JPH0449870B2 - - Google Patents

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JPH0449870B2
JPH0449870B2 JP6427084A JP6427084A JPH0449870B2 JP H0449870 B2 JPH0449870 B2 JP H0449870B2 JP 6427084 A JP6427084 A JP 6427084A JP 6427084 A JP6427084 A JP 6427084A JP H0449870 B2 JPH0449870 B2 JP H0449870B2
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JP
Japan
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weight
parts
resin
conductivity
metal powder
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JP6427084A
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Japanese (ja)
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JPS60206867A (en
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Hisashi Yamada
Osamu Ito
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Lion Corp
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔技術分野〕 本発明は金属粉末を含有する熱可塑性樹脂組成
物に関するものである。 〔従来技術〕 貴金属の粉末を含有する樹脂組成物は、導電性
樹脂成形品の他、導電塗料や導電性接着剤として
供されている。金、銀などの貴金属は酸化に対し
て安定で、樹脂組成物として優れた導電性を与え
るばかりでなく、長期的に安定した導電性を保持
する点で好ましいが、これらの貴金属粉末は高価
であり、電磁波遮蔽用成形品や塗料などの用途に
用いる場合、コストが高くなり、実用化が難かし
い。その為、貴金属以外のニツケル、銅、鉄、ア
ルミニウムなどの安価な金属粉末(以下、金属粉
末と記す)を使用する試みがなされている。たと
えば、貴金属の中でもつとも安価である銀に比べ
て約100分の1程度の価格で市場に大量に供給さ
れている銅を使用して導電性樹脂組成物が開発さ
れれば実用上の価値は大である。しかしながら、
銅粉は樹脂組成物中にあつても酸化され易く、非
導電性の酸化被膜が表面に形成され、導電性が時
間を経るに従つて低下する傾向にあり、実用上満
足すべき製品を得るに至つていない。 一般に、市販の金属粉末は、その表面が非導電
性の酸化物被膜で覆われており、そのまま樹脂に
混合し、組成物としても良好な導電性は得られな
い。このような金属粉末の表面の酸化被膜を除去
する方法として、塩酸などの酸水溶液で洗浄する
方法があるが、この方法で得た金属粉末を樹脂に
混合しても、その組成物は、製造直後には導電性
を示すものの、室温で数日間放置した状態では導
電性が著しく失なわれる。 〔目的〕 本発明者らは、金属粉末の表面を改質し導電性
を改良するために金属イオン封鎖剤の使用を試み
たところ、特定の金属イオン封鎖剤が特異な効果
を示すことを見出し、本発明を完成した。 〔構成〕 即ち、本発明によれば、金属粉末及び該金属粉
末100重量部に対し、一般式、 (式中、Rはアルキル基、フエニル基又はアル
キルフエニル基を表わす) で表わされるジホスホン酸0.5〜8重量部を含有
することを特徴とする導電性熱可塑性樹脂組成物
が提供される。 次に、本発明で用いる熱可塑性樹脂、金属粉末
及びジホスホン酸等の成分について詳述する。 () 熱可塑性樹脂 本発明においては、熱可塑性樹脂一般が用いら
れ、目的に応じて適宜選定され、その種類は特に
限定されない。このようなものとしては例えば、
低、中、及び高密度ポリエチレン、線状低密度ポ
リエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピ
レン共重合体、エチレン−酢ビ共重合体、エチレ
ン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニト
リル−ブタジエン−スチレン三元共重合体、ポリ
スチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合
体、ニトリルゴム、ブタジエンゴム、スチレン−
ブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン
ゴム、シリコンゴム、熱可塑性ポリウレタン樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアセ
タール樹脂、ポリフエニレンサルフアイト樹脂、
変性ポリフエニレンオキサイド樹脂、ポリエーテ
ルケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリ
エーテルイミド樹脂等があげられる。 () 金属粉末 本発明で用いる金属粉末は実質的に酸化されな
い貴金属、例えば、金、銀を除くニツケル、銅、
鉄、アルミニウム等の金属、又はそれらを主成分
とする合金の粉末が適当である。すなわち、空気
中に長期間保存すると酸化被膜を形成する金属及
び合金の粉末である。その形状も必ずしも微粒子
状でなくても良く、繊維状や薄片状の粉末状のも
のも使用できる。例えば金属粉末の粒度は、通常
タイラーメツシユで150メツシユ以下、好ましく
は200メツシユ以下であり、繊維状のものでは径
が100ミクロン以下で長さ約5mm以下のものが適
当である。 金属粉末の含有量は、組成物が導電性を示すに
必要な量であり、樹脂と金属粉末の合計量に対し
て35〜94重量%、好ましくは50〜93%、特に60〜
92重量%の範囲が適当である。一般に比重の大き
い金属は含有量を多くすることが望ましい。一方
金属の量が多過ぎると成形性が極度に低下する。 () ジホスホン酸 本発明で用いるジホスホン酸は、前記一般式で
示されるものである。前記中においてRはアルキ
ル基、フエニル基又はアルキルフエニル基である
が、この場合、アルキル基としては、炭素数1〜
18のものが一般的であり、また、アルキルフエニ
ル基におけるアルキルとしては、炭素数1〜8の
ものが一般的である。ジホスホン酸の例として
は、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン
酸(以下HEDPと記す)、1−ヒトロキシプロパ
ン−1,1−ジホスホン酸(以下HPDPと略す)
等があげられる。ジホスホン酸の使用量は金属粉
末100重量部に対して0.5〜8重量部で適当であ
る。0.5重量部より少ない使用量では導電性の改
