DE69413588T2 - Leitfähige Silikongummi-Zusammensetzungen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine leitende Silikonkautschuk-Zusammensetzung, die leitenden Ruß enthält, und mehr bevorzugt leitende Silikonkautschuk-Zusammensetzungen, die gute Lagerstabilität aufweisen und durch Atmosphärendruck-Heißluftvulkanisation (HAV) zu einem zufriedenstellenden Gummiprodukt härten.
• Die meisten Gummi-Materialien sind elektrische Isolatoren. Eine Anzahl leitender Gummis ist in Form von Gemischen von Gummi-Material und leitenden Mitteln erhältlich. Beispielsweise sind Gummis, denen Ruß zugemischt ist, um einen elektrischen Widerstand von 10&sup5; bis 10 Ω cm zu ergeben, leitende Kautschuke, die für verschiedene Anwendungen verwendet werden.
• Silikongummi findet auch wegen seiner Hochtemperaturbeständigkeit, Niedertemperaturbeständigkeit und Witterungsbeständigkeit weitverbreitete Verwendung als elektrisch isolierender Gummi. Durch Zusatz leitender Mittel kann er auch, wie die anderen Gummi-Materialien, als leitender Silikongummi eingesetzt werden.
• Die leitenden Mittel, die dem Silikonkautschuk zugegeben werden, um ihm elektrische Leitfähigkeit zu verleihen, sind typischerweise Ruß, Graphit, verschiedene Metallpulver, wie z. B. Silber, Nickel und Kupfer, verschiedene nicht-leitende Teilchen und kurze Fasern, die mit Silber oder ähnlichen Metallen oberflächenbehandelt wurden, Kohlefasern und Metallfasern. Durch Mischen dieser leitenden Mittel kann der spezifische Widerstand von Silikongummi je nach Art und Menge des leitenden Mittels in der Größenordnung von 10¹&sup0; bis 10&supmin;³ Ω · cm verringert werden, ohne daß die dem Silikongummi innewohnenden Eigenschaften beeinträchtigt werden. Unter anderem werden oft Ruß und Metallpulver, wie z. B. Silber und Nickel, verwendet, wenn gewünscht wird, hochleitenden Silikongummi mit einem spezifischen Widerstand von weniger als 10&sup5; Ω · cm herzustellen. Aufgrund der Kosten wird meist Ruß verwendet.
• Auf leitende Silikonkautschuk-Zusammensetzungen, in die Acetylenruß und andere Arten von Ruß als leitendes Mittel eingemischt wird, sind jedoch nur eingeschränkte Vulkanisiersysteme anwendbar, wenn sie zu eine Länge eines Produkts (z. B. durch Extrusionsformen) kontinuierlich geformt und vulkanisiert werden, wie z. B. zu Verschlüssen, Dichtungen und Walzen. Im speziellen ist es mit der typischer Vulkanisation mit organischem Peroxid nicht möglich, zufriedenstellende Formteile zu erhalten. Wenn Peroxide der Acylreihe, die üblicherweise bei Atmosphärendruck-Heißluftvulkanisation (HAV) herkömmlicher Silikonkautschuk-Zusammensetzungen zum Einsatz kommen, wie z. B. Benzoylperoxid und 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, in Ruß enthaltenden Systemen eingesetzt werden, bewirkt der Ruß eine Einschränkung der Vulkanisierung. Wenn in Ruß enthaltenden Systemen Peroxide der Alkyl reihe, wie z. B. Dicumylperoxid und Di-tert-butylperoxid, verwendet werden, ist Formpressen zwar zulässig, Atmosphärendruck-Heißluftvulkanisation bei Extrusion liefert aber keine zufriedenstellenden Produkte, weil die Oberfläche aufgrund des Einflusses von Sauerstoff in der Luft unzureichend vulkanisiert wird.
• Zur Atmosphärendruck-Heißluftvulkanisation durch Extrusion von rußhältigen Silikonkautschuk-Zusammensetzungen wurde herkömmlicherweise ein Ansatz mit Additionsvulkanisation angewandt, um die obengenannten Schwierigkeiten zu überwinden. Dieser Ansatz besteht darin, einem Gemisch aus einem Organopolysiloxan mit einer Alkenylgruppe und einem Organohydrogenpolysiloxan mit einem an Silizium gebundenen Wasserstoffatom, das zur Additionsreaktion mit der Alkenylgruppe fähig ist, einen Additionskatalysator zuzugeben, wodurch die Additionshärtung induziert wird.
