PL225798B1

PL225798B1 - Sposób wytwarzania taśmy samoprzylepnej o ograniczonej palności, zawierającej przewodzący prąd elektryczny klej samoprzylepny

Info

Publication number: PL225798B1
Application number: PL410499A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Czech; Robert Pełech
Original assignee: Zachodniopomorski Univ Tech W Szczecinie
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2017-05-31
Also published as: PL410499A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania taśmy samoprzylepnej o ograniczonej palności, zawierającej przewodzący prąd elektryczny klej samoprzylepny. Taśma może być jedno albo dwustronna. Przewodzące prąd elektryczny kleje samoprzylepne o ograniczonej palności mogą być z powodzeniem stosowane do wytwarzania taśm samoprzylepnych znajdujących zastosowanie w przemyśle samochodowym, lotniczym oraz elektronicznym, a czasami do pracy w ekstremalnych warunkach w temperaturach powyżej 250-300°C.

Z opisu wynalazku US 6,410,137 znane są poliakrylanowe kleje samoprzylepne zawierające antypireny na bazie halogenowych związków organicznych oraz płatki grafitowe. Z opisu wynalazku US 6447898 znana jest taśma samoprzylepna przewodząca prąd elektryczny, bazująca na samoprz ylepnych kopolimerach termoplastycznych oraz aktywowanych termicznie komponentach, zawierających żywice proadhezyjne oraz żywice epoksydowe sieciowane termicznie przy zastosowaniu związków sieciujących oraz przyspieszaczy. Tego typu kompozycje zawierają metalizowane cząstki w ilości od 0,1 do 40% wag. w odniesieniu do całkowitej masy kompozycji. Z opisu wynalazku WO 2009/006168 znane są kleje samoprzylepne o ograniczonej palności na bazie poliakrylanów zawierające wodorotlenek aluminium oraz ekspandujący grafit. Z opisu wynalazku US 2014/0127443 znane są kleje samoprzylepne zawierające ekspandujący grafit służące do wytwarzania materiałów samoprzylepnych mających zastosowanie w budownictwie.

Grafit ekspandujący jest produktem o pochodzeniu naturalnym, wytwarzany jest z rudy grafitowej w procesie wzbogacania i rafinacji by następnie poddać tak oczyszczony grafit działaniu silnych utleniaczy i przekształcić w suchy kwas grafitowy. Podczas tego procesu zachodzi interkalacja sieci krystalicznej grafitu atomami innego pierwiastka. Ponowne podgrzanie zmodyfikowanego grafitu prowadzi do uwolnienia interkalatu, zerwania wiązań międzypłaszczyznowych i eksfoliacji kryształów grafitu w następstwie czego tworzą się nanoagregacje grafenowe. Grafit w wyniku tej przemiany będącej następstwem podgrzania i eksfoliacji, ulega silnej ekspansji objętościowej i przechodzi w miękki, elastyczny i izolacyjny materiał zwany ekspandem grafitowym o puszystej konsystencji i powierzchni właściwej z rzędu 100 m /g. Materiał ten posiada wysoką odporność termiczną i chemiczną oraz dobrze przewodzi prąd elektryczny.

Sposób wytwarzania taśmy samoprzylepnej o ograniczonej palności, zawierającej przewodzący prąd elektryczny klej samoprzylepny i materiał węglowy, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że samoprzylepny klej silikonowy miesza się z sieciującym termicznie nadtlenkiem organicznym w ilości od 0,05% wagowych do 10% wagowych w odniesieniu do masy polimeru kleju silikonowego. Samoprzylepne kleje silikonowe nie posiadają grup funkcyjnych. Następnie tak otrzymany klej modyfikuje się dodatkiem od 5 do 50% wagowych sadzy lub nanorurek węglowych lub grafitu ekspandującego w odniesieniu do masy polimeru kleju silikonowego. Dodatek modyfikatorów zapewnia niepalność kleju i równocześnie nie zmniejsza przewodnictwa elektrycznego taśmy. Po usieciowaniu termicznym zmodyfikowany klej samoprzylepny transferuje się na przewodzący prąd nośnik metalowy.

Korzystnie sieciuje się klej naniesiony na podłoże dehezyjne w kanale suszącym przez 10 min w temperaturze od 120°C do 160°C.

Korzystnie jako nadtlenek organiczny stosuje się nadtlenek benzoilu lub nadtlenek 2,4-dichlorobenzoilu lub nadtlenek kumylu lub nadtlenek dibenzoilu.

