DE69111745T2 - Verfahren zum Auftragen eines leitenden Überzugs. - Google Patents

Verfahren zum Auftragen eines leitenden Überzugs.

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    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05D3/002Pretreatement
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09D5/24Electrically-conducting paints
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Description

    1. Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Methode zum Auftragen einer zusammengesetzten Beschichtung auf Kunststoffe.
  • 2. Kurze Beschreibung der früheren Technik
  • Die Verwendung von aus einer Harzmatte (SMC) oder anderen Kunststoffen geformten Teilen für Karosserien bietet eine Anzahl von Vorteilen, wie zum Beispiel leichtes Gewicht und Korrosionsbeständigkeit. Ein Problem bei der Verwendung solcher Teile besteht jedoch darin, daß sie schwieriger elektrostatisch zu spritzlackieren sind als Metall. Diese Schwierigkeit ist mindestens teilweise der Tatsache zuzuschreiben, daß statische Elektrizität, die sich als Ergebnis bei der Benutzung einer elektrostatischen Spritzanlage entwickelt, nicht leicht durch die nichtleitfähigen Teile verteilt werden kann. Um dieses Problem zu lösen und solchen Teilen Leitunqsfähigkeit zu verleihen, war es Praxis, die Teile anfänglich mit einer Grundierung zu streichen, die mittels relativ hoher Anteile von leitungsfähigem Carbon Black in ihrer Zusammensetzung leitungsfähig gemacht wird. Solche Grundierungen weisen jedoch einen daraus resultierenden Nachteil auf, indem sie dazu neigen&sub1; farblich schwarz oder sehr dunkelgrau zu sein. Es kann deswegen schwierig sein, einen gut auf der Grundierung deckenden Deckanstrich zu erhalten.
  • Von Interesse ist der Stand der Technik gemäß der DE- A- 3.420.968, die einen sich elektrisch entladenden Bodenbelag offenbart, der ein synthetisches Harz, einen Härter, ein Inert-Fülimittel und kohlenhaltige Fasern als elektrisch leitendes Mittel enthält. Von Interesse ist auch die EP-A- 79.589, die eine nichtklebrige, elektrisch leitfähige Beschichtungszusammensetzung offenbart, die ein spezifisches harzhaltiges Bindematerial, ein elektrisch leitendes Material, einen Flüssigträger und anorganische faserige Materialien enthält, die Kohlenstoffasern sein können, um der Beschichtung Verstärkungsfestigkeit zu verleihen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Grundierungsschichtzusammensetzung zur Anwendung in der Methode der vorliegenden Erfindung ist eine Beschichtungszusammensetzung zur Anwendung auf Plastiksubstraten, die aus einem harzhaltigen, filmbildenden Bindemittel, einer Menge eines faserigen, kohlenhaltigen Materials und einem weißen und/oder anderen hell gefärbten Pigment hergestellt ist. Die Fasern in dem faserigen kohlenhaltigen Materials sind vorzugsweise verschlungen. Das faserige kohlenhaltige Material enthält vorzugsweise auch Kohlenstoffibrillen. Die Kohlenstoffibrillen sind vorzugsweise diskrete zylindrische Partikel, die durch einen im wesentlichen konstanten Durchmesser zwischen 3,5 und 70 Nanometern und eine Länge von ungefähr 100 Mal der Durchmesser gekennzeichnet sind. Ihre Länge beträgt mehr als 100 Mal der Durchmesser. Sie besitzen auch einen Außenbereich multipler, im wesentlichen fortlaufender Schichten geordneter Kohlenstoffatome und einen deutlichen inneren Kernbereich. Jede der Schichten und der Kern sind im wesentlichen konzentrisch um die zylindrische Achse der Fibrille herum angeordnet, und die gesamte Fibrille ist im wesentlichen frei von einem thermischen Kohlenstoffmantel. Diese Kohlenstoffibrillen werden in einer Menge von 0,05 bis 5,00 Gewichtsprozent der gesamten Zusammensetzung verwendet. Das weiße und/oder hell gefärbte Pigment wird in einer Menge von 20 bis 70 Gewichtsprozent der Zusammensetzung angewendet. Die Grundierungsschichtzusammensetzung wird vorzugsweise elektrostatisch auf ein Plastiksubstrat aufgetragen. Diese Grundierungsschicht wird hell gefärbt sein und genügend elektrische Leitfähigkeit besitzen, um das Auftragen der Deckschicht durch elektrostatisches Spritzen zu erleichtern.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Ein bevorzugtes Bindemittel zur Anwendung in der Grundierungsschichtzusammensetzung enthält ein gesättigtes Harz mit anhängenden Hydroxylgruppen und ein Aminoplast Aushärtungsmittel. Beispiele zufriedenstellender Harze sind gesättigte Polyester, gesättigte Polyurethane und gesättigte Polymere ethylenisch ungesättigter Monomere, die alle eine Hydroxyl-Funktionalität besitzen. Auch wenn sie im streng technischen Sinn ungesättigt sind, fallen aromatische Polymere unter den hierin benutzten Begriff "gesättigt", weil solch eine Sättigung nicht bei Polymerisationsreaktionen durch Zusatz freier Radikale auftritt.
