DE19748226A1 - Elektrisch leitfähige Lacke - Google Patents
Elektrisch leitfähige LackeInfo
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- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Lacke auf Polymerbasis, die insbe
sondere zur Beschichtung von Kunststoffoberflächen dienen.
Bei der Berührung von elektrisch ungeladenen Stoffen mit unterschiedlichen Di
elektrizitätskonstanten wandern Elektronen aus dem einem in den anderen Stoff.
Bei einer raschen Trennung der beiden Stoffe bleibt die so erhaltene Ladungs
verschiebung erhalten und kann zur Ausbildung hoher elektrostatischer Potentiale
führen. Dieses Phänomen ist oftmals bei den Kunststoffen zu beobachten, die
sich aufgrund ihrer isolierenden Eigenschaften relativ leicht elektrostatisch aufla
den können. Die plötzliche Entladung von solch elektrostatisch aufgeladenen
Kunststoffen kann in bestimmten Fällen zu einer Gefahrenquelle werden. Es ist
daher allgemein üblich, in den Fällen, in denen elektrostatisch aufgeladene
Kunststoffe eine Gefahrenquelle darstellen können, eine sogenannte antistatische
Ausstattung der Kunststoffoberflächen vorzusehen, um elektrostatische Aufladun
gen kontrolliert abfließen lassen und somit die Gefahr plötzlicher Entladungen
wirksam verhindern zu können.
Die isolierenden Eigenschaften von Kunststoffen bringen bei der Verwendung
solcher Kunststoffe nicht selten auch andere Nachteile mit sich. Aufgrund ihrer
isolierenden Eigenschaften ist es beispielsweise nicht möglich, sie ohne weiteres
durch die sogenannte elektrostatische Beschichtung zu lackieren. Dies wirkt sich
insbesondere dann nachteilig aus, wenn isolierende Kunststoffe zusammen mit
elektrisch leitfähigen Materialien kombiniert und gemeinsam in einem Arbeitsgang
elektrostatisch lackiert werden sollen; ein Vorgang, wie er in der Automobilindu
strie, in der beispielsweise Kunststoffstoßfänger mit metallischen Karosserieteilen
verbunden sind, durchaus üblich ist. Um die Technik der elektrostatischen Lackie
rung jedoch nutzen zu können, ist daher bisher die Behandlung der Kunststoff
oberflächen mit einer schwarzen bzw. dunkelgrauen, elektrisch leitfähigen Grun
dierung Voraussetzung. So ausgestattete Kunststoffoberflächen können dann mit
dem eigentlichen Decklack elektrostatisch überlackiert werden. Damit ist also auf
jeden Fall ein weiterer Arbeitsschritt notwendig. Der Auftrag mehrerer Lackschich
ten ist jedoch nach diesem Verfahren bisher nicht möglich, da die in den verwen
deten Lacken enthaltenen Lackbindemittel nach dem Auftragen und dem Aushär
tevorgang elektrische Isolatoren darstellen, die die darunter befindliche zu schüt
zende Oberfläche elektrisch abschirmen. Werden beispielsweise Metallic-Lacke
verwendet, ist es notwendig, eine Klarlackschicht aufzutragen. Die bisher ge
bräuchlichen Metallic-Lacke wirken jedoch nach dem Aushärten als Isolatoren, die
es unmöglich machen, den Klarlack auf elektrostatische Weise aufzutragen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, Lacke bereitzustellen, die die
bei der Lackierung von Kunststoffoberflächen auftretenden Nachteile beseitigen.
Die erfindungsgemäßen Lacke sollen außerdem den Anforderungen hinsichtlich
mechanischer und optischer Eigenschaften, Korrosionsschutz und Wetterbestän
digkeit genügen.
Erfindungsgemäß gelöst wurde die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptan
spruchs. Vorzugsweise Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen charakte
risiert.
Die Erfindung sieht vor, an sich bekannte Lacke durch den Zusatz von geeigneten
Zusatzstoffen antistatisch auszurüsten. Zu den erfindungsgemäß einzusetzenden
Zusatzstoffen zählen Leitfähigkeitsruße, Metallpulver, leitfähig beschichtete
Glimmerplättchen, feinteiliges oberflächenbehandeltes und -unbehandeltes SnO2,
halbleiterdotiertes TiO2, halbleiterdotiertes BaSO4 und eine Reihe organischer
Additive.
