MEYERHOFF HANS-PETER (DE)
CHRIST HUBERT (DE)
MEYERHOFF HANS PETER (DE)
| WO1995034902A1 | 1995-12-21 |
| EP0421881A1 | 1991-04-10 |
| 1. | Zusammensetzung enthaltend 35 bis 99 Gew% eines Me¬ talls, einer Metallegierung und/oder eines Salzes dieser Verbindungen und 1 bis 65 Gew% eines Polymers der Formel I, HOtCORiCOXYZünH (I), worin R} gleich Phenyl, Naphtyl, Cyclohexyl, Cycloh¬ exenyl oder ein C^ bis C4 Alkylsubstituiertes Deri¬ vat davon ist und, wenn R^ gleich Phenyl ist, die CarboxyGruppen in ortho, meta oder paraStellung zueinander stehen, X, Z gleich O oder NR2 sind, wobei R2 gleich H oder C]^ bis C4 Alkyl ist, Y = (CH2)m oder Phenyl, Cyclohexyl oder Cyclopentyl ist und m = 1 12 ist, n eine ganze Zahl iεt. |
| 2. | Zuεammenεetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß sie ein Polymer, ausgewählt aus der Gruppe PolytC^C^j) alkylenterephthalat, Poly naphtylsäureamid, Polyisophthalsäureamid, Polyte rephthalεäureamid, Polyterephthalsäurehexamethylen diamid oder Gemische derselben enthält. |
| 3. | Zuεammensetzung nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Polyethylenterephthalat und / oder Polybutylenterephthalat enthält. |
| 4. | Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Metalle oder Metallegierungen ausgewählt aus der Gruppe Cu, Ag, Au, CuPd, PdH 0,66, La, Yb, Lu, AI, Bi, B, Ga, Ge, In, Ir, Pb, Mg, Mo, Os, Pt, Sn, Ti, W, Zn, Messing, Bronze, Amalgam, Mn, Cr, Fe, Fe2θ3, Cd, oder deren Salze enthalten sind. |
| 5. | Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polymer der Formel I weitere Polymere aus der Gruppe Polyester, Polyesteramide, Polyphenylenether, Polyphenylensulfide, aromatische Polyetheramide, Polyamide, Polylactame zugesetzt werden. |
| 6. | Zusammenεetzung nach Anεpruch 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß Polymere ausgewählt aus der Gruppe Polydiaminobutandiadipidamid, Polyhexamethylenseba cidamid, Polyhexamethylendodecanamid, Polyaminounde canamid, Polylaurinlactam, Polyarylamid oder Gemi εche derselben zugesetzt werden. |
| 7. | Zusammenεetzung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung 45 bis 99 Gew% eines Metalls, einer Metallegierung und/oder eines Salzes dieser Verbindungen und 1 bis 55 Gew% Polymer enthält. |
| 8. | Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung 84 bis 92 Gew% eines Metalls, einer Metallegierung und/oder eines Salzes dieser Verbindungen und 8 bis 16 Gew% Polymer enthält. |
| 9. | Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0 bis 70 Gew% Modifier bezo¬ gen auf den Gesamtpolymergehalt enthält. |
| 10. | Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Verstärkungsstoffe ausgewählt aus der Gruppe Glasfaεer, Mineralfaser, Kohlefaser, Leitruße zugesetzt werden. |
| 11. | Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung gemäß Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten gemischt und granuliert werden. |
| 12. | 15 12. |
| 13. | Formteil bestehend aus der Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 bis 10. |
| 14. | Formteil nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß es eine Elektrode ist.*& 20. |
| 15. | Verfahren zur Herstellung eines Formteils gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten gemischt und granuliert werden und das spritzfähige Granulat in einer Spritz 25 gußmaschine bei einer Temperatur von 180 bis °C zu einem Formteil spritzgegoεεen wird. |
| 16. | 15 Verfahren nach Anεpruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten vor dem Spritzgießen auf einem 30 Kneter oder einer ähnlichen Plastifiziermaschine gemischt werden. |
| 17. | Verwendung der Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 10 als Elektroden von Akku und Batterieelek 35 troden und als Korrosionεschutzelektrode. |
Gegenstand der Erfindung ist eine Zusammensetzung auf Polymer- basis zur Herstellung von metallhaltigen, elektrisch leitenden Formkörpern, insbesondere Elektroden.