  • Vorzugsweise wird dieses Bindemittel eine harzhaltige Zusammensetzung sein, die einen mindestens 25 Prozent eines nichtgelierten Polymer-Polyols enthaltenden Polyol- Bestandteil enthält, ausgewählt aus der Gruppe -einschließlich Mischungen daraus - bestehend aus Polyester- Polyolen, Polyether-Polyolen und Polyurethan-Polyolen, wobei das besagte nichtgelierte Polymer-Polyol einen Hydroxyl-Wert von weniger als 200 und eine ausgehärtete Einfriertemperatur von weniger als 0ºC hat.
  • Eine Art einer solchen harzhaltigen Zusammensetzung ist weiter im U.S.-Patent Nr. 4.154.891 beschrieben, dessen Inhalt hierin als Referenz mitaufgenommen wurde.
  • Ein anderes geeignetes Bindemittel zur Anwendung in der Grundierungsschichtzusammensetzung wären ein Polyepoxid und ein Polysäure-Aushärtungsmittel&sub1; wie im U.S.-Patent Nr. 4.737.403 offenbart, dessen Inhalt hierin als Referenz mitaufgenommen wurde.
  • Ein hell gefärbtes Pigment ist auch in der Grundierungsschichtzusammensetzung enthalten. Geeignete hell gefärbte anorganische Pigmente schließen Titandioxid, Zinkchromat, Bleiweiß, Zinkoxid, Zinksulfid, Antmionoxid, Magnesiumkarbonat, Kalziumkarbonat, Kalziumsulfat, Bariumsulfat, Magnesiumsilikat, Aluminiumsilikat, Kaolinite, Silika und Mika ein. Es wird angenommen, daß auch organische Pigmente, besonders die hellgelben Farbstoffe, in dieser Zusammensetzung nützlich eingesetzt werden könnten.
  • Auch können zwei oder mehrere hell gefärbte Pigmente zusammen in der Grundierungsschichtzusammensetzung angewendet werden. Wenn zwei hell gefärbte Pigmente zusammen in einer Grundierung verwendet werden, kann es besonders vorteilhaft sein, ein weißes Pigment und ein Pigment mit einem Farbton zu verwenden, der dem Farbton der Farbe des Deckanstrichs entspricht, der auf die Grundierungsschicht der vorliegenden Erfindung aufgetragen wird.
  • Typischerweise beträgt die Gesamtmenge des weißen und/oder anderen hell gefärbten, der Grundierungsschichtzusammensetzung beigemengten Pigments 20 bis 70 Gewichtsprozent der gesamten Zusammensetzung.