• Bei diesem Ansatz der Härtung durch Addition besteht jedoch das Problem einer eingeschränkten Lagerbeständigkeit und der Vergiftung durch Katalysatorgifte, wie z. B. Amine, Schwefel und Zinn. Das stellt beim Formen ein ernsthaftes Problem dar. Typischerweise wird leitender Silikonkautschuk verwendet, um eine Vielzahl von Gegenständen zu formen, beispielsweise Dichtungen für Abschirmungen gegen elektromagnetische Strahlung, Gebäudedichtungen, leitende Büromaschinenwalzen (einschließlich von Zufuhrwalzen, Transferwalzen, Entwicklungswalzen, Papierzufuhrwalzen und Fixierwalzen), und leitende kalandrierte Formteile (wie z. B. geformte Zebra- Connectoren). Wenn leitender Silikonkautschuk unter Anwendung herkömmlicher Atmosphärendruck-Heißluftvulkanisation (HAV) geformt wird, entstehen Probleme in Hinblick auf die Formbarkeit und die Gummiqualität. Es war daher erwünscht, die obengenannten Probleme zu überwinden.
• Die EP-A-493.112 offenbart leitende Silikonkautschuk-Zusammensetzungen, umfassend:
• (A) ein Organopolysiloxan der allgemeinen Formel (1):
• R¹aSiO(4-a)/2 ... (1)
• worin die Gruppen R¹, die gleich oder unterschiedlich sein können, aus substituierten oder unsubstituierten einwertigen Kohlenwasserstoff-Gruppen ausgewählt sind und der Buchstabe a ein positive Zahl von 1,90 bis 2,05 ist,
• (B) leitenden Ruß, und
• (C) ein organisches Peroxid der allgemeinen Formel (2):
• worin X eine Gruppe der Formel (4) oder (5) ist:
• worin m eine ganze Zahl von 2 bis 8 ist, und
• R² und R³ unabhängig voneinander eine einwertige Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Gruppe SiR&sup4;&sub3; sind, worin R&sup4; eine Methyl-, Ethyl- oder Phenylgruppe ist, und
• (D) eine Azoverbindung als Schaumbildner.
• Diese leitende Silikonkautschuk-Zusammensetzung kann durch Extrudieren oder Kalandrieren geformt und durch Atmosphärendruck-Heißluftvulkanisation zufriedenstellend vulkanisiert werden, das heißt wirksam zu Silikongummi mit guten physikalischen Eigenschaften und guter Leitfähigkeit geformt und vulkanisiert werden.
• Bei der Fortsetzung der Forschungsarbeiten haben die Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes festgestellt, daß die früher vorgeschlagene leitende Silikonkautschuk-Zusammensetzung unmittelbar nach der Herstellung zufriedenstellende physikalische Eigenschaften und Verarbeitbarkeit aufwies, aber im Lauf der Zeit eine Zunahme der Plastizität erfuhr und das Phänomen der Anvulkanisation auftrat. Es besteht die Notwendigkeit, die Lagerbeständigkeit einer solchen Zusammensetzung zu erhöhen.
• Ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, neue und nützliche, leitende Silikonkautschuk-Zusammensetzungen und Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen. Ein besonders bevorzugtes Ziel besteht darin, Mittel bereitzustellen, um einer solchen Zusammensetzung Lagerbeständigkeit zu verleihen.
• Der relevante bevorzugte Typ von Zusammensetzung kann durch Extrusionsformen oder Kalandrieren und HAV-Techniken wirksam zu Leitendem Silikongummi mit zufriedenstellenden physikalischen Eigenschaften geformt und vulkanisiert werden.
