. Diese Technik ist für stärkere Beschichtungen wenig sinnvoll und wird vorwiegend für Imprägnierungen von Textilien, für Anstriche oder für Überzüge auf Pappe, Papier und ähnlichen Stoffen angewendet. Meist erfordern solche Dispersionen längere Trocknungszeiten, eventuell sogar bei Einbrenntemperaturen, damit ein zusammenhängender Firm ausgebildet wird. Für die Herstellung schwerer Beschichtungen, wie z. B. Kunstleder, ist dieses Verfahren technisch nicht vorteilhaft; dagegen sind hierfür Kunststoff-Plastisole oder Kunststoff-Organosole weit besser geeignet. Unter »Plastisolen« versteht man hierbei die Mischung eines feinteiligen, pulverförmigen Kunststoffes — z. B. Polyvinylchlorid und bzw. oder Polyvinylchlorid-Mischpolymerisate — mit geeigneten Weichmachern, während »Organosole« außer diesen Bestandteilen noch mehr oder weniger große Mengen flüchtiger organischer Lösungsmittel enthalten. Diese Massen werden durch Streichen, Gießen, Tauchen oder andere bekannte Auftragsverfahren auf die zu beschichtenden Unterlagen aufgebracht und anschließend bei höheren Temperaturen ausgeheizt. Dabei wird das gegebenenfalls vorhandene Lösungsmittel ausgetrieben und die Kunststoff-Weichmacher-Mischung ausgeliert. Man erhält so eine dichte, mechanisch mehr oder weniger feste und bzw. oder flexible, auf der Unterlage haftende Schicht, die durch mehrmaligen Auftrag verstärkt und gegebenenfalls noch mit Abschlußstrichen besonderer Zusammensetzung versehen werden kann.

Die Beschichtungsmassen enthalten neben den bereits genannten Bestandteilen im allgemeinen noch Füllstoffe, Farbstoffe, Stabilisatoren und andere bekannte Zusätze. Als Farbstoff wurde bereits öfter für Schwarzfarben die Verwendung von Ruß empfohlen. Mengen von 0,1 bis 2%, je nach Art des Rußes, ergeben bereits sehr tiefe Färbungen, wobei durch Verfahren zum Herstellen von mit antistatischen
bis elektrisch leitenden, nach dem
Pastenverfahren hergestellten
Kunststoffüberzügen versehenen Unterlagen

Anmelder:

Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler,

Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Chem. Dr. Helmut Neidhardt,
Groß-Krotzenburg;
Heinrich Disser, Zellhausen;
Dipl.-Chem. Dr. Lothar Rothbühr,
Köln-Lindenthal

diesen Zusatz gleichzeitig ein Schutz gegen Alterungserscheinungen der Kunststoffschicht durch z. B. Witterungseinflüsse bewirkt werden kann. Die zum Färben notwendigen Mengen Ruß lassen sich in solche Streichpasten ohne besondere Schwierigkeiten einarbeiten.

Aus der Kautschukindustrie, in welcher zur Erzielung besonderer Effekte im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften der Mischungen wesentlieh größere Rußmengen verwendet werden, ist bekannt, daß man mit speziellen Rußen, gegebenenfalls unter Beachtung besonderer Vorschriften bei der Herstellung, zu antistatischen bzw. elektrisch leitfähigen Mischungen kommen kann. Derartige Mischungen sind vor allem dort erwünscht und von Bedeutung, wo elektrostatische Aufladungen vermieden werden müssen, wo eventuell vorhandene statische Aufladungen abzuleiten sind oder wo aus irgendwelchen anderen Gründen leitfähige, aber auch bis zu einem gewissen Grad elastische Konstruktionsteile benötigt werden.