Die Zusammensetzung besteht aus einem Metall, einer Metalle¬ gierung und/oder einem Salz dieser Verbindungen und einem Po- lymer. Weitere Gegenstände der Erfindung sind ein Verfahren zur Herstellung dieser Zusammensetzung, die Verwendung der Zusammensetzung als Elektrode, Formteile aus dieser Zusammen¬ setzung und ein Verfahren zur Herstellung dieser Formteile.
Nach dem Stand der Technik können thermoplastische Formmassen auf verschiedene Art und Weise hergestellt werden. Ein übli¬ ches Verfahren für die Herstellung von hochgefüllten thermo¬ plastischen Formmassen basiert auf der Verwendung von Metall¬ pulvern, die über Bindemittel an Polymere gebunden werden.
Die EP 0437.851 A2 beschreibt ein Verfahren, in dem Metallpul¬ ver oder Metallegierungen auf Basis von Eisen, Messing, Nickelsilber, Stahl und Aluminium mit einem mit Lösungsmittel versehenen Haftvermittler mittels eines Polymers vermischt werden. Alε Polymere werden Polyetherketone, Polyphenylensul- fide und Polycyanoarylether eingesetzt. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß das hinzugefügte Lösungsmittel im Vakuum entfernt werden muß. Diese hochgefüllten Formmassen können als Magnete oder zur magnetischen Abschirmung Verwendung finden.
Die EP 0480 317 AI berichtet ebenfalls über kunststoffgebunde¬ ne metallische Agglomerate, die durch Lösungsmittel vorbehan¬ delt als duroplastische Formmassen hergestellt werden. Als Polymere werden gemäß den Beispielen PA 66, Bisphenol-A-glyci- dether, PPS und ein Polykondensationsprodukt aus Bisphenol-A und 4,4-Dichlordiphenylsulfon eingesetzt. Den Formmassen wer¬ den ebenfalls durch Vakuum die Lösungsmittel entzogen. Die so
hergestellte Formmasse findet in der Uhrenindustrie Anwen¬ dung.
In der DE-Al 1 615 786 ist ein Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitenden Metallschichten auf elektrisch nicht lei¬ tenden Oberflächen beschrieben. Zur Aufbringung der elektrisch leitenden Metallschicht wird ein Lack aus organischen Lösungs¬ mitteln, Pigmenten und Eisenpulver verwendet. Als Polymer wird Polyvinylchlorid mit Polyäthylenimin eingesetzt.
Die EP 0 290 816 AI beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Produkten hoher spezifischer Dichten aus Gläsern, die mehr als 80 Gew.% an Bleioxid enthalten. Basispolymer ist Polyamid 6 bzw. Polybutylenterephthalat.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Zu¬ sammensetzung aus einem Polymer und/oder einem Polymerblend und einer metallhaltigen Verbindung zur Verfügung zu stellen, die zur Herstellung von metallischen, elektrisch leitenden Formkörpern führt, die insbesondere als Elektroden eingesetzt werden können.
Ferner soll bei der Verarbeitung der erfindungsgemäßen Zusam¬ mensetzung ohne Anwendung von Lösungsmitteln gearbeitet wer- den.
Dadurch soll die Herstellung von metallischen, elektrisch lei¬ tenden Verbindungen erheblich wirtschaftlicher möglich sein, als dies nach den Verfahren des Standes der Technik mit den dort beschriebenen Zusammensetzungen zur Zeit durchführbar ist.