• Die Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes haben festgestellt, daß vulkanisierbare, organisches Peroxid enthaltende, leitende Silikonkautschuk-Zusammensetzungen, wie z. B. aus der EP-A-493.112, durch Mischen mit einem Triazol oder Triazin verbessert werden konnten. Die resultierenden Zusammensetzungen blieben über einen langen Lagerungszeitraum stabil und behielten gleichzeitig ihre bestehenden Vorteile bei. Sie haben auch festgestellt, daß eine andere Variante des organischen Peroxids der Formel (2) nützlich ist, um eine vulkanisierbare Zusammensetzung zu ergeben.
• Gemäß vorliegender Erfindung, wie in Anspruch 1 dargelegt, wird eine leitende Silikonkautschuk-Zusammensetzung bereitgestellt, umfassend:
• (A) 100 Gewichtsteile Organopolysiloxan der allgemeinen Formel (1):
• R¹aSiO(4-a)/2 ... (1)
• worin die Gruppen R¹, die gleich oder unterschiedlich sein können, aus substituierten und unsubstituierten einwertigen Kohlenwasserstoff-Gruppen ausgewählt sind und a eine positive Zahl im Bereich von 1,90 bis 2,05 ist;
• (B) 5 bis 100 Gewichtsteile leitenden Ruß;
• (C) 0,1 bis 5 Gewichtsteile zumindest eines organischen Peroxids, ausgewählt aus jenen der allgemeinen Formeln (2) und (3):
• worin X eine Gruppe der Formel (4) oder (5) ist:
• worin m eine ganze Zahl von 2 bis 8 ist,
• R² und R³ unabhängig voneinander aus einwertigen Kohlenwasserstoff-Gruppen mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und SiR&sup4;&sub3;-Gruppen ausgewählt sind, worin R&sup4; Methyl, Ethyl oder Phenyl ist, und
• n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist; und
• (D) 0,01 bis 5 Gewichtsteile zumindest einer Triazol- oder Triazin-Verbindung pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge an Komponenten (A), (B) und (C).
• Leitende Silikonkautschuk-Zusammensetzungen, die ein Organopolysiloxan der Formel (1), Ruß, organisches Peroxid der Formel (2) oder (3) und Triazin- oder Triazolverbindung mit einer Gruppe -N=N- umfassen, konnten, wie festgestellt wurde, Extrusion oder Kalandrieren unterzogen und durch Atmosphärendruck-Heißluftvulkanisation oder Ultrahochfrequenz-(UHF-)Vulkanisation - unabhängig von der Aufnahme von leitendem Ruß - wirksam vulkanisiert werden, weil das organische Peroxid durch Ruß nicht negativ beeinflußt wurde. Bei den Zusammensetzungen, die nicht auf Additonsvulkanisation beruhen, bestehen keinerlei Bedenken hinsichtlich Katalysatorgiften, und ihre Handhabung ist daher einfach. Es ist festzustellen, daß sie wirksam formbar sind, im Lauf der Zeit nach der Herstellung wenig Änderungen der Plastizität erleiden, das Phänomen der Anvulkanisation nur kaum oder gar nicht auftritt, und über einen langen Zeitraum stabile Verarbeitbarkeit beibehalten. Die Zusammensetzungen sind zu Silikongummi härtbar, der gute Leitfähigkeit und physikalische Eigenschaften aufweist und an der Oberfläche nicht klebrig ist.
• Komponente (A) der leitenden Silikonkautschuk-Zusammensetzung ist ein Organopolysiloxan der allgemeinen Formel (1):
• R¹aSiO(4-a)/2 ... (1)
• worin R¹, das im ganzen Molekül gleich sein oder variieren kann, aus substituierten oder unsubstituierten einwertigen Kohlenwasserstoff-Gruppen ausgewählt ist, die vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisen, und der Buchstabe a eine positive Zahl von 1,90 bis 2,05 ist. Beispiele für die einwertige Kohlenwasserstoff-Gruppe sind Alkylgruppen, wie z. B. Methyl-, Ethyl-, Propyl- und Butylgruppen; Alkenylgruppen, wie z. B. Vinyl-, Allyl- und Butenylgruppen; Arylgruppen, wie z. B. Phenyl- und Tolylgruppen;