So ist auch ein Fußbodenbelag aus Gummi, Kunststoff od. dgl. bekanntgeworden, bei welchem die an sich elektrisch nicht leitende Gummi- oder Kunststoffmasse des Belags in der Zwischen- oder. Unterschicht durch die an sich bekannte Einmischung elektrisch leitender Ruße leitfähig gemacht ist. Über die Her-

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stellung und Zusammensetzung der leitenden Schicht Nach den bisher ausgeübten Verfahren, bei denen

bzw. der Mischung, aus der die Schicht besteht, wird in der Regel der Ruß über die feste Phase bzw. als nichts offenbart. Anteigung eingebracht wurde, konnten immer nur

Nach einem weiteren bekannten Vorschlag (deut- höchstens zwei dieser Forderungen erfüllt werden. In sehe Auslegeschrift 1103 007) hat ein Schichtstoff, S streichfähige Massen, die mechanisch ausreichend insbesondere für Förderbänder, Wandplatten, Fuß- feste Beschichtungen liefern, konnte man nicht genübodenbeläge u. dgl. aus plastischen Massen, Gummi gend Ruß einarbeiten, um die geforderten elektrischen od. dgl. Werkstoffen eine innere Schicht, die zur Eigenschaften zu erreichen; Massen mit entsprechen-Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit Acetylen- dem Rußgehalt mußten zur Erzielung der Streichruß und gegebenenfalls Pulvergraphit enthält, und io fähigkeit dagegen mit so viel Weichmacher versetzt eine äußere Schicht, welcher zur Erlangung einer werden, daß die mechanischen Eigenschaften der sogenannten beschränkten Leitfähigkeit (angegeben Mischungen nach der Wärmebehandlung völlig unzuwerden 10⁹ bis 10¹⁰ Ohm/cm³) Polyäthylenglykol- reichend waren und die Beschichtungen an der Ober-Monooleat einverleibt ist. Die rußhaltige Schicht soll fläche klebten; Rezepturen mit hohem Rußgehalt, nach dem Kalanderverfahren hergestellt werden. 15 die in mechanischen Eigenschaften entsprechende Falls sie auf der Basis von PVC besteht, braucht kein Besehichtungen liefern könnten, ergeben keine streich-Weichmacher für PVC zugegen zu sein. Von der Her- fähigen Pasten.

stellung und Anwendung einer wäßrigen Rußdi- Man hat bereits versucht, diese Schwierigkeiten

spersion ist keine Rede. durch die Verwendung von Organosolen zu über-

Da aus rußhaltigen Kunststoffmischungen her- 20 winden. Derartige Massen zeigen jedoch ungenügendes gestellte antistatische Produkte für viele Einsatzzwecke Theologisches Verhalten, sind nicht mehr lagerstabil nicht genügen, besteht schon lange der Wunsch und und entmischen sich bereits nach kurzer Zeit. Sie das Bedürfnis, antistatische oder elektrisch leitfähige lassen sich außerdem nur sehr schwierig und zu dünnen Besehichtungen auf den verschiedensten Unterlagen Schichten verarbeiten, so daß nach diesem Verfahren herstellen zu können. Die für Beschichtungszwecke 25 bekanntlich nur eine Art von Lackstrich mit Beschichnormalerweise verwendeten und vorn erwähnten tungsmengen bis etwa 30 g/m² zu erzielen möglich ist. Kunststoffe und Kunststoffmischungen besitzen jedoch Vorgeschlagen wurde auch schon, wäßrige Rußalle einen recht hohen spezifischen Widerstand und dispersionen in Kunststoffdispersionen einzubringen neigen zur elektrostatischen Aufladung. Dies wird und mit derartigen Massen Besehichtungen vorzuschon rein äußerlich bei vielen Kunststoffen durch die 30 nehmen. Bei Auswahl der geeigneten Zusammenmeist unerwünschte Eigenschaft, Staubteilchen anzu- Setzungen gelingt es, auf diesem Wege für Beschichziehen und festzuhalten, sichtbar. ' tungszwecke bedingt geeignete Massen herzustellen.