Das technische Problem der Erfindung wird gelöst durch eine Zusammensetzung enthaltend 35 bis 99 Gewichtsprozent eines Metalls, einer Metallegierung und/oder eines Salzes dieser Verbindungen und 1 bis 65 Gewichtsprozent eines Polymers der
Formel I
HO- t -CO-R-L-CO-X-Y-Z- l n-H ( I )
worin R-^ gleich Phenyl, Naphtyl, Cyclohexyl, Cyclohexenyl oder ein C^ bis C4 Alkyl-substituiertes Derivat davon ist und, wenn Rl gleich Phenyl iεt, die Carboxy-Gruppen in ortho-, meta- oder para-Stellung zueinander stehen,
X, Z gleich O oder NR 2 sind, wobei R 2 gleich H oder C } bis C4 Alkyl ist,
Y = (CH2) m oder Phenyl, Cyclohexyl oder Cyclopentyl ist und m = 1 - 12 ist,
n eine ganze Zahl, vorzugsweise 10 bis 1000 ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Zusammenset¬ zung aus 45 bis 99, vorzugsweise 84 bis 92 Gewichtsprozent Metall, Metallegierung und/oder ein Salz dieser Verbindungen und 1 bis 55, vorzugsweise 8 bis 16, Gewichtsprozent Polymer.
Als Polymere der Formel I sind bevorzugt Polymere ausgewählt aus der Gruppe alkylenterephthalat, Polynaphtyl- säureamid, Polyisophthalsäureamid, Polyterephthalsäureamid, Polyterephthalsäurehexamethylendiamid oder Gemische derselben enthalten. Besonders bevorzugt sind Polyethylenterephthalat und/oder Polybutylenterephthalat.
Diese Polymere können in jeder beliebigen Weise mit weiteren Polymeren gemischt werden. Hierfür werden Polymere aus der Gruppe Polyester, Polyesteramide, Polyphenylenether, Phenyle- nether, Polyphenylensulfide, aromatische Polyetheramide, Po¬ lyamide und Polylactame verwendet. Besonders bevorzugt sind Polymere ausgewählt aus der Gruppe Polydiaminobutandiadipida- mid, Polyhexamethylensebacidamid, Polyhexamethylendodecanamid,
Polyaminoundecanamid, Polylaurinlactam, Polyarylamid oder Gemische derselben.
Weiterhin können die in der DE-A 38 28 690 auf S. 4 und 5 als Komponente C beschriebenen Modifier als Zusatzstoffe einge¬ setzt werden. Dabei handelt es sich um Pfropfpolymerisäte, die man durch Pfropfpolymerisation von 5 bis 90 Gew.-Tl., vorzugs¬ weise von 10 bis 70 Gew.-Tl., insbesondere 15 bis 50 Gew.-Tl. wenigstens eines Vinylmonomerengemisches aus Methylmethacrylat und einem Acrylsäureester eines primären oder sekundären einwertigen aliphatischen C 2 bis C 10 -Alkohols, wie n-Butyl¬ acrylat, auf 10 bis 95, vorzugsweise 30-90, insbeεondere 50 bis 85 Gew.-Tl. eines teilchenförmigen, vernetzten Dienkau¬ tschuks erhält.
Zusätzlich können als Pfropfmonomere noch 0,1 bis 10 Gew.-Tl. des Acryl- oder Methacrylsäureesters des tertiären Butanols und/oder 0,1 bis 30 Gew.Tl. einer Mischung aus Styrol oder Methylstyrol und Acrylnitril, Methacrylnitril oder Maleinsäu- reanhydrid auf die Kautschukgrundlage aufgepfropft werden.
Besonders bevorzugte Pfropfmonomere sind Mischungen von Methylmethacrylat und n-Butylacrylat im Mengenverhältnis von 85:15 bis 98:2 sowie Mischungen davon mit tert.-Butylacrylat und/oder Styrol und Acrylnitril (Verhältnis 72:28).