良ができず、8重量部より多い使用量ではジホス
ホン酸がブリードアウトするので好ましくない。
組成物に対するジホスホン酸の添加方法としてし
は、金属粉末とジホスホン酸をあらかじめ混合し
た後、熱可塑性樹脂と混合する方法や、熱可塑性
樹脂とジホスホン酸をあらかじめ混合した後、金
属粉末と混合する方法、及び金属粉末と熱可塑性
樹脂とジホスホン酸を同時に混合する方法が採用
される。 本発明による組成物は、それぞれの目的・用途
に応じて通常知られる状態及び形状で適用され
る。例えば、本発明の組成物は、シート状又はフ
イルム状の導電性成形品を得るために、カレンダ
ーロール、インフレーシヨン成形機、熱プレス等
の成形手段を用いて、シート又はフイルム状に成
形することができる。 本発明の組成物は前記の必須成分の他に所望に
より、目的製品に応じた慣用成分を含むことがで
きる。また、本発明の組成物を成形する場合に、
慣用の成形助剤を使用することができる。 〔効果〕 本発明の組成物は、金属粉末に対し、ジホスホ
ン酸を組合せて使用したことにより、高価な貴金
属を使用することなく、すぐれた導電性を示し、
しかも長時間導電性が保持される。さらに添加剤
として使用したジホスホン酸がブリードアウトし
ないという利点も有する。 〔実施例〕 次に本発明を実施例により説明する。なお、実
施例中の導電性は、日本ゴム協会規格の
SRIS2301の測定法による体積固有抵抗値で評価
した。ブリードアウト性は、成形品をつくり、成
形直後及び温度20℃、相対湿温度60%の恒温恒湿
室に6ケ月放置後において、肉眼判定及び光沢
(JIS Z 8741)により総合評価した。肉眼判定
でブリードアウトがなく、光沢がブランクの75%
以上のものを○、ブリードアウトがあるか、又は
光沢が75%未満のものを△、ブリードアウトが認
められ、光沢が75%未満のものを×とした。 組成物の成形性は、容量100mlの混練機(東洋
精機製作所製のラボプラストミル)を使用して、
ジヤケツト温度180℃、ローター回転40rpmで実
施例中の組成物を混練する際のロータートルク値
にて評価した。ロータートルク値が250Kg−cm以
下であれば、実施例に示した組成物は、温度180
℃、圧力150Kg/cm2で厚さ2mmの15cm角のプレー
トに容易にプレス成形することができる。 実施例 1 種類の異なる金属イオン封鎖剤5重量部をポリ
プロピレン15重量部及び金属銅粉末85重量部と共
にラボプラストミルにて温度180℃で混練し、次
いで厚さ2mmの15cm角のプレートにプレス成形し
た。得られた成形板の導電性及びブリードアウト
性を調べたところ表−1の結果が得られた。
[Technical Field] The present invention relates to a thermoplastic resin composition containing metal powder. [Prior Art] Resin compositions containing noble metal powders are used not only as conductive resin molded products but also as conductive paints and conductive adhesives. Precious metals such as gold and silver are stable against oxidation and are preferable because they not only provide excellent conductivity as a resin composition but also maintain stable conductivity over a long period of time, but these precious metal powders are expensive and However, when used in applications such as electromagnetic wave shielding molded products and paints, the cost is high and it is difficult to put it into practical use. Therefore, attempts have been made to use inexpensive metal powders (hereinafter referred to as metal powders) such as nickel, copper, iron, and aluminum other than precious metals. For example, if a conductive resin composition is developed using copper, which is supplied in large quantities on the market at about one-hundredth of the price of silver, which is one of the cheapest precious metals, it will have practical value. is large. however,
Even when copper powder is in a resin composition, it is easily oxidized, a non-conductive oxide film is formed on the surface, and the conductivity tends to decrease over time, resulting in a product that is practically satisfactory. has not yet been reached. Generally, the surface of commercially available metal powder is covered with a non-conductive oxide film, and if it is mixed into a resin as it is, good conductivity cannot be obtained as a composition. One way to remove the oxide film on the surface of such metal powder is to wash it with an acid aqueous solution such as hydrochloric acid, but even if the metal powder obtained by this method is mixed with resin, the composition will not be as good as the manufacturing process. Although it exhibits conductivity immediately, it loses its conductivity