• und substituierte Vertreter dieser Gruppen, worin einige oder alle der Wasserstoffatome, die an Kohlenstoffatome gebunden sind, durch nicht-störende Substituenten, wie z. B. Halogenatome, Cyanogruppen oder dergleichen, ersetzt sind; wie z. B. Chlormethyl-, Chlorpropyl-, 3,3,3-Trifluorpropyl- und 2-Cyanoethyl-Gruppen.
• Das/die Organopolysiloxan(e) sollte(n) vorzugsweise eine lineare Molekülstruktur aufweisen, aber auch eine teilweise verzweigte Struktur ist akzeptabel. Die Organopolysiloxane sind am Ende ihrer Molekülkette oft mit einer Triorganosilyl- oder Hydroxylgruppe blockiert. Beispiele für die Triorganosilylgruppe sind Trimethylsilyl-, Dimethylvinylsilyl-, Methylphenylvinylsilyl-, Methyldiphenylsilyl-, Methyldivinylsilyl- und Trivinylsilyl-Gruppen. Um die Oberflächenklebrigkeit weiter zu verringern, werden Organopolysiloxane bevorzugt, die an beiden Enden ihrer Molekülkette mit einer polyfunktionellen Gruppe, wie z. B. (CH&sub2;=CH)&sub2;RSi- und (CH&sub2;=CH)&sub3;Si-, blockiert sind, worin R die gleiche Bedeutung wie R¹ hat. Die Organopolysiloxane sollten vorzugsweise eine Viskosität von zumindest 300 Centistoke (cSt), vorzugsweise 100.000 cSt oder mehr, bei 25ºC aufweisen, obwohl der Polymerisationsgrad nicht entscheidend ist.
• Komponente (B) ist elektrisch leitender Ruß, der aus verschiedenen Arten von leitendem Ruß ausgewählt werden kann, die üblicherweise in leitenden Kautschuk-Zusammensetzungen eingesetzt werden. Beispiele sind Acetylenruß, leitender Furnaceruß (CF), super-leitender Furnaceruß (SCF), extra-leitender Furnaceruß (XCF), leitender Kanalruß (CC) sowie Furnaceruß und Kanalruß, die bei erhöhten Temperaturen von etwa 1.500ºC wärmebehandelt wurden. Im speziellen umfaßt der Acetylenruß Denka® Acetylene Black, hergestellt von Denki Kagaku K.K., Shawinigan Acetylene Black, hergestellt von Shawinigan Chemical Co., der leitende Furnaceruß umfaßt Continex CF, hergestellt von Continental Carbon Co., und Vulcan® C, hergestellt von Cabot Corp., der superleitende Furnaceruß umfaßt Continex® SCF, hergestellt von Continental Carbon Co., und Vulcan® SC, hergestellt von Cabot Corp., der extra-leitende Furnaceruß umfaßt Asahi® HS-500, hergestellt von Asahi Carbon K.K., und Vulcan® XC-72, hergestellt von Cabot Corp., und der leitende Kanalruß umfaßt Corax® L, hergestellt von Degussa Co.. Eben falls nützlich sind modifizierte Furnacerusse, die als Ketjen Black EC und Ketjen Black EC-600 JD von Ketjen Black International erhältlich sind. Bevorzugt wird unter anderem Acetylenruß, weil er aufgrund eines verringerten Gehalts an Verunreinigungen und einer gut entwickelten Sekundärstruktur besser leitend ist. Auch Ketjen Black EC und Ketjen Black EC-600JD sind nützlich, weil sie eine extrem hohe spezifische Oberfläche aufweisen, so daß ausreichende Leitfähigkeit mit geringer Belastung erreicht wird.
• Der leitende Ruß kann allein oder als Gemisch zweier oder mehrerer Typen in einer Menge von 5 bis 100 Gewichtsteilen, mehr bevorzugt von 10 bis 70 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteilen Organopolysiloxan (A) eingesetzt erden. Weniger als 5 Gewichtsteile Ruß würde manchmal nicht für die gewünschte elektrische Leitfähigkeit sorgen, während mehr als 100 Gewichtsteile Ruß manchmal zu gehärteten Produkten mit geringer mechanischer Festigkeit führen würde.
• Komponente (C) ist ein organisches Peroxid, das aus organischen Peroxiden der allgemeinen Formeln (2) und (3) sowie Gemischen davon ausgewählt ist
• In Formel (2) ist X eine Gruppe der Formel (4):
• - (CH&sub2;)m- ...(4)