Bevorzugte Dienkautschuke sind vernetzte Homo- und/oder Copolymerisate aus konjugierten C4 bis Cg-Dienen. Bevorzugtes Dien ist Butadien-1, 3. Die Diencopolymere können neben den Dienresten bis zu 20 Gew.%, bezogen auf das Diencopolymerisat, Reste anderer ethylenisch ungesättigter Monomeren, wie Styrol, Acrylnitril, Ester der Acryl- oder Methacrylsäure mit einwer¬ tigen Ci bis C4-Alkoholen, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Methylmethacrylat und Ethylmethacrylat einpolymerisiert ent- halten. Die Herstellung der Dien-Kautschuk-Pfropfgrundlage und der daraus hergestellten Pfropfpolymerisate wird z.B. in "Me-
thoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl), Bd. 14/1, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1961, S. 383 bis 406 und in "Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie", 4. Auflage, Bd. 19, Ver¬ lag Chemie, Weinheim 1981, S. 279 bis 284, beschrieben.
Als weitere Zusätze für die erfindungsgemäße Zusammensetzung können übliche Modifier des Standes der Technik verwendet wer¬ den. Im einzelnen seien genannt:
Die in der DE-A 38 41 183 auf den Seiten 4 und 5 beschriebenen Pfropfpolymerisate B. Hierzu gehören beispielsweise Pfropfpolymerisate aus Acrylatkautschuk mit einer Glasüber¬ gangstemperatur unter -20°C als Pfropfgrundlage und polymeri¬ sierbare ethylenisch ungesättigte Monomere mit einer Glasüber- gangstemperatur über 25 ° C als Pfropfmonomere und mit Styrol und/oder Acrylnitril und/oder (Meth-)Acrylsäurealkylestern gepfropfte Polybutadiene, Butadien/Styrol-Copolymerisate und Acrylatkautεchuke.
Ebenso können Silikonkautschuke mit pfropfaktiven Stellen, die in der DE-A 37 04 657, DE-A 37 04 655, DE-A 36 31 540 und DE-A 36 31 539 beschrieben sind, verwendet werden. Ähnliche Modi¬ fier auf Silikonkautschukbasis werden auch im Stand der Tech¬ nik der Druckschriften DE-A 37 25 576, EP-A 0 235 690, DE-A 38 00 603 und EP-A 0 319 290 beschrieben.
In der EP-A 0 233 473 sind elastomere Komponenten wie Acryl- säurederivate mit Epoxygruppen enthaltenden Monomeren als Pfropfauflage beschrieben. Die EP-A 0 319 581 beschreibt Modi- fier aus Ethylencopolymer mit α, ß -ungesättigten Carbonsäu- realkylestern und Maleinsäureanhydrid. EP-A 0 256 461 be¬ schreibt auf den Seiten 5 und 6 eine Reihe von Ethylen-Pro- pylen-Kautschuken (EPM-Kautschuk) und Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuken (EPDM-Kautschuken) sowie deren Kombinationsmög- lichkeit mit anderen Modifiern. Die Kautschuke weisen ein Verhältnis von Ethylen- zu Propylen-Einheiten von 20:80, be-
vorzugt 65:35 auf. Ahnlich aufgebaute Polymere werden auch alε Schlagzähmodifier in EP-A 0 320 651 und EP-A 0 320 647 be¬ schrieben. Auch die EP-A 0 484 737 beschreibt endgruppen sta¬ bilisierte Polyoxymethylenpolymerisate, EPM- und EPDM-Kau- tschuke, die mit Acrylsäurederivaten aus Styrolderivaten, Acrylsäurederivaten, Acrylnitril und Polyenen gepfropft sind. Dafür geeignete pfropfvernetzende Monomere sind in der US-A 4, 148, 846 beschrieben.