significantly if left at room temperature for several days. [Purpose] The present inventors attempted to use a metal ion sequestering agent to modify the surface of metal powder and improve its conductivity, and discovered that a specific metal ion sequestering agent showed a unique effect. , completed the invention. [Structure] That is, according to the present invention, the general formula, (In the formula, R represents an alkyl group, a phenyl group, or an alkylphenyl group.) There is provided a conductive thermoplastic resin composition characterized by containing 0.5 to 8 parts by weight of diphosphonic acid represented by the following formula. Next, the components used in the present invention, such as the thermoplastic resin, metal powder, and diphosphonic acid, will be explained in detail. () Thermoplastic resin In the present invention, thermoplastic resins in general are used, and are appropriately selected depending on the purpose, and the type thereof is not particularly limited. For example, such things include:
Low, medium, and high density polyethylene, linear low density polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-acrylic acid ester copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymer Coalescence, polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer, nitrile rubber, butadiene rubber, styrene-
Butadiene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, silicone rubber, thermoplastic polyurethane resin, polyamide resin, polyester resin, polycarbonate resin, polyvinyl chloride resin, polyacetal resin, polyphenylene sulfite resin,
Examples include modified polyphenylene oxide resin, polyetherketone resin, polyethersulfone resin, and polyetherimide resin. () Metal powder The metal powder used in the present invention is a noble metal that is not substantially oxidized, such as gold, nickel excluding silver, copper,
Powders of metals such as iron and aluminum, or alloys containing these as main components are suitable. That is, they are metal and alloy powders that form an oxide film when stored in air for a long period of time. The shape thereof does not necessarily have to be in the form of fine particles, and fibrous or flaky powders can also be used. For example, the particle size of the metal powder is usually 150 meshes or less, preferably 200 meshes or less, and fibrous powders preferably have a diameter of 100 microns or less and a length of about 5 mm or less. The content of metal powder is the amount necessary for the composition to exhibit conductivity, and is 35 to 94% by weight, preferably 50 to 93%, particularly 60 to 94% by weight, based on the total amount of resin and metal powder.
A range of 92% by weight is suitable. Generally, it is desirable to increase the content of metals with high specific gravity. On the other hand, if the amount of metal is too large, formability will be extremely reduced. () Diphosphonic acid The diphosphonic acid used in the present invention is represented by the above general formula. In the above, R is an alkyl group, a phenyl group, or an alkylphenyl group, and in this case, the alkyl group has 1 to 1 carbon atoms.