Durch die erfindungsgemäße Lösung werden in den Lack leitfähige Partikel ein
gebracht, die in der Lackmatrix ein Netzwerk elektrisch leitfähiger Pfade ausbil
den, über die gezielt elektrische Ladungen abfließen können
(Perkolationstheorie). Die für die antistatische Ausrüstung erforderliche Menge
der leitfähigen Partikel in der Polymermatrix des Lackes und die daraus resultie
rende Leitfähigkeit des Gesamtsystems wird durch die Perkolationstheorie be
stimmt.
In einer vorzugsweisen Ausgestaltung ist die Kombination mit geeigneten ande
ren, nicht leitfähigen Füllstoffen/Pigmenten vorgesehen. Durch diese Maßnahme
wird der sogenannte Extendereffekt ausgenutzt, ohne daß Einbußen in der Leit
fähigkeit des Gesamtsystems resultieren. Dieser Extendereffekt macht es mög
lich, die an sich notwendige Menge an leitfähigen Zusatzstoffen zu reduzieren.
Ein das Kriterium für antistatische Beschichtungen erfüllender Oberflächenwider
stand von 102 bis 109 Ohm bildet sich üblicherweise bei einer Pigmentierung mit
den leitfähigen Zusatzstoffen und/oder den nicht leitfähigen Füllstoffen/Pigmenten
von 5-35% PVK (Pigment-Volumen-Konzentration) aus.
Durch die geeignete Wahl und Kombination der einzelnen nichtleitenden Füll
stoffe/Pigmente und der elektrisch leitenden Zusatzstoffe kann praktisch jeder
Lack auf Polymerbasis antistatisch ausgestattet werden. Damit kann erfindungs
gemäß für jede beliebige dekorative Gestaltung ein geeigneter Lack formuliert
werden.
Zur Optimierung der erfindungsgemäßen Lacke kann in bestimmten Fällen die
kontrollierte Flockung mit thermodynamisch ungünstigeren Lösungsmitteln oder
mit, dem Fachmann an sich bekannten, geeigneten Additiven vorgesehen wer
den. Ein geringerer Füllgrad führt in den meisten Fällen, unter Einhaltung der ge
wünschten antistatischen Eigenschaft, zu Verbesserungen in allen oben genann
ten Kriterien.
Um die Leistungsfähigkeit der elektrisch leitfähigen Zusatzstoffe zu gewährlei
sten, ist eine ausreichende Dispergierung sowohl der elektrisch leitfähigen Zu
satzstoffe als auch der nicht leitfähigen Füllstoffe/Pigmente notwendig; wie diese
zu erzielen ist, ist dem Fachmann an sich bekannt.
Die Zugabe von 0,05-20,0% PVK transparentem TiO2 auf Basis Rutil mit einer
Kristallitgröße von 5-50 nm bewirkt überraschenderweise winkelunabhängige
(Farbtoneffekte) und winkelabhängige (Frosteffekt) Veränderungen. Gleichzeitig
konnte durch diese Zugabe von transparentem TiO2 eine besondere Stabilität
gegen UV-A- und UV-B-Strahlung erzielt werden.
Die einzusetzenden TiO2-Teilchen können zusätzlich auch eine anorganische
Dotierung aufweisen. Die Dotierung der TiO2-Teilchen mit Aluminiumoxid oder
Zirkoniumoxid verändert dabei in vorteilhafter Weise die Wetterbeständigkeit des
erfindungsgemäßen Lackes. Um die Benetzbarkeit und die damit verbundene
Dispergierbarkeit der TiO2-Teilchen weiter zu verbessern, kann erfindungsgemäß
eine organische Nachbehandlung vorgesehen werden.
Hergestellt werden können die erfindungsgemäßen Lacke nach an sich bekann
ten Verfahren. In der Regel werden einem handelsüblich zusammengesetzten
Lack die leitfähigen Zusatzstoffe und gegebenenfalls die nicht leitfähigen Füll
stoffe/Pigmente in den erforderlichen Mengen zugemischt.
Um die Eignung der erfindungsgemäß zusammengesetzten Lacke zu demonstrie
ren wurden herkömmliche silberne, grüne und rote Metallic-Lacke auf Basis Cellu
loseacetobutyrat/Polyester/Melaminharz jeweils mit einem transparenten, elek
trisch leitfähigen BaSO4 modifiziert. Beispielhaft genannt sei die Rezeptur für den
erfindungsgemäß zusammengesetzten silbernen Metallic-Lack:
Celluloseacetobutyrat (15%ig) | 32,0% |
Polyester (65%ig) | 16,0% |
Melaminharz | 5,5% |
Aluminiumpigment | 2,4% |
Leitfähiges BaSO4 | 16,1% |
Lösungsmittel und Lackhilfsstoffe | 28,0% |
Elektrisch leitfähiges BaSO4 ist an sich aus der EP-A-0 459 552 bekannt. Es
besteht im Prinzip aus BaSO4-Teilchen, die von einer Schicht aus mit Sb2O3 do
tiertem SnO2 umhüllt sind. Die mit diesen erfindungsgemäßen Metallic-Lacken
behandelten Kunststoffoberflächen wurden anschließend rein visuell begutachtet,
da Messungen an Metallic-Lacken mit optischen Meßgeräten nur zu sehr unge
nauen Ergebnissen führen. Es konnten keine Unterschiede zu mit bekannten
Metallic-Lacken behandelten Kunststoffoberflächen festgestellt werden.