  • Für den Zweck dieser Beschreibung würde ein hell gefärbtes Pigment ein weißgefärbtes Pigment einschließen, und von seiner Farbe würde normalerweise angenommen, daß sie einen Munsell-Wert von 4,5 oder höher hat, wie in der ISCC-NBS-Method of Designating Color (Kelly 1955, 1976) definiert. In diesem System stellt der Wert die Farbqualität dar, die mit den Worten hell oder dunkel beschrieben wird und bei der die Farbe auf einen Grauton von ähnlicher Helligkeit bezogen ist. Der Munsell-Wert ist eine Zahl von 0 bis 10, wobei Mittelgrau 4,5 bis 6,5, Hellgrau 6,5 bis 8,5 und Weiß über 8,5 ist. Dunkelgrau und Schwarz wären unter 4,5 bis 2,0 bzw. 2,0 bis 0. Die Fasern in dem faserigen kohlenhaltigen Material sind vorzugsweise verschlungen. Das in der Grundierungsschichtzusammensetzung eingeschlossene, faserige, kohlenhaltige Material enthält vorzugsweise auch Kohlenstoffibrillen. Für den Zweck dieser Offenbarung sind die Kohlenstoffibrillen Kohlenstoffäden mit mindestens einigen graphitischen Bereichen, die normalerweise mit der c-Achse des Graphits senkrecht zur Faserachse ausgerichtet sein werden und die durch Kontakt eines Metallkatalysators mit einem Kohlenstoff enthaltenden Gas hergestellt werden. Beispiele geeigneter, Kohlenstoff enthaltender Gase würden Ethylen, Propylen, Propan, Methan, Kohlenmonoxid, Benzol, Naphthalin, Toluol und oxidierte Kohlenwasserstoffe einschließen. Eine Beschreibung der Kristallstruktur des Graphits, einschließlich seiner c-Achse, ist in der Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer, 2. Ausgabe, Interscience, 1964, Bd. 4, Seiten 161 bis 162, enthalten, deren mahlt hierin als Referenz mitaufgenommen wurde. Die in der Grundierungsschichtzusammensetzung vorzugsweise verwendeten Kohlenstoffibrillen sind im U.S.- Patent Nr. 4.663.230 und in der internationalen Patentanmeldung, veröffentlicht unter der PCT-Plan-Nr. WO 89/07163 (datiert vom 10. August 1989), beschrieben; der Inhalt dieser beiden besagten Quellenangaben ist hierin ebenfalls als Referenz mitaufgenommen. Im wesentlichen sind solche bevorzugten Kohlenstoffibrillen durch einen substantiell konstanten Durchmesser zwischen 3,5 und 70 Nanometern, d.h. zwischen 7 und 25 Nanometern, eine Länge von mehr als ungefähr 100 Mal der Durchmesser, einen Außenbereich von multiplen, im wesentlichen fortlaufenden Schichten geordneter Kohlenstoffatome und einen deutlichen inneren Kernbereich gekennzeichnet, wobei jede der Schichten und der Kern im wesentlichen konzentrisch um die zylindrische Achse der Fibrille herum angeordnet sind. Vorzugsweise ist die gesamte Fibrille im wesentlichen frei von einem thermischen Kohlenstoffmantel. Der innere Fibrillenkern kann hohl sein oder Kohlenstoffatome enthalten, die weniger geordnet sind als die geordneten Kohlenstoffatome des Außenbereichs, die in ihrer Beschaffenheit graphitisch sind.
  • Die Grundierungsschichtzusammensetzung kann auch wahlweise Ingredienzien enthalten, wie zum Beispiel Weichmacher, Durchflußregelungsmittel und andere Mischungsansatzadditive. Wenn solche Ingredienzien vorhanden sind, kommen sie gewöhnlich in Mengen bis zu 40 Gewichtsprozent vor, basierend auf dem Gesamtgewicht der Grundierungsschichtzusammensetzung.
  • Die Methode der vorliegenden Erfindung ist besonders anwendbar bei der Beschichtung von formgepreßten und faserverstärkten Kunststoffen und primär der vielfältigen Polyester, die in der Technik als Harzmatten (SMC) oder Grundpreßmischungen (BMC) bekannt sind. Solche Materialien sind in zahlreichen Publikationen und Patenten beschrieben, einschließlich der jährlich veröffentlichten Modern Plastics Encyclopedia, der Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer, 2. Ausgabe, Bd. 20, Seiten 791-839, sowie dem U.S.-Patent Nr. 3.184.527. Man muß sich jedoch bewußt sein, daß die Beschichtungsmethode der vorliegenden Erfindung anwendbar erscheint für die Beschichtung anderer formgepreßter oder spritzgegossener Kunststoffe, sowohl warmgehärtet als auch thermoplastisch, die Epoxide, Phenole, Silikone, Aminoplast, Polyurethane, Polyethylen, Polystyrol, Polypropylen, thermoplastische Acryle, Polyvinylchlorid sowie verschiedene Polymere und verschiedene Copolymere von Acrylnitril und Polybutadien einschließen. Insbesondere wird angenommen, daß die Beschichtungsmethode der vorliegenden Erfindung anwendbar sein wird für die Beschichtung von Reaktionsspritzguß(RIM)- Kunststoffen und thermoplastischen Elastomeren (TPES), einschließlich thermoplastischer Polyolefine (TPOS); diese Materialien sind in der vorgenannten Modern Plastics Encyclopedia beschrieben. Auch können andere Fasern als Glasfasern, zum Beispiel Borfasern, zum Verstärken der oben erwähnten Kunststoffe verwendet werden. Für den Zweck dieser Offenbarung wird im allgemeinen von den Substraten angenommen, daß sie einen elektrischen Widerstand von mehr als 1.000 Megaohm pro Zoll (39.370 Megaohm pro Meter) zwischen den Oberflächenpunkten besitzen.