Die Durchgangs-und Oberflächenwiderstände Hegen Die Anwendung solcher Dispersionen ist, wie vorn bei diesen Stoffen in den Größenordnungen von über bereits beschrieben, recht begrenzt, weil erhebliche 10¹¹ bis 10¹⁴ Ohm · cm bzw. Ohm (gemessen — wie 35 Wassermengen mitgeschleppt werden und beim Ausauch im folgenden — nach den »Leitsätzen für die heizen auszutreiben sind. Außerdem begrenzt dieser elektrische Prüfung von Isolierstoffen« gemäß VDE- Wassergehalt die Anwendbarkeit der Dispersionen Vorschrift 0303, Teil 3). Deshalb können durch für viele Zwecke. Die Auftragsmengen pro Strich sind Reibung oder statische Aufladung aufgebrachte Elek- relativ niedrig; die Besehichtungen selbst sind porig, trizitätsmengen nicht abfließen, und es werden sehr 40 von minderer Festigkeit und zeigen eine erhöhte hohe, .örtlich begrenzte Spitzenspannungen möglich. Quellbarkeit durch Wasseraufnahme. Zur Kunstleder-In extremen Fällen kann es bis zur Funkenbildung herstellung scheiden derartige Dispersionen deshalb kommen, und deshalb dürfen solche Kunststoffe in praktisch aus.

explosionsgefährdeten Bereichen, z. B. im Bergbau Für die Herstellung von stärkeren Besehichtungen

(große Schläuche zur Luftzufuhr) unter Tag, nicht 45 kommt, wie bereits beschrieben, nur das Pastenverwendet werden. verfahren in Frage, und es wurde auch bereits erwähnt,

Während nun das Einbringen von größeren Mengen daß schon versucht worden ist, über Anpastung von Ruß in Kautschukmischungen keinerlei Schwierig- Ruß in Weichmachern in solche Pasten entsprechende keiten macht, weil die Einarbeitung auf der Walze Rußmengen einzubringen. Dies ist jedoch nur in erfolgen kann, war bisher das Einbringen der für die 50 begrenztem Maße und bei Organosolen mit den oben Erzielung von antistatischen oder leitfähigen Schichten beschriebenen Nachteilen gelungen,
notwendigen Rußmengen in streichfähige Beschich- Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß

tungspasten nicht möglich. Der Grund dafür liegt sich mit antistatischen bis elektrisch leitenden, nach darin, daß für die wirtschaftliche Verwendung die dem Pastenverfahren hergestellten Kunststoffüberfolgenden drei Forderungen gleichzeitig erfüllt werden 55 zügen versehene Gewebe, Gewirke, Vliese, Folien müssen: oder dergleichen flächige Erzeugnisse unter Verwen-

., ^. „ „ dung von Mischungen aus

1. Die Beschichtungsmasse muß von geeigneter

Viskosität und geeignetem Theologischem Ver- _a) Polyvinylhalogeniden und bzw. oder Mischpolyhalten streichfähig, d h zugig und nicht ab- _{6o mer}i_Saten mit überwiegenden Anteilen an Vinylreißend, sowie ausreichend stabil und lagerfähig halogenid
sein. '

2. Die fertige Beschichtung muß die erforderliche b) Weichmacher,

mechanische Festigkeit besitzen, sie muß auf dem , _..„ . ~ „. ,.,. , , , ..,,, ,

Gewebe bzw. der Unterlage gut haften, darf aber ₆, ^c> ™^offen> Stabilisatoren und anderen ubhchen an der Oberfläche nicht kleben. ⁵ Zusätzen und gegebenenfalls

3. Die fertige Beschichtung muß die gewünschte d) flüchtigen, organischen Lösungs- oder Verdün-Leitfähigkeit besitzen. nungsmitteln