Korzystnie jako przewodzący prąd nośnik stosuje się folię stalową, folię aluminiową, folię miedzianą lub folię mosiężną, które wykazują znakomite powinowactwo do samoprzylepnego kleju silikonowego.

Sieciuje się klej silikonowy o gramaturze od 30 g/m² do 150 g/m².

Otrzymane na drodze opisanego wynalazku taśmy samoprzylepne o ograniczonej palności przewodzące prąd elektryczny charakteryzują się dobrymi właściwościami samoprzylepnymi (kleistością oraz adhezją) jak również wysoką kohezją w temperaturze pokojowej oraz w wysokich temperaturach. Taśmy samoprzylepne, w postaci jednostronnych oraz dwustronnych taśm samoprzylepnych posiad ają niepalny nośnik w postaci folii metalowej. Znakomicie do tego celu nadają się folie: miedziana, aluminiowa, stalowa, oraz z mosiądzu.

Wynalazek ilustrują bliżej poniższe przykłady wykonania. Właściwości samoprzylepne oraz k ohezję otrzymanych samoprzylepnych taśm o ograniczonej palności przewodzących prąd elektryczny badano wg norm AFERA, lepność wg normy AFERA 4105, adhezję wg normy AFERA 4001 oraz k ohezję w temperaturze pokojowej oraz w 70°C wg normy AFERA 4012. Przewodnictwo elektryczne

PL 225 798 B1 mierzono wg normy DIN 53482. Palność modyfikowanego kleju samoprzylepnego mierzono wg testu pionowego spalania UL 94. Otrzymane wyniki przedstawiono w tabeli.

P r z y k ł a d 1

Do 100 g samoprzylepnego kleju silikonowego 280 A (60% wag. polimeru) amerykańskiej firmy Dow Corning dodano 0,03 g nadtlenku kumylu (0,05% wag.), a następnie modyfikowano poprzez dodatek 3 g nanorurek węglowych (5% wag.). Po homogenizacji tak otrzymaną mieszaninę klejową naniesiono o gramaturze 30 g/m na dehezyjną folię poliestrową otrzymaną z firmy Scheddin (Niemcy), a następnie sieciowano termicznie w kanale suszącym 10 min w temperaturze 160°C. Otrzymaną w ten sposób usieciowaną warstwę modyfikowanego silikonowego kleju samoprzylepnego przetransferowano na folię miedzianą, otrzymując jednostronną taśmę samoprzylepną o ograniczonej palności przewodzącą prąd elektryczny.

P r z y k ł a d 2

Do 100 g samoprzylepnego kleju silikonowego 282 (60% wag. polimeru) amerykańskiej firmy Dow Corning dodano 6 g nadtlenku dibenzoylu (10% wag.), a następnie modyfikowano poprzez dodatek 30 g ekspandującego grafitu (50% wag.). Po homogenizacji tak otrzymaną mieszaninę klejową ₂ naniesiono o gramaturze 150 g/m na dehezyjną folię poliestrową otrzymaną z firmy Scheddin (Niemcy), a następnie sieciowano termicznie w kanale suszącym 10 min w temperaturze 120°C. Otrzymaną w ten sposób usieciowaną warstwę modyfikowanego silikonowego kleju samoprzylepnego przetransferowano dwustronnie na folię aluminiową, otrzymując dwustronną taśmę samoprzylepną o ograniczonej palności przewodzącą prąd elektryczny.

P r z y k ł a d 3

Do 100 g samoprzylepnego kleju silikonowego Q2-7735 (60% wag. polimeru) amerykańskiej firmy Dow Corning dodano 3 g nadtlenku 2,4-dichlorobenzoilu (5% wag.), a następnie modyfikowano poprzez dodatek 15 g sadzy carbon black Printex XE2 niemieckiej firmy Degussa (25% wag.). Po ₂ homogenizacji tak otrzymaną mieszaninę klejową naniesiono o gramaturze 120 g/m na dehezyjną folię poliestrową otrzymaną z firmy Scheddin (Niemcy), a następnie sieciowano termicznie w kanale suszącym 10 min w temperaturze 140°C. Otrzymaną w ten sposób usieciowaną warstwę modyfikowanego silikonowego kleju samoprzylepnego przetransferowano dwustronnie na folię stalową, otrzymując dwustronną taśmę samoprzylepną o ograniczonej palności przewodzącą prąd elektryczny.