  • Die Grundierungsschichtzusammensetzung kann mit irgendeiner herkömmlichen Beschichtungstechnik auf das Substrat aufgetragen werden, wie zum Beispiel Aufstreichen, Spritzen, Tauchen oder Fluten, aber die Anwendung einer Spritzauftragung wird bevorzugt. Jede der bekannten Spritztechniken kann angewandt werden, wie zum Beispiel Spritzen mit Druckluft, elektrostatisches Spritzen, entweder mit manuellen oder automatischen Methoden. Bei Anwendung einer Spritzmethode sollte die Viskosität der Grundierungsschichtzusammensetzung mit einem zusätzlichen Lösemittel, falls nötig, eingestellt werden, so daß sie eine Nr. 4 Ford Becherviskosität von 12-25 Sekunden, gewöhnlich in der Größenordnung von ungefähr 18 Sekunden, bei 75ºF (24ºC) hat. Besonders vorteilhaft ist es, die Grundierungsschichtzusammensetzung durch elektrostatisches Spritzen aufzutragen, was zum Beispiel in der Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer, 3. Ausgabe, Wiley- Interscience, 1978, Bd. 6, Seiten 417 bis 418, und der Encyclopedia of Polymer Science and Technobav, Bd. 3, Seiten 797 bis 801 und 825 bis 826, beschrieben ist; der Inhalt der beiden besagten Quellenangaben ist hierin als Referenz mitaufgenommen. Im wesentlichen sind beim elektrostatischen Spritzen die Beschichtungspartikel elektrisch geladen, und das zu beschichtende Substrat ist entgegengesetzt geladen. Die Beschichtung wird auf das Substrat gespritzt, und aufgrund dieses Ladungsunterschiedes wird die Beschichtung vom Substrat angezogen. Wenn genügend faseriges, kohlenhaltiges Material verwendet wird, so daß die Beschichtungszusammensetzung selbst elektrisch leitfähig ist, wird angenommen, daß die elektrische Ladung, die bei einer Beschichtungs zusammensetzung angewandt wird, die direkt auf ein Substrat mit niedriger Leitfähigkeit aufgetragen wird, dazu neigt, sich zu verteilen, sobald sie an das Substrat angelegt wird, und dadurch die Repulsion zwischen der bereits auf das Substrat aufgetragenen Beschichtungszusammensetzung und den geladenen Partikeln der Beschichtungszusammensetzung, die auf das Substrat gespritzt wird, reduziert.
  • Nachdem die Grundierungsschichtzusammensetzung auf das Substrat aufgetragen worden ist, wird die Zusammensetzung zwecks Aushärtung der Beschichtung erhitzt. Beim Aushärtungsvorgang werden die Lösemittel herausgetrieben, eine im wesentlichen kontinuierliche Beschichtung wird gebildet und die Beschichtung wird vernetzt. Der Erhitzungsvorgang erfolgt gewöhnlich mit niedrigen Temperaturen. Typischerweise können Temperaturen angewendet werden, die so niedrig wie 225ºF (107ºC) oder so hoch wie 325ºF (163ºC) sind. Die Beschichtung kann jedoch ohne nachteilige Auswirkungen höheren Temperaturen, so hoch wie 400ºF (204ºC), ausgesetzt werden. Die Aushärtungszeit liegt typischerweise bei 15 bis 60 Minuten, gewöhnlicher im Bereich von 20 bis 40 Minuten. Die Dicke der ausgehärteten Grundierungsschicht beträgt typischerweise 5 bis 250 um (0,2 bis 10 Mil), vorzugsweise 13-50 um (0,5 bis 2 Mil).
  • Nach dem Aushärten sollte die Farbe der Grundierungsschicht einen Munsell-Wert von mehr als 3,5 haben, vorzugsweise mehr als ungefähr 5,5. Die Beschichtung sollte auch einen elektrischen Widerstand zwischen zwei an Punkten der Beschichtungsoberfläche angebrachten Elektroden von weniger als ungefähr 760 Megaohm pro Zoll (29.921,2 Megaohm pro Meter) haben, vorzugsweise weniger als ungefähr 600 Megaohm pro Zoll (23.622 Megaohm pro Meter) und am besten weniger als ungefähr 190 Megaohm pro Zoll (7.480,3 Megaohm pro Meter). Die oben erwähnten drei Größen des elektrischen Widerstandes sind äquivalent mit Ablesungen von 105 bzw. 110 und 130 auf dem Spritzfähigkeitsmeßgerät Modell Nr. 8333-00, beziehbar von Ransburg Corporation, Indianapolis, Indiana.