18 is common, and the alkyl in the alkylphenyl group typically has 1 to 8 carbon atoms. Examples of diphosphonic acids include 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid (hereinafter referred to as HEDP) and 1-hydroxypropane-1,1-diphosphonic acid (hereinafter referred to as HPDP).
etc. can be mentioned. The appropriate amount of diphosphonic acid to be used is 0.5 to 8 parts by weight per 100 parts by weight of the metal powder. If the amount is less than 0.5 parts by weight, the conductivity cannot be improved, and if the amount is more than 8 parts by weight, the diphosphonic acid will bleed out, which is not preferable.
Methods for adding diphosphonic acid to the composition include a method in which metal powder and diphosphonic acid are mixed in advance and then mixed with a thermoplastic resin, and a method in which a thermoplastic resin and diphosphonic acid are mixed in advance and then mixed with metal powder. , and a method of simultaneously mixing metal powder, thermoplastic resin, and diphosphonic acid is adopted. The composition according to the present invention is applied in a commonly known state and form depending on the respective purpose and use. For example, the composition of the present invention can be molded into a sheet or film using a molding means such as a calendar roll, an inflation molding machine, or a heat press in order to obtain a conductive molded product in the form of a sheet or film. be able to. In addition to the above-mentioned essential ingredients, the composition of the present invention can optionally contain conventional ingredients depending on the intended product. Furthermore, when molding the composition of the present invention,
Customary forming aids can be used. [Effects] The composition of the present invention uses diphosphonic acid in combination with metal powder, thereby exhibiting excellent conductivity without using expensive noble metals.
Moreover, conductivity is maintained for a long time. Another advantage is that the diphosphonic acid used as an additive does not bleed out. [Example] Next, the present invention will be explained with reference to an example. In addition, the conductivity in the examples is based on the Japan Rubber Association standard.
Evaluation was made using the volume resistivity value measured using SRIS2301. Bleed-out properties were comprehensively evaluated by visual judgment and gloss (JIS Z 8741) immediately after molding and after being left in a constant temperature and humidity room at a temperature of 20°C and a relative humidity of 60% for 6 months. There is no bleed-out as judged by the naked eye, and the gloss is 75% of blank.
The above items were rated as ○, those with bleed-out or gloss of less than 75% were rated as △, and those with bleed-out and gloss of less than 75% were rated as ×. The moldability of the composition was determined using a kneader with a capacity of 100 ml (Laboplast Mill manufactured by Toyo Seiki Seisakusho).
Evaluation was made using the rotor torque value when kneading the compositions in Examples at a jacket temperature of 180°C and a rotor rotation of 40 rpm. If the rotor torque value is 250 Kg-cm or less, the composition shown in the example
It can be easily press-molded into a 15 cm square plate with a thickness of 2 mm at a temperature of 150 kg/cm 2 at a temperature of 150 kg/cm 2 . Example 1 5 parts by weight of different types of sequestrants were kneaded with 15 parts by weight of polypropylene and 85 parts by weight of metallic copper powder at a temperature of 180°C in a laboplast mill, and then press-molded into a 15 cm square plate with a thickness of 2 mm. did. When the conductivity and bleed-out properties of the obtained molded plate were examined, the results shown in Table 1 were obtained.

【表】 次に、前記の金属駒粉末を5%塩酸の水−エタ
ノール(1:1)溶液で洗浄し、さらにアセトン
で洗つて乾燥したもの85重量部を前記のポリプロ
ピレン15重量部に前記と同条件にて練込み、同様
にプレートにプレス成形し、成形板の導電性を調
べたところ、成形直後の体積固有抵抗値は、7.3
×10-2Ω−cmと良好であつた。室温で7日間放置
後は2.3×103Ω−cmと著しく導電性が失なわれ
た。 実施例 2 ポリプロピレン15重量部及び実施例1の金属銅
粉末85重量部にHEDPの配合量を変えて添加し、
ラボプラストミルにて温度180℃で混練し、次い
で厚さ2mmの15cm角のプレートにプレス成形し
た。 得られた成形板の導電性及びHEDPのブリード
アウト性を測定したところ、表−2の結果が得ら
れた。
[Table] Next, 85 parts by weight of the above metal piece powder was washed with a 5% hydrochloric acid water-ethanol (1:1) solution, further washed with acetone and dried, and added to 15 parts by weight of the above polypropylene. When kneaded under the same conditions and press-molded into a plate in the same manner, the conductivity of the formed plate was examined, and the volume resistivity value immediately after forming was 7.3.