• worin m eine ganze Zahl von 2 bis 8 ist, oder eine Gruppe der Formel (5):
• In den Formeln (2) und (3) sind R² und R³, die gleich oder unterschiedlich sein können, jeweils eine einwertige Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise n-Propyl-, Isopropyl-, t-Butyl-, n-Butyl-, n-Amyl-, t-Amyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, 2-Ethylpropyl-, 2-Ethylbutyl-, 2-Ethylhexyl- und Cumylgruppen. Alternativ dazu sind R² und R³ jeweils eine Trimethylsilyl-, Triethylsilyl- oder Triphenylsilyl-Gruppe der Formel -SiR&sup4;&sub3;, worin R&sup4; eine Methyl-, Ethyl- oder Phenylgruppe ist.
• In Formel (3) ist n eine ganze Zahl von 1 bis 4.
• Das organische Peroxid (C) dient als Vulkanisierungsmittel für Organopolysiloxan (A) und wird in einer Menge von 0,1 bis 5 Gewichtsteilen, mehr bevorzugt 0,5 bis 3 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile Organopolysiloxan (A) eingemischt. Oft wären weniger als 0,1 Gewichtsteile des organischen Peroxids weniger wirksam für die Vulkanisation, was zu gehärteten Produkten führen würde, die wegen unzureichender Eigenschaften in der Praxis inakzeptabel sind. Mehr als 5 Gewichtsteile des organischen Peroxids hätten aufgrund der übermäßigen Zersetzungsresten manchmal eine negative Wirkung und wären weniger kosteneffizient.
• Zusätzlich zu den obengenannten Komponenten (A) bis (C) ist in der leitenden Silikonkautschuk-Zusammensetzung (D) zumindest eine Triazol- oder Triazinverbindung eingemischt, um die Lagerbeständigkeit weiter zu verbessern. Komponente (D) ist ein charakteristischer Bestandteil der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Der Zusatz von Komponente (D) zur leitenden Silikonkautschuk-Zusammensetzung, die die Komponenten (A), (B) und (C) umfaßt, kann eine Erhöhung der Plastizität oder Pseudovernetzung und das Phänomen der Anvulkanisation für einen langen Zeitraum verhindern.
• Eine Zusammensetzung, welche die Komponenten (A), (B) und (C) umfaßt, härtet problemlos anaerob. Zusatz der Komponente (D) kann eine solche anaerobe Härtung verhindern. Geeignete Verbindungen, welche die Azobindung aufweisen, umfassen Benzo triazole und Benzotriazine, wie z. B. Benzotriazol, Benzotriazol-5-carbonsäure, 1,2,3- Benzotriazin-4(3H)-on, N-(1H)-Benzotriazol-1-ylmethylformamid, 1H-Benzotriazol-1-yl- methylisocyanid, wobei Benzotriazol am meisten bevorzugt wird.
• Komponente (D) wird in einer Menge von 0,01 bis 5 Gewichtsteilen, mehr bevorzugt 0,1 bis 2 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile aller Komponenten (A) bis (C) eingemischt. Mehr als 5 Gewichtsteile an Komponente (D) würden manchmal Oberflächenklebrigkeit herbeiführen und die physikalischen Eigenschaften verschlechtern.
• Die leitende Silikonkautschuk-Zusammensetzung kann weiters (E) eine organische Siliziumverbindung enthalten, die zumindest ein direkt an ein Siliziumatom gebundenes Wasserstoffatom ( SiH) pro Molekül aufweist, um die Oberflächenklebrigkeit des gehärteten Produkts nach HAV zu verbessern.
• Die gemäß vorliegender Erfindung verwendeten organischen Siliziumverbindungen sind oft linear oder zyklisch und können einen kleineren Anteil an verzweigter Kettenstruktur oder dreidimensionaler Struktur enthalten. Beispiele dafür sind Methylhydrogenpolysiloxane mit einer Trialkylsilyl-Endgruppe und variablem Polymerisationsgrad, Organopentasiloxan der Formel Si[OSi(CH&sub3;)&sub2;H]&sub4;, Siloxan-Copolymere aus SiO&sub2;- und (CH&sub3;)&sub2;HSiO1/2-Einheiten, Copolymere aus Methylhydrogenpolysiloxan und Dialkylsiloxan, Polysilylalkylensiloxan mit einer SiH-Bindung, Polysilane und Polycarbosilane.