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herstellen lassen, wenn man Ruß, vorzugsweise Ruß Wasserstoffverbindungen, chlorierte Kohlenwassermit einer Oberfläche von mehr als 100 m²/g (gemessen stoffe, Derivate höherer Fettalkohole u. dgl.
nach BET*), in Mengen von mehr als 5 Gewichts- ' Als Füllstoffe kommen bekannte Füllstoffe in Frage, prozent, bezogen auf den hochpolymeren Kunststoff- wie Kreide, Kaolin, Talkum, Erdalkalicarbonate oder anteil in der Ausgangsmischung, in Form einer wäß- 5 -oxyde, Antimontrioxyde, feinteilige gefällte oder in rigen Dispersion in die an sich bekannten Plastisole der Gasphase gewonnene Silicium- oder Aluminium- bzw. Organosole einbringt, diese Mischung dann in oxyde u. a. Als Stabilisatoren werden zweckmäßigerüblicher Weise auf die Unterlage, gegebenenfalls in weise organische Zinnverbindungen oder Bariummehreren Arbeitsgängen, ein-oder beidseitig aufbringt Cadmium-Verbindungen verwendet und als Haft- und durch Wärmeeinwirkung trocknet und geliert. io Vermittler Isocyanate und bzw. oder Polyurethane,

Zu den erfindungsgemäß mit großem Vorteil ver- aber auch z. B. Epoxy verbindungen,
wendbaren Polyvinylhalogeniden zählt in erster Linie Die dem Plastisol oder dem Organosol zuzusetzende das Polyvinylchlorid jeder Type und Herstellung- Rußdispersion besteht — wie ferner gefunden wurde — weise, aber auch das Polyvinylfluorid und -bromid. mit Vorteil aus 10 bis 30 Gewichtsprozent, vorzugs-Die diese Polymere bildenden Monomere sind auch 15 weise 18 bis 25 Gewichtsprozent eines elektrisch gut in ihren Mischpolymerisaten mit anderen mischpoly- leitfähigen Rußes, etwa 2 Gewichtsprozent eines merisationsfähigen chemischen Substanzen mit gutem Netzmittels und etwa 88 bis 68 Gewichtsprozent, Erfolg bei der Ausübung des erfindungsgemäßen also dem Rest, aus Wasser. Solche Dispersionen Verfahrens verwendbar. Die der Mischpolymerisation haben eine dünnflüssige Konsistenz und sind wegen zugänglichen Substanzen werden dabei in nicht über- 20 der sehr feinen Verteilung des Rußes für lange Zeit wiegenden Mengen verwendet und nur insoweit, als stabil. Als Netzmittel werden vorzugsweise Sulfonsie für das erfindungsgemäße Verfahren nicht störend säure-Formaldehyd-Kondensationsprodukte verwenwirken. Zu ihnen zählen vor allem Vinylester, wie det; es können aber auch andere anionaktive Stoffe Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylchloracetat usw., sowie mit Vorteil nicht ionogene Produkte, wie z. B. Vinylalkohol, Vinyläther, Vinylchloracetal, Vinyl- 25 Anlagerungsprodukte von Äthylenoxyd an Verbinthioäther, Vinylacetylen u. dgl., ferner andere der düngen mit reaktionsfähigem Wasserstoff, Verwen-Mischpolymerisation mit Vinylhalogeniden zugang- dung finden. Die Herstellung einer derartigen Diliche Monomere, wie Acrylsäure und Methacrylsäure spersion erfolgt am besten in der Weise, daß der Ruß und deren Ester, Vinylidenchlorid und -fluorid, Styrole, in der Lösung von Netzmitteln und Wasser zunächst Acrylnitril, Butadien, Isopren, Chloropren, Isobutylen, 30 grob angeteigt und dann mit Hilfe eines hochtourigen Äthylen, Propylen, Malein- und Fumarsäureester. Mischwerkzeuges, etwa vom Typ der Wirbel-Kammer-Selbstverständlich können den genannten Vinylhalo- rührer, zu einer dünnflüssigen Rußdispersion verteilt genidpolymerisaten auch in nicht überwiegenden wird.

Mengen andere bekannte Polymerisate und Misch- Zu den geeigneten anionenaktiven Netzmitteln

polymerisate zugesetzt werden, so weit und so viel 35 zählen unter anderem Kondensationsprodukte aus

deren Anwesenheit — wie leicht festzustellen ist — den Naphthalin-ß-sulfonsäure und Formaldehyd, zu den

erfindungsgemäß zu erzielenden und angestrebten geeigneten nichtionogenen Netzmitteln Oxyäthy-

Effekt nicht oder nicht wesentlich negativ beein- lierungsprodukte von Alkylphenolen. Diese Netz-

flußt. mittelgruppen werden in Ullmanns »Enzyklo-

Zur Herstellung der Organosole werden erfmdungs- 40 pädie der technischen Chemie«, 7. Band (1956), S. 70,

gemäß die üblichen organischen Lösungsmittel zu- beschrieben.

gesetzt, insbesondere solche, die die verwendeten Die für diese Dispersionen notwendigen Mengen

Polymeren zu lösen vermögen, wie Tetrahydrofuran, richten sich nach den gewünschten Eigenschaften des

Cyclohexanon, Methyläthylketon, Aceton u. dgl. Erzeugnisses, vorwiegend also nach dem erforder-

AIs Plastisol kann eine übliche Mischung von z. B. 45 liehen Rußgehalt der Mischung. Wie ferner gefunden 50 bis 70 Teilen Polyvinylhalogenid auf 50 bis 30 Teile wurde, wird die Menge der in die Paste einzuarbeiten-Weichmacher mit entsprechenden Zusätzen an Füll- den wäßrigen Rußdispersion und deren Gehalt an stoffen und bzw. oder Stabilisatoren und bzw. oder elektrisch gut leitfähigem Ruß erfindungsgemäß so vorteilhafterweise Haftvermittlern u. dgl. verwendet gewählt, daß der Anteil des Rußes im Kunststoffwerden. In diesen Mischungen werden vorzugsweise 50 überzug mindestens 5%, bezogen auf den hochpolydurch Emulsionspolymerisation gewonnene Polyvinyl- meren Kunststoffanteil in der Beschichtungsmasse, chloridtypen verwendet, deren K-Wert zwischen 65 beträgt, vorzugsweise aber noch höher liegt, um die und 80 liegt. Daneben können aber auch Zumischun- gewünschten Eigenschaften des Enderzeugnisses zu gen von Polyvinylchloridsuspensionstypen in Frage gewährleisten; um die Elektrizität leitende Erzeugnisse kommen sowie Zusätze von kleineren Mengen von 55 zu erhalten, wird mit Vorteil ein Rußanteil von etwas Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisaten, deren über 10 °/₀, wiederum bezogen auf den hochpolymeren K-Werte zwischen 45 und 65 Hegen können. Erfin- Kunststoffanteil, in die Beschichtungsmasse eingedungsgemäß rechnen zu den verwendbaren Weich- arbeitet. Antistatische Erzeugnisse werden jedoch machern vor allem Esterweichmacher aus alipha- schon mit einem Gehalt von etwas über 5% eines tischen Alkoholen mit einer Anzahl der Kohlenstoff- 60 sogenannten hochleitfähigen Rußes erhalten. Es veratome von vorzugsweise etwa 4 bis 8 und Phthalsäure, steht sich von selbst, daß keine scharfe Trennungslinie Sebazinsäure, Acelainsäure, Adipinsäure u. dgl. sowie zwischen antistatischer Eigenschaft und elektrischer gegebenenfalls Polymer-Weichmacher, wie z. B. Poly- Leitfähigkeit der Kunststoffüberzüge gezogen werden propylenglycoladipat, und bzw. oder sogenannte kann. Durch die Auswahl der Rußsorten und mit Sekundär-Weichmacher oder Extender, wie Kohlen- 6g steigender Menge des Rußanteils in der Kunststoff-

—ITTT—■ · 1 τ. t.1. ^.1 j ™ ι. ι x^ mischung ist ein kontinuierlicher Anstieg der elek-

*) Vergleiche Rubber Chemistry and Technology De- , . , ^ö, .,..., . , ., , _T, , , &...?

zember 1957, Vol. XXX, Nr. 5, S. 1412 bis 1415, 1481 irischen Leitfähigkeit der Kunststoffuberzuge zu

(Nr. 24). erzielen. Die Verwendung der wäßrigen Rußdispersion

gestattet überraschenderweise, den Rußanteil so weit zu erhöhen, daß Oberflächenwiderstände von etwa 10³ Ohm erreicht werden können, was an sich für die vorgesehenen Verwendungszwecke als ein sehr gutes Resultat und als vollständig ausreichend bezeichnet werden kann.

Nach der Erfindung werden an sich bereits als hochleitfähig bekannte Rußsorten verwendet. Solche finden sich unter den Acetylen-, Furnace- und Channelrußen; sie zeichnen sich vor allem durch die gemeinsame Eigenschaft aus, daß ihre spezifische Oberfläche größer als 100m^a/g ist. Solche Ruße besitzen an sich sehr gute elektrische Leitfähigkeit und erteilen diese Eigenschaft auch den sie enthaltenden Erzeugnissen, wie z. B. solchen aus Kautschuk. Rußsorten mit einer geringeren spezifischen Oberfläche, wie sie an sich ebenfalls nach den angeführten Verfahren gewonnen werden können, leiten den elektrischen Strom ebenfalls sehr gut. Sie sind aber wegen der anderen Oberflächeneigenschaften in den erfindungsgemäß verwendbaren Ausgangsmischungen nicht mit gleich gutem Erfolg einzusetzen, denn die Leitfähigkeit der aus diesen Mischungen erzeugten Artikel sinkt bei Verwendung solcher Ruße gegenüber denjenigen mit erfindungsgemäß empfohlenen Rußsorten stark ab und es müßte zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften der Endprodukte anteilig wesentlich mehr Ruß verwendet werden.

Als besonders günstig hat sich bei den Versuchen ein Ruß mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von 0,06 Ohm · cm (bei 300 atm gemessen) mit einer mittleren Teilchengröße (arithmetisches Mittel) von 277 Ä und einer Oberfläche nach BET von 133 m^a/g erwiesen. Gut verwendbar sind aber auch entsprechende aktive Rußsorten mit noch größeren spezifischen Oberflächen, wie beispielsweise 694 oder 1030 m²/g, und andere vergleichbare Ruße.

Die Einarbeitung geschieht besonders zweckmäßig so, daß das Plastisol oder das Organosol vorgelegt und, gegebenenfalls nach Zusatz von die Topfzeit begrenzenden Zusätzen, wie spezielle Haftvermittler und bzw. oder Vernetzungsmittel, die Rußdispersion langsam und allmählich z. B. mit einem normalen Propellerrührwerk eingerührt wird. Als solche Zusätze kommen z. B. Polydiisocyanate, Dimethacrylate, Diacrylate, Polyester u. dgl. bekannte Stoffe in Frage. Es ist von großer Wichtigkeit, daß bei der Einarbeitung des Rußes nicht zu hohe Scherkräfte wirksam werden, wie sie zum Teil in Turbomischern oder Fluidmischern auftreten. Es wurde nämlich gefunden, daß bei einer zu intensiven Bearbeitung der Massen die Leitfähigkeit der erhaltenen Beschichtungen wieder absinkt. In der Regel kann man die Rußdispersionen in Mengen bis zu 1 :1 in das Plastisol bzw. Organosol einarbeiten.

Bei Einhaltung dieser Herstellungsvorschriften erhält man Beschichtungsmassen von ausgezeichneter Konsistenz, großer Haltbarkeit und guter Verarbeitbarkeit. Sie sind vollkommen homogen, geschmeidig und von der erforderlichen Zähigkeit; sie haben die notwendige Stabilität bei der Lagerung und trennen auch vor dem Streichmesser nicht auf. Dieses Verhalten entspricht in keiner Weise den Erwartungen, insbesondere nachdem sich beim Einarbeiten von Ruß in Streichmassen früher die bereits geschilderten großen Schwierigkeiten gezeigt haben. Es muß also als sehr überraschend bezeichnet werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren zu Erzeugnissen mit den erwünschten elektrischen Eigenschaften führt.

Die neuen Pasten lassen sich nach allen üblichen Beschichtungsverfahren weiterverarbeiten, z. B. durch Tauchen, Gießen oder nach den verschiedenen Streichverfahren. Die nach dem Ausheizen erhaltenen Beschichtungen zeigen sehr gute mechanische Festigkeiten. Der spezifische Widerstand der Überzüge kann in dem erwünschten Maße durch die Rußmengen und -art variiert werden, ohne daß innerhalb der technisch interessanten Grenzen von etwa 10⁹

ίο bis 10* Ohm · cm eine ins Gewicht fallende, nachteilige Veränderung der mechanischen Eigenschaften der Überzüge oder der Verarbeitbarkeit der Pasten eintritt.
Als Unterlage für die Beschichtung können mit besonderem Vorteil Gewebe, Gewirke oder Vliese, deren Fadenstellung mehr oder weniger geschlossen oder offen sein kann und die aus natürlichen oder künstlichen Fasern oder Garnen bestehen, verwendet werden, wobei vor allem bei offeneren Geweben

zo Kunstfasern aus z. B. Polyestern wegen ihrer mechanischen Festigkeit bevorzugt werden. Zur Beschichtung eignen sich aber auch geschlossene Folien aus Kunststoffen, Papiere, Pappen oder Filze sowie Bleche aus verschiedenen Metallen, wobei die Ausgangsmischungen in ihrer Zusammensetzung, insbesondere hinsichtlich der Stabilisatoren und Haftvermittler, auf diese Unterlagen in an sich bekannter Weise speziell eingestellt sein müssen. Die schwarzbeschichteten Gewebe kommen hauptsächlich im Bergbau, im Tunnelbau sowie als Transportbänder zur Anwendung.

Beispiel 1

Zu 100 Gewichtsteilen einer Grundmasse, welche besteht aus

42,5 Gewichtsprozent verpastbarem Emulsionspolyvinylchlorid vom K-Wert 75,

33,5 Gewichtsprozent Dioctylphthalat,
12,0 Gewichtsprozent Dioctyladipat,

6,0 Gewichtsprozent Antimontrioxyd

(feuerhemmendes Mittel),

1,0 Gewichtsprozent Barium-Cadmium-Laurat
(Stabilisator)

5,0 Gewichtsprozent Polydiisocyanat (Umsetzungsprodukt aus Toluylen-2,4-di-

isocyanat und einem dreiwer

tigen, aliphyt. Alkohol) als Haftverbesserer für die Reaktion mit dem synthetischen

Geweben,
55

werden 20 Gewichtsteile einer Rußdispersion zugesetzt. Diese Dispersion besteht aus 22,5 Gewichtsteilen eines hochaktiven Furnacerußes (Aschegehalt 0,07 ⁰I₀, BET-Oberfläche 133, mittlere Teilchengröße 277 Ä, Rüttelgewicht 240 g/l, Rüttelvolumen 420 cm³/100 g, spezifischer elektrischer Widerstand bei 300 atm 0,06 Ohm · cm), 4 Gewichtsteilen eines nichtionischen Netz mittels, wie die Oxäthylierungsprodukte von aromatischen Oxydverbindungen, z. B. eines Kondensations-

produktes aus Äthylenoxyd und Nonylphenol, und 73,5 Gewichtsteilen Wasser. Die Zumischung der Rußdispersion erfolgt, langsam und protionsweise mit Hilfe eines niedertourigen Flügelrührwerkes.

Von der so hergestellten Streichmasse werden auf einem Gummituch-Streichwerk auf ein Nylongewebe mit der Fadenstellung 9/9 aus 840 den Fasern in je drei Strichen beidseitig Schichten mit einem Gesamtgewicht von etwa 270 g/m² auf jeder Seite aufgebracht. Nach jedem Aufstrich wird die Warenbahn durch einen Vorheizkanal geführt, bei dem die Beheizung so eingestellt ist, daß die Gewebebahn so lange eine Temperatur von etwa 100⁰C nicht überschreitet, bis der Wassergehalt der Beschichtung vollständig verdampft ist. In einem weiteren Teil des Heizkanals wird die Temperatur dann auf etwa 170° C gesteigert, so daß die Beschichtung ausgeliert.

Nach diesem Verfahren entsteht ein flexibles, abriebfestes Schichtmaterial, das einen Oberflächenwiderstand von etwa 2 · 10⁶ bis 2 · 10⁷ Ohm aufweist. Gemessen wurde dieser Oberflächenwiderstand mit der Siemens-Stempel-Elektrode nach der oben angegebenen VDE-Vorschrift 0303. Beschichtungen mit der gleichen Grundmasse ohne Zusatz der Rußdispersion besitzen einen Oberflächenwiderstand von mehr als 10¹⁰ Ohm.

Beispiel2 „

Zu 100 Gewichtsteilen der Grundmasse nach Beispiel 1 werden 50 Gewichtsteile der ebenfalls im Beispiel 1 beschriebenen Rußdispersion langsam mit einem niedertourigen Flügelrührwerk zugesetzt. Mit der dabei entstehenden sehr gut streichfähigen Streichmasse wird ein Baumwollgewebe (Fadenstellung 23/22 aus Garnen der Nm 34/34), das mit einem üblichen Polyvinylchlorid-Grundstrich (etwa 90 g/m²) beschichtet, war, mit weiteren einseitigen Aufstrichen auf einem Gummituch-Streichwerk versehen. In zwei Strichen werden dabei zusammen etwa 100 g/m² aufgebracht und das Material, wie im Beispiel 1 beschrieben, weiterbehandelt.

Die fertige Ware hat einen Oberflächenwiderstand von etwa 1 · 10* Ohm, gemessen mit der Siemens-Stempel-Elektrode nach der oben angegebenen VDE-Vorschrift 0303. Die Ware ist sehr flexibel, trocken im Griff und abriebfest.

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Claims

Patentansprüche:

f. Verfahren zum Herstellen von mit antistatischen bis elektrisch leitenden, nach dem Pastenverfahren hergestellten Kunststoffüberzügen versehenen Geweben, Gewirken, Vliesen, Folien oder dergleichen flächigen Erzeugnissen unter Verwendung von Mischungen aus

a) Polyvinylhalogeniden und bzw. oder Mischpolymerisaten mit überwiegenden Anteilen an Vinylhalogenid,

b) Weichmacher,

c) Füllstoffen, Stabilisatoren und anderen bekannten Zusätzen und gegebenenfalls

d) flüchtigen organischen Lösungs- oder Verdünnungsmitteln,

dadurch gekennzeichnet, daß man Ruß, vorzugsweise Ruß mit einer Oberfläche von mehr als 100 m²/g (gemessen nach BET), in Mengen von mehr als 5 Gewichtsprozent, bezogen auf den hochpolymeren Kunststoffanteil in der Ausgangsmischung, in Form einer wäßrigen Dispersion in die an sich bekannten Plastisole bzw. Organosole einbringt, diese Mischung dann in üblicher Weise auf die Unterlage, gegebenenfalls in mehreren Arbeitsgängen, ein- oder beidseitig aufbringt und durch Wärmeeinwirkung trocknet und geliert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzte wäßrige Rußdispersion aus 10 bis 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise 18 bis 25 Gewichtsprozent Ruß, etwa 2 Gewichtsprozent eines Netzmittels und dem Rest aus Wasser besteht.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rußdispersion langsam und unter geringer Scherbeanspruchung in Mengen bis zu 1 :1 in das Plastisol bzw. Organosol einarbeitet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1103 007;
österreichische Patentschrift Nr. 188 907.

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