The resistance was good at ×10 −2 Ω−cm. After being left at room temperature for 7 days, the conductivity was significantly reduced to 2.3×10 3 Ω-cm. Example 2 HEDP was added in different amounts to 15 parts by weight of polypropylene and 85 parts by weight of the metallic copper powder of Example 1,
The mixture was kneaded at a temperature of 180° C. in a laboplast mill, and then press-molded into a 15 cm square plate with a thickness of 2 mm. When the conductivity and HEDP bleed-out property of the obtained molded plate were measured, the results shown in Table 2 were obtained.

【表】 実施例 3 種類の異なる熱可塑性樹脂15重量部に実施例1
の金属銅粉末85重量部、HEDP5重量部を配合し、
ラボプラストミルを使用して混練し、次いで厚さ
2mmの15cm角のプレートにプレス成形した。得ら
れた成形板の導電性とプリードアウト性の結果を
表−3に示す。
[Table] Example 3 Example 1 to 15 parts by weight of different thermoplastic resins
85 parts by weight of metallic copper powder, 5 parts by weight of HEDP,
The mixture was kneaded using a laboplast mill, and then press-molded into a 15 cm square plate with a thickness of 2 mm. Table 3 shows the results of the conductivity and lead-out properties of the obtained molded plate.

【表】 実施例 4 ポリプロピレンに対し、実施例1の金属銅粉末
の配合量を変えて添加し、この合計量の100重量
部に対して5重量部のHEDPを添加し、ラボプラ
ストミルを使用して温度180℃で混練し、次いで
厚さ2mmの15cm角のプレートにプレス成形した。
得られた成形品の導電性及びブリードアウト性の
結果をラボプラストミル混練時の混練特性ととも
に表−4に示す。なお、試料No.31の組成物は混練
時のトルク値が著しく高くなり、プレス成形時に
15cm角のプレートに成形できなかつた。
[Table] Example 4 The metallic copper powder of Example 1 was added to polypropylene in different amounts, and 5 parts by weight of HEDP was added to 100 parts by weight of the total amount, using Labo Plastomill. The mixture was kneaded at a temperature of 180°C, and then press-molded into a 15cm square plate with a thickness of 2mm.
The results of the conductivity and bleed-out property of the obtained molded product are shown in Table 4 together with the kneading characteristics during kneading with the Laboplast Mill. In addition, the composition of sample No. 31 had a significantly high torque value during kneading, and
It was not possible to form it into a 15cm square plate.

【表】 実施例 5 ポリプロピレンに種類の異なる金属粉末あるい
は金属繊維を所定量配合し、この配合金属100重
量部に対してHEDP3〜5重量部添加し、ラボプ
ラストミルを使用して混練し、次いで2mmの15cm
角のプレートにプレス成形した。得られた成形板
の導電性とブリードアウト性を調べた結果を表−
5に示す。
[Table] Example 5 A predetermined amount of different types of metal powders or metal fibers are blended into polypropylene, 3 to 5 parts by weight of HEDP is added to 100 parts by weight of the blended metals, and the mixture is kneaded using a laboplast mill. 2mm 15cm
Press-molded into a corner plate. The results of examining the conductivity and bleed-out properties of the obtained molded plate are shown below.
5.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 金属粉末及び該金属粉末100重量部に対し、 一般式 (式中、Rはアルキル基、フエニル基又はアル
キルフエニル基を表わす)で表わされるジホスホ
ン酸0.5〜8重量部を含有することを特徴とする
導電性熱可塑性樹脂組成物。
[Claims] 1. Metal powder and 100 parts by weight of the metal powder, general formula 1. An electrically conductive thermoplastic resin composition containing 0.5 to 8 parts by weight of diphosphonic acid represented by the formula (wherein R represents an alkyl group, a phenyl group, or an alkylphenyl group).
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