P r z y k ł a d 4

Do 100 g samoprzylepnego kleju silikonowego 7355 (60% wag. polimeru) amerykańskiej firmy Dow Corning dodano 1,8 g nadtlenku 2,4-dichlorobenzoilu (3% wag.), a następnie modyfikowano poprzez dodatek 6 g nanorurek węglowych (10% wag.). Po homogenizacji tak otrzymaną mieszaninę ₂ klejową naniesiono o gramaturze 90 g/m na dehezyjną folię poliestrową otrzymaną z firmy Scheddin (Niemcy), a następnie sieciowano termicznie w kanale suszącym 10 min w temperaturze 135°C. Otrzymaną w ten sposób usieciowaną warstwę modyfikowanego silikonowego kleju samoprzylepnego przetransferowano dwustronnie na folię mosiężną, otrzymując dwustronną taśmę samoprzylepną o ograniczonej palności przewodzącą prąd elektryczny.

P r z y k ł a d 5

Do 100 g samoprzylepnego kleju silikonowego Q2-7566 (60% wag. polimeru) amerykańskiej firmy Dow Corning dodano 0,3 g nadtlenku benzoilu (0,5% wag.), a następnie modyfikowano poprzez dodatek 12 g ekspandującego grafitu (20% wag.). Po homogenizacji tak otrzymaną mieszaninę klejo₂ wą naniesiono o gramaturze 90 g/m² na dehezyjną folię poliestrową otrzymaną z firmy Scheddin (Niemcy), a następnie sieciowano termicznie w kanale suszącym 10 min w temperaturze 125°C. Otrzymaną w ten sposób usieciowaną warstwę modyfikowanego silikonowego kleju samoprzylepnego przetransferowano jednostronnie na folię aluminiową, otrzymując jednostronną taśmę samoprzylepną o ograniczonej palności przewodzącą prąd elektryczny.

P r z y k ł a d 6

Do 100 g samoprzylepnego kleju silikonowego 280 A (60% wag. polimeru) amerykańskiej firmy Dow Corning dodano 0,6 g nadtlenku kumylu (1% wag.), a następnie modyfikowano poprzez dodatek g sadzy carbon black Vulcan XC 72R amerykańskiej firmy Cabot (15% wag.). Po homogenizacji tak ₂ otrzymaną mieszaninę klejową naniesiono o gramaturze 120 g/m² na dehezyjną folię poliestrową otrzymaną z firmy Scheddin (Niemcy), a następnie sieciowano termicznie w kanale suszącym 10 min w temperaturze 145°C. Otrzymaną w ten sposób usieciowaną warstwę modyfikowanego silikonowego kleju samoprzylepnego przetransferowano jednostronnie na folię stalową, otrzymując jednostronną taśmę samoprzylepną o ograniczonej palności przewodzącą prąd elektryczny.

PL 225 798 B1

T a b e l a

Klej samoprzylepny wg przykładu	Lepność [N]	Adhezja [N]	Kohezja [N	Przewodnictwo elektryczne [S/cm]	Test pionowego spalania UL 94
20°C	20°C	70°C	20°C	klasa
1	7,3	13,1	90	25	0,3	V-1
2	20,6	28,5	90	40	1,8	V-0
3	16,7	21,5	90	40	4,7	V-1
4	12,2	18,6	90	40	1,3	V-0
5	14,6	19,1	90	35	1,1	V-0
6	12,9	15,0	90	40	2,0	V-1

Materiały spełniające V-0 wg UL 94: nie palą się płomieniem dłużej niż 10 s Materiały spełniające V-1 wg UL 94: nie palą się płomieniem dłużej niż 30 s

Claims

1. Sposób wytwarzania taśmy samoprzylepnej o ograniczonej palności, zawierającej przewodzący prąd elektryczny klej samoprzylepny i materiał węglowy, znamienny tym, że samoprzylepny klej silikonowy miesza się z sieciującym termicznie nadtlenkiem organicznym w ilości od 0,05% wagowych do 10% wagowych w odniesieniu do masy polimeru kleju silikonowego, a następnie tak otrzymany się klej modyfikuje się dodatkiem od 5 do 50% wagowych sadzy lub nanorurek węglowych lub grafitu ekspandującego w odniesieniu do masy polimeru kleju silikonowego i sieciuje się termicznie i transferuje na przewodzący prąd nośnik metalowy.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sieciuje się klej naniesiony na podłoże dehezyjne w kanale suszącym przez 10 min w temperaturze od 120°C do 160°.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako nadtlenek organiczny stosuje się nadtlenek benzoilu lub nadtlenek 2,4-dichlorobenzoilu lub nadtlenek kumylu lub nadtlenek dibenzoilu.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako przewodzący prąd nośnik stosuje się folię stalową, folię aluminiową, folię miedzianą lub folię mosiężną.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sieciuje sie klej silikonowy o gramaturze od