Die EP-A 0 313 862 berichtet über den Einsatz von Ethylenviny- lalkohol zusammen mit gepfropftem, hydrogenierten Styrol- Ethylen-Butylenblockcopolymer, modifiziert mit einer un¬ gesättigten Dicarbonsaure oder einem ungesättigten Dicarbon- säureandydrid. In der EP-A 0 389 055 ist der Einsatz von Epoxy- und Oxazolingruppen enthaltenden aromatischen Vinyl- Dien-Vinyl-Cyanid-Copolymeren oder aromatischen Polyestern als Copolymere beschrieben.
Als weitere Modifier sind auch Polyurethane einsetzbar, wie in den EP-A 0 115 846, EP-A 0 115 847, EP-A 0 116 456, EP-A 0 117 664 und EP-A 0 327 384 erwähnt wird. Kommerziell im Handel er¬ hältlich sind derartige Produkte unter der Bezeichnung Desmo- pan ® (Hersteller: Bayer AG) und Elastolan ® (Hersteller: Ela- εtogran Polyurethane GmbH).
Weiterhin können auch polyfluorierte Derivate des Ethylenε, Propylens, Butylens und Vinylens eingeεetzt werden. Derartige Produkte εind im Handel unter der Bezeichnung Elaεtoεil© (Her¬ steller: Wacker Chemie) erhältlich. Auch Modifier mit Tetra- fluorethylen (PTFE), Molybdänsulfid, Graphit und Silanen, er¬ hältlich unter der Bezeichnung Lubrilon® (Hersteller: ComAl- loy), können eingesetzt werden.
Die WO-A 93/08234 beschreibt den Einsatz von Ethyl-Copolymer- ionomeren und Copolyesterurethanen, die ebenfalls als Modifier geeignet sind.
Ebenso können Polypropylene mit kristallinem Anteil, die in der US 4 376 851 beschrieben sind, eingesetzt werden. Random- polypropylene, gezielt hergestellte ataktische, isotaktische und εyndiotaktische Polypropylene, Homo PP und Copo PP sind nach dem Stand der Technik einsetzbar. Die Herstellung ist beschrieben in "Polypropylene 94, 3rd Global Conference, Maack Businesε Services, Zürich, Sesεion II, October 4-5, 1994, Ka- minsky et al..
Als weitere Modifier εind Polyethylene einsetzbar. Diese sind in Maack Busineεε Serviceε, Plastics Technology and Marketing, Zürich, "Multiclient Studies" No. 9, 10, 13/1, 13/11, 1995 beschrieben.
Die Modifier können in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einer Menge von 0 bis 70 Gew%, insbesondere von 0 bis 40 Gew%, bezogen auf den Gesamtpolymergehalt, enthalten sein.
Die Herstellung von Polybutylenterephthalat und Polyethylen- terephthalat iεt beschrieben im Kunststoffhandbuch, Band VIII, Polyester, von Dr. L. Goerden, Carl Hanser Verlag, München 1971. Polybutylenterephthalat wird hergestellt aus Dimethyl- terephthalat und 1,4-Butandiol; Polyethylenterephthalat wird hergestellt aus Dimethylterephthalat und 1,2-Ethandiol . Die Herstellung von Polyterephthalsäureamid ist im Kunststoffhand¬ buch VI, Polyamide, von Prof. Dr. Vieweg und Dr. A. Müller, Carl Hanser Verlag, München 1966, beschrieben. Polyterephthal- säureamide werden hergestellt aus Terephthalsaure und α, ω -
Diaminen.
Als Polyterephthalsäurehexamethylendiamid wird bevorzugt ein solches verwendet, das mit anderen Polyamiden wie Polyamid 6 oder Polyamid 66 polymerisiert wird. Ebenso sind Copolyamide auε Dimethylterephthalεäure und Trimethylhexamethylendiamin oder Isophthalsäure und Hexamethylendiamin in Kombination mit den oben genannten Polyterephthalεäureamiden einsetzbar. Wei-
terhin mischbar mit diesen Polymeren der Formel I sind Poly- diaminobutandiadipidamid, Polyhexamethylensebacidamid, Poly- hexamethylendodecanamid, Polyaminoundecanamid, Polylaurin- lactam und Polyarylamid auε m-Xylylendiamin und Adipinεäure.