Claims (14)
1. Lack auf Polymerbasis, dadurch gekennzeichnet, daß er neben den an sich
üblichen Lack-Bestandteilen geeignete leitfähige Zusatzstoffe enthält, durch
die der Lack antistatisch ausgerüstet wird.
2. Lack gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Zu
satzstoffe ausgewählt sind aus Leitfähigkeitsrußen, Metallpulvern, leitfähig
beschichtete Glimmerplättchen, feinteiligem oberflächenbehandeltem und
-unbehandeltem SnO2, halbleiterdotiertem TiO2, halbleiterdotiertem BaSO4
und/oder aus organischen Additiven.
3. Lack gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für die
antistatische Ausrüstung erforderliche Menge der leitfähigen Zusatzstoffe in
der Polymermatrix des Lackes und die daraus resultierende Leitfähigkeit des
Gesamtsystems durch die Perkolationstheorie bestimmt wird.
4. Lack gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er
eine Kombination von leitfähigen Zusatzstoffen gemäß Anspruch 2 mit nicht
leitfähigen Füllstoffen/Pigmenten enthält.
5. Lack gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er
einen Oberflächenwiderstand von 102 bis 109Ohm aufweist.
6. Lack gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er
5 bis 35% PVK an leitfähigen Zusatzstoffen und/oder nicht leitfähigen Füll
stoffen/Pigmenten enthält.
7. Lack gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als
elektrisch leitfähiger Zusatzstoff elektrisch leitfähiges BaSO4 eingesetzt wird.
8. Lack gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisch leitfä
higes BaSO4 BaSO4-Teilchen eingesetzt werden, die von einer Schicht aus
mit Sb2O3 dotiertem SnO2 umhüllt sind.
9. Lack gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als
elektrisch leitfähiger Zusatzstoff transparente TiO2 auf Basis Rutil eingesetzt
wird.
10. Lack gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß 0,05-20,0% PVK,
transparentes TiO2, vorzugsweise mit einer Kristallitgröße von 5-50 nm
eingesetzt wird.
11. Lack gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einzu
setzenden TiO2-Teilchen eine anorganische Dotierung, vorzugsweise aus
Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid aufweisen.
12. Lack gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß
Celluloseacetobutyrat/Polyester/Melaminharz als Polymerbasis eingesetzt
wird.
13. Verfahren zur Herstellung eines Lackes gemäß einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß einem handelsüblich zusammengesetzten
Lack die leitfähigen Zusatzstoffe und gegebenenfalls die nicht leitfähigen
Füllstoffe/Pigmente in den erforderlichen Mengen zugemischt werden.
14. Verwendung eines Lackes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 zur antista
tischen Ausstattung von Kunststoffen.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997148226 DE19748226A1 (de) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | Elektrisch leitfähige Lacke |
PCT/EP1998/006724 WO1999023178A1 (de) | 1997-10-31 | 1998-10-22 | Elektrisch leitfähige decklacke |
EP98956865A EP1027390A1 (de) | 1997-10-31 | 1998-10-22 | Elektrisch leitfähige decklacke |
US11/435,882 US20060202172A1 (en) | 1997-10-31 | 2006-05-18 | Electrically conductive coating lacquer paints |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997148226 DE19748226A1 (de) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | Elektrisch leitfähige Lacke |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19748226A1 true DE19748226A1 (de) | 1999-05-06 |
Family
ID=7847269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997148226 Withdrawn DE19748226A1 (de) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | Elektrisch leitfähige Lacke |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19748226A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114849470A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-08-05 | 中建四局安装工程有限公司 | 大型地埋式污水处理厂活性氧-uv光解吸附一体化除臭装置及除臭方法 |
-
1997
- 1997-10-31 DE DE1997148226 patent/DE19748226A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114849470A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-08-05 | 中建四局安装工程有限公司 | 大型地埋式污水处理厂活性氧-uv光解吸附一体化除臭装置及除臭方法 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |