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1、24涂 料 涂 装 与 电 镀第3卷第6期导电型粉末涂料原理及进展张华东(Leegiaworkroom,安徽宣城,242000)摘 要 本文介绍导电型粉末涂料的分类,就粉末涂料导电原理引用一些理论来解释,给出了一个目前常用的参考配方。关键词 粉末涂料;导电率;理论聚物体系中,当金属微粒的浓度达到某一临界值(也1 前言称导电填料在该基体内的临界浓度)后,体系内的金粉末涂料是不含溶剂,无挥发成分的固体涂料,属微粒便会“排队”就如同桥的作用,使自由电子载已得到迅速的发展和应用,随着粉末涂料的普遍应流子从高聚物的这一端经过桥达到另一端,从而使用,粉末涂料的利润已经降低到了最低点,因此开发绝缘体
2、变成半导体或导体,其导电性取决于涂膜中新的功能性粉末涂料显得更加重要。导电微粒构成的导电网链质量的优劣。导电型粉末涂料是指喷涂于底材上成膜后具有(2)热力学理论一定传导电流和消散电荷的功能性粉末涂料,用于热力学理论认为,合成树脂基体与导电填料之消除静电,电磁屏蔽,电加热和防腐蚀,在现代电子、间的界面效应对掺合型体系中导电回路的形成有很建筑、运输、军事等各个领域具有广泛的用途。大的影响,在导电粉末涂料制备过程中,导电填料粒子的自由表面变成润湿的界面,在基体与填料之间2 导电粉末涂料的分类及原理形成了界面层,体系产生界面能过剩,随着导电填料2.1 掺合型粉末涂料的增加,临界浓度是一个与体系
3、界面能有关的参数,掺合型就是聚合物本身无导电性,它以绝缘聚当体系的界面能过剩达到一定程度,导电粒子开始合物为主要成膜物质,在其中掺入导电材料而形成形成导电网络,宏观上表现为体系的电阻率突然降的涂料,它的导电性靠掺入的导电微粒来实现的,导低,此理论很好地解释了以碳黑为填料的导电粉末电微粒提供自由电子载流子,掺入的导电材料包括涂料的导电性能。金属粉末(金、银、镍、锌、铝)、非金属粉末(石墨、无(3)竞争理论定形碳黑)和金属氧化物(氧化锌、氧化锡),将这些竞争理论认为导电粉末涂料的导电机理是导电物质掺合到聚合物中,可使聚合物变为半导体。随通道、隧道效应、场致发射3种机理相互竞争的结[1]着导
4、电材料加入量的增加,导电性越好,电阻率越果。导电通道机理是由于涂层中的部分导电粒子低,该方法是目前最常用的实际应用方法。能够相互接触而形成链状导电通道,隧道效应与场解释掺合型导电粉末涂料的原理有如下几种:致发射机理认为,涂层导电不是靠导电粒子直接接(1)无限网链理论触导电,而是由于热振动或内部电场作用使电子在1972年F1Butch提出了复合型导电高聚物的导粒子间迁移而形成电流,在低导电填料含量,低外加电无限网链理论,该理论认为在含有金属微粒的高电压下,导电粒子的间距较大,形成链状导电通道的收稿日期:2005—10—10作者简介:张华东(1978-),男,安徽巢湖人,大学本科学历,从事
5、粉末涂料的研究、开发和客户处技术服务,发表论文二十多篇。2005年11月张华东:导电型粉末涂料原理及进展25几率较小,此时隧道效应起主要作用,在低导电填料导体变成导体,此外还有氧化还原反应掺杂,质子酸含量,高外加电压下,导电粒子间的内部电场很强,的掺杂等。电子将有很大的几率飞跃树脂界面层而跃迁到相邻影响因素:导电聚合物链结构中共轭π电子体导电粒子上产生电流,即场致发射机理起主要作用。系的长短对导电性能影响很大,聚合度大π,电子体影响掺合型导电粉末涂料导电性能的因素很系长,电导率就大。较长的共轭长度,分子链高度取多,主要包括:聚合物的种类及性质,如相对分子质向是实现真正的高电导率的必然条
6、件,但由于聚合量、表面张力、结晶度及黏度等;导电填料的种类及物的分子排列不规整,同时隧道效应,掺杂剂及其种性质,如导电微粒的形状、用量、稳定性、表面效应;类也会影响导电聚合物的导电性能。导电粉末涂料的制备过程也会影响导电性能,如填3 参考配方料配比、生产工艺、固化条件等。2.2 本征型导电粉末涂料目前,由于本征型粉末涂料的制造方法、聚合、本征型导电粉末涂料是以导电高聚物为基本成施工的技术都比较复杂,生产的成本比较高,所以市膜物质,以高聚物本身所具备的“固有”导电性能使场上未能得到实际应用。一般导电型粉末涂料是用[3]涂膜导电,导电聚合物分子本身提供载流子,包括聚掺合型粉末涂料工艺生产。
7、参考配方如下:电解质,共轭聚合物及TCNQ聚合物盐等。组分 质量份本征型导电粉末涂料制备,主要是制得本征型聚酯 89导电聚合物,因为一般聚合物的分子排列不整齐,高环氧 89聚物的载流子迁移数都很低。硫酸钡70本征型粉末涂料导电机理,按照量子力学观点,氧化锌80具有本征导电性的聚合物必须具备两个条件:颜料3(1)高聚物的分子轨道能强烈的“离域”;流平剂0.5(2)高聚物的分子轨道间能相互混合(重叠)。安息香0.2