Beiεpiele der verwendeten Metalle und Metallegierungen εowie ihrer Salze εind ausgewählt aus der folgenden Gruppe: Cu, Ag, Au, CuPd, PdH 0,66, La, Yb, Lu, AI, Bi, B, Ga, Ge, In, Ir, Pb, Mg, Mo, Os, Pt, Sn, Ti, W, Zn, Mesεing, Bronze, Amal- gam, Mn, Cr, Fe, Fe 2 0 3 , Cd.
Die Metalle werden bevorzugt in einer Teilchengröße von 1 biε 100 μm eingesetzt.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird hergestellt durch Mischen der Komponenten, nämlich des Metalls, der Metallegie¬ rung und/oder eineε Salzes dieεer Verbindung und des Polymers der Formel I und gegebenenfalls weiterer Zusatzstoffe unter anschließendem Granulieren dieser Mischung. Die erfindungs¬ gemäße Zusammensetzung ermöglicht es, in einem Verfahrens- schritt ein beliebig geformtes, ein- oder mehrteiliges Form¬ stück herzustellen, das bevorzugt als Elektrode für Batterien oder Akkus oder als Korrosionsschutzelektrode verwendet werden kann.
Ein aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestelltes Formteil besitzt alle vorteilhaften Eigenschaften des verwen¬ deten Kunststoffs, wie hohe Schlagzähigkeit, gute Korrosions¬ beständigkeit, geringes Gewicht und längere Haltbarkeit. Hinzu kommen die bekannten Eigenschaften eines metallischen elek- trischen Leiters. Somit lassen sich aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung Leiter mit thermoplastischen Kunststoffeigen¬ schaften herstellen, die den bisher üblichen metallischen Lei¬ tern durch ihre einfache und kostengünstige Herstellungsweiεe weitaus überlegen sind und bevorzugt als Elektroden eingesetzt werden können.
Der Einsatz als Elektrode kann so gestaltet sein, daß das Po¬ lymer jeweils ein elektronegativeε Element oder ein elektropo- sitives Element enthält. Beide so hergestellten Elektroden werden über einen Elektrolyt verbunden und ergeben ein galva- nisches Element, das Strom erzeugt. Beispiele εind
Eisen/Nickel-, Nickel/Cadmium- oder Silber/Zink-Elemente. Ebenso sind Blei/Bleioxid- oder Eisen/Eisenoxid-Elemente be¬ kannt. Auch Gaselektroden, z.B. Ni/Pt/H 2 mit Ni/Pt/0 2 sind als galvanische Elemente bekannt.
Die Elektroden können in einem Vielfachwerkzeug mit Hilfe der Mehrkomponentenspritzgießtechnik in einem einzigen Spritzvor¬ gang hergestellt werden. Dabei wird zunächst ein Elektrodenge¬ rüst aus reinem Polymer gespritzt und dieses dann in einem weiteren Schritt mit einem metallhaltigen Polymer ummantelt. Dieser Vorgang kann auch in einem Verfahrensschritt erfolgen. Figur 1 beschreibt eine derartige Zweikanal- oder Mehrkanal- Spritzgießtechnik. Mit diesem Verfahren ist es möglich, nicht elektrisch leitende Materialien in einem Spritzgießvorgang mit elektrisch leitenden, kunεtεtoffgebundene Materialien zu um¬ spritzen oder umgekehrt. Dabei wird zunächst das elektriεch leitende Material A spritzgegossen und in einem anschließenden Schritt zusätzlich ein nicht elektrisch leitendes Material B spritzgegoεεen. Nach Ende des Spritzgusseε des Materials A erfolgt dann ein weiteres Spritzgießen mit Material B. So wird Material A mit Material B ummantelt. Auf diese Art und Weise kann beispielsweiεe in einem einzigen Verfahrenεεchritt eine Autobatterie beεtehend auε einem Polymergerüεt und dem erfin¬ dungsgemäßen Polymer hergestellt werden.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist, daß die Zusammensetzung und die daraus hergestellten Formteile elektrisch leitfähig und wärmeleitfähig εind und damit als Ersatzstoffe für metallische Leiter verwendet werden können.