• Die organische Siliziumverbindung (E) wird in einer Menge von 0 bis 10 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0,05 bis 10 Gewichtsteilen, mehr bevorzugt 0,5 bis 3 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile der Komponente (A) zugemischt. Weniger als 0,05 Gewichtsteile der organischen Siliziumverbindung wären für diesen Zweck nicht wirksam, während mehr als 10 Gewichtsteile die Hitzebeständigkeit und andere physikalische Eigenschaften der gehärteten Produkte manchmal negativ beeinflussen würden.
• Falls gewünscht, können in der Zusammensetzung beispielsweise Additive enthalten sein, wie sie üblicherweise in herkömmlichen Silikonkautschuk-Zusammensetzungen verwendet werden.
• Zu solchen Additiven zählen Dispergatoren, wie z. B. niedermolekulare Siloxane, die einen Polymerisationsgrad von bis zu 100 aufweisen, silanolhältiges Silan und alkoxyhältige Silane; Mittel zur Erhöhung der Hitzebeständigkeit, wie z. B. Eisenoxid, Ceroxid und Eisenoctylat; Pigmente; und Verstärkungsfüller in Form von feinem Silicapulver, wie z. B. Kieselsäurerauch und Fällungs-Kieselsäure, die zwecks Hydrophobie oberflächenbehandelt sein kann oder nicht, Quarzmehl, Diatomeenerde. Ebenfalls geeignet sind gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Isoparaffin-Lösungsmittel, um der Zusammensetzung Verarbeitbarkeit und Formbarkeit zu verleihen; Formtrennmittel, wie z. B. Fettsäuremetallsalze und Fettsäureamide; Treibmittel, wie z. B. Azodicarbonamid und Azobisisobutyronitril; und andere bekannte Additive, die für herkömmliche Silikonkautschuk-Zusammensetzungen verwendet werden.
• Zusätzlich kann die leitende Silikonkautschuk-Zusammensetzung weiters zumindest ein Additiv enthalten, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Fettsäure der Formel (6), einem aus Molekülkondensation der Fettsäure resultierenden Säureanhydrid und einem Säureanhydrid der Formel (7) besteht.
• In Formel (6) ist R&sup5; ein Wasserstoffatom oder eine gesättigte oder ungesättigte, substituierte oder unsubstituierte Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, und k ist eine ganze Zahl von 1 bis 10. In Formel (7) ist R&sup6; eine gesättigte oder ungesättigte, substituierte oder unsubstituierte, mehrwertige Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, und p ist eine ganze Zahl von 1 bis 3. Was diese Säuren betrifft, wird auf die JP-A-25393/1993 und die EP-A-0.524.046 verwiesen.
• Die Zusammensetzung kann hergestellt werden, indem vorbestimmte Mengen der grundlegenden Komponenten (A) bis (D) und der optionalen Komponente (E) homogen vermischt werden. Die Reihenfolge der Zugabe dieser Komponenten ist zwar nicht entscheidend, es wird jedoch bevorzugt, die Zusammensetzung herzustellen, indem zuerst Organopolysiloxan (A) mit leitendem Ruß (B) vermischt wird, dem Gemisch organisches Peroxid (C) und Komponente (D) zugegeben werden und schließlich, falls gewünscht, Komponente (E) zugegeben wird, während das Gemisch in den jeweiligen Schritten in einem Banbury-Mischer oder einer Mischwalze geknetet wird.