Somit iεt ein weiterer Gegenεtand des Patentes ein Formteil, bestehend aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Formteils.
Ein Formteil aus der Zusammensetzung wird hergestellt durch Mischen und Granulieren der metallhaltigen Verbindung und deε Polymers und anschließendem Spritzgießen des spritzfähigen Granulats in einer Spritzgußmaschine bei Temperaturen von 180 bis 350°C. Als Plastifiziergeräte können ein- oder zweiwellige Schneckenextruder, ein Kneter (Hersteller Buss), "Farrel Con¬ tinuous Mixer" oder andere, Brabender-Mühlen, wie "Banbury- Mühlen" oder andere oder Henschel-Mixer, Kugelmühlen und Band- vermenger ("ribbon blender") verwendet werden.
überraεchenderweiεe wurde feεtgeεtellt, daß die so gespritzten Formteile dimensionsbeständig sind, so daß ein anεchließender Sinterprozeß entfallen kann. Derartige metallisch elektrisch leitende Teile können im Dauerbetrieb bei bis zu 180°C einge¬ setzt werden. Ferner entfällt bei der Herstellung und Verar- beitung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung der Einsatz von Lösungsmitteln.
In der Elektrotechnik bestehen für die erfindungsgemäß her¬ gestellten, kunstεtoffgebundenenen, metallhaltigen, elektriεch leitfähigen Formkörper vielfältige Einεatzmöglichkeiten. So können Korrosionselektroden aus elektronegativen Elementen wie Magnesium oder Aluminium als Korrosionεεchutz für Stahlkesεel im Heizungsbau eingesetzt werden. Ebenso können auf diese Wei¬ se Bimetallelektroden nach der Zweikanal- oder Mehrkomponen- tenspritzgießtechnik hergestellt werden.
Die in entsprechender Form hergestellten Formkörper können je nach Bedarf an Metallgehalt eingestellt werden. Die erfin¬ dungsgemäße Zusammensetzung kann durch Zusatz von Glasfaεer, Mineral- und/oder Kohlefaεer und Leitrußen zuεätzlich ver¬ stärkt werden.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung läßt sich mit Hilfe der üblichen Verfahren des Standes der Technik in jede beliebige gewünschte Form spritzformen und kann dadurch in den meisten Fällen alle in Form gepreßten Teile ersetzen.
Die folgenden Beispiele sollen die vorstehende Erfindung näher erläutern, jedoch nicht beschränken:
Beispiele
Beispiel 1
Eine Mischung von 6 Gewichtsprozent Polybutylenterephthalat mit einem Schmelzflußindex (250°C/2,16 kg) von 46,5 g pro 10 Minuten, 2 Gewichtsprozent Methylbutadienstyrolkautschuk und 4 Gewichtsprozent Polypropylen Copolymer mit einem Schmelzfluß- index (230/2,16) von 25 g pro 10 Minuten werden mit 88 Ge¬ wichtsprozent Eisenpulver mit einer mittleren Teilchengröße von 4 - 5 μm auf einem Zweiwellenextruder von Werner und Pfleiderer bei 280 U/min. und 20 kg/h Durchsatz gemischt und stranggranuliert.
Dieεes spritzfähige Granulat wird in der Spritzgußmaεchine zu einem Formteil εpritzgegossen, das als Elektrode in einem gal¬ vanischen Element eingesetzt werden kann.