• Die so hergestellte leitende Silikonkautschukzusammensetzung kann mit jeder gewünschten Technik, wie z. B. Formpreß-, Spritzguß- und Kalandriertechniken geformt und mittels einer Atmosphärendruck-Heißluftvulkanisations-(HAV-)Technik vulkanisiert werden, wodurch die Zusammensetzung in ein Elastomer übergeführt wird. Die Vulkanisation wird im allgemeinen mit Heißluft bei Temperaturen von 100ºC bis 500ºC 5 s bis 10 min lang durchgeführt; die Vulkanisation kann jedoch auch bei niedrigeren Temperaturen herbeigeführt werden, wenn die Zeit verlängert wird. Auch kann die HAV-Technik modifiziert werden, indem Heißluft mit Erhitzen durch Infrarotheizgeräte oder mit UHF-Erhitzung kombiniert wird, indem die erhöhte UHF-Absorption der Zusammensetzung aufgrund von darin eingemischtem Ruß genutzt wird.
• Auf diese Weise wird die Zusammensetzung zu einem leitenden Silikongummi geformt und gehärtet, typischerweise einem lückenfreien, oberflachenklebrigkeitsfreien, hitzebeständigen Elastomer. Daher werden die leitenden Silikonkautschuk-Zusammensetzungen, wie hierin verwendet, vorteilhaft zur Herstellung von Dichtungen für Abschirmungen gegen elektromagnetische Strahlung, Gebäudedichtungen, leitende Büromaschinenwalzen, wie z. B. Zufuhrwalzen, Transferwalzen, Entwicklungswalzen, Papierzufuhrwalzen und Fixierwalzen und dergleichen verwendet. Insbesondere kann die leitende Silikonkautschuk-Zusammensetzung unter Einsatz von HAV kontinuierlich geformt werden und kann daher zu einem langen Gegenstand geformt werden.
BEISPIELE
• Beispiele für die vorliegende Erfindung sind nachstehend zur Veranschaulichung, nicht jedoch zur Einschränkung angeführt. Alle Teile sind Gewichtsteile, und die Viskosität wird bei 25ºC gemessen.
Beispiele 1 bis 7 und Vergleichsbeispiel 1
• Mehrere Silikonkautschuk-Zusammensetzungen wurden hergestellt, indem 100 Teile eines Organopolysiloxans, das aus 99,7 Gew.-% Dimethylsiloxan-Einheiten und 0,275 Mol-% Methylvinylsiloxan-Einheiten besteht, mit 0,025 Mol-% Dimethylvinylsilyl- Gruppen an beiden Enden seiner Molekülkette blockiert ist und eine Viskosität von 1 · 10&sup7; cSt aufweist, 40 Teile Acetylenruß und 1 Teil Ceroxid in einem Druckkneter verknetet wurden, um eine Basisverbindung zu bilden, und dann zu 100 Teilen der Basisverbindung bestimmte Mengen eines organischen Peroxids und eines Additivs zugesetzt wurden, wie in Tabelle 1 gezeigt.
• Diese Zusammensetzungen wurden dann gemäß JIS C-2123 hinsichtlich ihrer Plastizität gemessen. Jede dieser Zusammensetzungen wurde zu einer Lage geformt, die mit einer Polyethylen-Lage bedeckt wurde und 1 bis 3 Tage bei Raumtemperatur stehengelassen wurde, bevor die Lage auf die gleiche Weise in Hinblick auf die Plastizität gemessen und durch einen Extrusionstest auf die Verarbeitbarkeit untersucht wurde.
• Getrennt davon wurde jede der Silikonkautschuk-Zusammensetzungen mittels eines Extruders mit einem Durchmesser von 40 mm zu einem Stab mit 5 mm Durchmesser extrudiert und bei einer Temperatur von 250ºC durch einen HAV-Turm mit einer Höhe von etwa 1 m geschickt, wodurch innerhalb einer Verweilzeit von 5 min HAV herbeigeführt wurde.
• Die resultierenden leitenden Silikongummis wurden gemäß JIS K-6301 auf Oberflächenklebrigkeit, Härte (JIS A Skala), Zugfestigkeit und Bruchdehnung untersucht.
• Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
• * organisches Peroxid 1
• organisches Peroxid 2
• Additiv A: Benzotriazol
• Additiv B: 1,2,3-Benzotriazin-4(3-3H)-on
• Additiv C: 1 H-Benzotriazol-1-ylmethylisocyanid
• Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, behielt die Zusammensetzung, der Additiv A, B oder C zugesetzt worden war (Beispiele 1 bis 7), konstante Plastizität bei, erlitt kein Anvulkanisieren und blieb im Vergleich zu der von einem solchen spezifischen Additiv freien Zusammensetzung (Vergleichsbeispiel) für lange Zeit gut verarbeitbar.

Claims (7)

1. Leitende Silikonkautschuk-Zusammensetzung, umfassend:

(A) 100 Gewichtsteile Organopolysiloxan der allgemeinen Formel (1):

R¹aSiO(4-a)/2 ... (1)

worin die Gruppen R¹, die gleich oder unterschiedlich sein können, aus substituierten und unsubstituierten einwertigen Kohlenwasserstoff-Gruppen ausgewählt sind und a eine positive Zahl im Bereich von 1, 90 bis 2,05 ist;

(B) 5 bis 100 Gewichtsteile leitenden Ruß; I

(C) 0,1 bis 5 Gewichtsteile zumindest eines organischen Peroxids, ausgewählt aus jenen der allgemeinen Formeln (2) und (3):

worin X eine Gruppe der Formel (4) oder (5) ist:

-(CH&sub2;)m- ... (4)

worin m eine ganze Zahl von 2 bis 8 ist,

R² und R³ unabhängig voneinander aus einwertigen Kohlenwasserstoff Gruppen mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und -SIR&sup4;&sub3;-Gruppen ausgewählt sind, worin R&sup4; Methyl, Ethyl oder Phenyl ist, und

n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist; und

(D) 0,01 bis 5 Gewichtsteile zumindest einer Triazol- oder Triazin-Verbindung pro 100 Gewichtsteile Gesamtmenge der Komponenten (A), (B) und (C).

2. Kautschuk-Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin Komponente (D) eine Benzotriazol- oder Benzotriazin-Verbindung ist.

3. Kautschuk-Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin Komponente (D) aus Benzotriazol, Benzotriazol-5-carbonsäure, 1,2,3-Benzotriazin-4(3H)-on, N-(1H)-Benzotriazol-1-ylmethylformamid, (1H)-Benzotriazol-1-ylmethyl-isocyanid und beliebigen Gemischen davon ausgewählt ist.

4. Kautschuk-Zusammensetzung nach Anspruch 3, worin Komponente (D) Benzotriazol ist.

5. Kautschuk-Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend:

(E) 0,05 bis 10 Gewichtsteile organische Siliziumverbindung mit zumindest einem direkt an Silizium gebundenen Wasserstoffatom.

6. Silikongummi, der durch Härten einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 erhältlich ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines geformten Silikongummi-Produkts, worin eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 heißluftvulkanisiert wird.