Beispiel 2
12 Gewichtsprozent Polyterephthalsäurehexamethylendiamid mit einem Schmelzpunkt von 236°C werden mit 88 Gewichtεprozent ei- ner Messinglegierung, bestehend aus 70 Gew% Cu und 30 Gew% Zn mit einer mittleren Teilchengröße von <45 μm in einem ZSK 30
(Zweiwellenextruder von Werner und Pfleiderer) bei 300 U/min und 18 kg/h gemischt und stranggranuliert. Dieses spritzfähige Granulat wird in der Spritzgußmaschine zu einem Formteil spritzgegossen.
Beispiel 3
Eine Mischung von 10 Gewichtsprozent Polybutylenterephthalat mit einem Schmelzflußindex von (250°C/2,16 kg) 47,2 g pro 10 Minuten, 10 Gewichtsprozent Polycarbonat als Zusatzεtoff, Schmelzflußindex (300 o C/l,2 kg) 10 g pro 10 Minuten und 6 Ge- wichtεprozent Modifier Paraloid ® EXL 3600 werden mit 74 Ge¬ wichtsprozent einer Magnesium-Aluminium-Legierung, bestehend aus 50 Gew% Mg und 50 Gew% AI mit einer mittleren Korngröße von < 63 um in einem ZSK 30 (Zweiwellenextruder von Werner und Pfleiderer) bei 300 U/min und 20 kg/h Durchsatz gemischt und stranggranuliert. Dieses spritzfähige Granulat wird in der Spritzgußmaschine zu einem Formteil spritzgegoεεen, daε als Korrosionεschutzelektrode im Heizungsbau eingesetzt werden kann.
Beispiel 4
Im Beispiel 4 werden die Komponenten wie im Beispiel 3 einge¬ setzt, jedoch auf einem Kneter (Hersteller: Buss) gemischt, stranggranuliert und spritzgegoεεen.
Beispiel 5
Eine Mischung auε 90 Gewichtεprozent Kupferpulver und 8 Ge¬ wichtsprozent Paraphenylensulfid und 2 Gewichtsprozent Poly- butylenterephthalat wird auf eine Kneter (Hersteller: Buss) oder Zweiwellenextruder gemischt und εtranggranuliert. Dieses
spritzfähige Granulat wird in der Spritzgußmaschine bei einer Temperatur von 320 bis 340°C zu einem Formteil spritzgegosεen, daε als Elektrode in einem galvanischen Element eingesetzt werden kann.
Beispiel 6
8 Gewichtsprozent Polyphenylenether, 5 Gewichtsprozent Poly- styrol und 2 Gewichtsprozent Polybutylenterephthalat werden mit 65 Gewichtsprozent Zinnpulver mit einer mittleren Teil¬ chengröße von 8 bis 10 μm und 20 Gewichtsprozent Kohlenstoffa- ser mit einem Durchmeεser von 7 μm und einer Länge von 4, 6 mm auf einem Zweiwellenextruder von Werner und Pfleiderer bei 280 U/min und 20 kg/h Durchsatz gemischt und stranggranuliert. Dieses spritzfähige Granulat wird in der Spritzgußmaschine zu einem Formteil spritzgegossen.
Beispiel 7
Es werden die Komponenten wie in Beispiel 5 eingesetzt, jedoch auf einem Einwellenextruder (Hersteller: Bamag Typ 11.4) εtranggranuliert und spritzgegossen. Man erhält ein Formteil, das als Elektrode in einem galvanischen Element eingesetzt werden kann.
Beiεpiel 8
Eine Miεchung auε 90 Gewichtεprozent Bleipulver, 8 Gewichtε- prozent Paraphenylensulfid und 2 Gewichtsprozent Polybutylen¬ terephthalat wird auf einem Kneter (Hersteller: Buss) oder Zweiwellenextruder gemischt und stranggranuliert. Dieses spritzfähige Granulat wird in der Spritzgußmaschine bei einer Temperatur von 320 biε 340°C zu einem Formteil εpritzgegoεεen.
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