  • Nachdem die Grundierung auf dem Plastiksubstrat aufgetragen und ausgehärtet worden ist, kann ein End- oder Deckanstrich direkt auf die Grundierungsschicht aufgetragen werden. Der Deckanstrick kann irgendeine der in der Technik bekannten Zusammensetzungen für Anwendungen bei Kraftfahrzeugen sein oder eine anderweitig bekannte Zusammensetzung für Beschichtungskunststoffe. Diese Zusammensetzungen enthalten ein harzhaltiges Bindemittel und ein Pigment. Besonders brauchbare harzhaltige Bindemittel sind Acrylpolymere, Polyester, einschließlich Alkyden und Polyurethanen.
  • Die für den Deckanstrich brauchbaren Pigmente schließen Farbpigmente ein, die normalerweise für Anwendungen bei Kraftfahrzeugen benutzt werden, wie zum Beispiel Titandioxid, Eisenoxid, Chromoxid, Bleichromat und Carbon Black, sowie organische Pigmente, wie zum Beispiel Phthalocyaninblau und Phthalocyaningrün. Falls gewünscht können auch Metallpigmente, wie zum Beispiel Aluminiumflocken und eingekapselte Metalloxid-Glimmer im Deckanstrich verwendet werden. Typischerweise wird das Pigment der Beschichtungszusammensetzung in Mengen von 0,5 bis 25 Gewichtsprozent beigemengt, basierend auf dem Gesamtgewicht des Deckanstrichs. Falls gewünscht kann der Deckanstrich zusätzlich andere Materialien enthalten, wie zum Beispiel Durchflußregelungsmittel, Antioxidantien, UV- Lichtabsorptionsmittel und ähnliche. Diese wahlweisen Ingedienzien kommen typischerweise in Mengen bis zu 25 Gewichtsprozent vor, basierend auf den gesamten Harzfestbestandteilen. Es wurde festgestellt, daß die Anwendung der oben beschriebenen Grundierungsschicht das effektive Abdecken der Grundierung durch den Deckanstrich ermöglicht.
  • Der Deckanstrich kann auf die Grundierungsschicht mit herkömmlichen Methoden aufgetragen werden, wie zum Beispiel Aufstreichen, Spritzen, Flutbeschichten und ähnliche, aber meistens wird er durch Spritzen aufgetragen. Die üblichen Spritztechniken und Geräte für Spritzen mit Druckluft, elektrostatisches Spritzen, entweder durch manuelle oder automatische Methoden, können angewandt werden. Es wurde festgestellt, daß die leitfähige Grundierungsschicht das Auftragen des Deckanstrichs mit einer elektrostatischen Spritzausrüstung erleichtern wird.
  • Nach dem Auftragen des Deckanstrichs auf den Grundanstrich erfolgt eine Erhitzung zum Verschmelzen und Aushärten der Beschichtung. Beim Beschichtungsvorgang werden die Lösemittel herausgetrieben, eine im wesentlichen kontinuierliche Beschichtung wird gebildet und die Beschichtung vernetzt. Typischerweise erfolgt die Erhitzung mit 180º bis 325ºF (82º bis 163ºC) 15 bis 60 Minuten lang, abhängig vom Harzträger und Aushärtungsmittel, die im Deckanstrich vorhanden sind. Die Filmdicken des Deckanstrichs liegen typischerweise im Bereich von 25 bis 130um (1 bis 5 Mil).
  • Der Deckanstrich kann im Einschichtverfahren aufgetragen werden oder alternativ in einem sogenannten farbigtransparenten Verfahren, bei dem zuerst der pigmentierte oder gefärbte Grundanstrich auf die Grundierungsschicht aufgetragen wird, gefolgt vom Auftragen eines transparenten Deckanstrichs auf den gefärbten Grundanstrich. Solche Verfahren werden in der Automobilindustrie zunehmend angewandt, da sie für eine ausgezeichnete Farbtiefe im darunter liegenden Grundanstrich sowie einen hervorragenden Glanz, eine hervorragende Bildhelligkeit und Haltbarkeit der Beschichtung sorgen.
  • Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele erläutert, in denen die Anteile, wenn nicht anders angegeben, Gewichtsteile sind.
  • Beispiel A
  • Eine Harzzusammensetzung wurde aus den in untenstehender Tabelle 1 aufgeführten Bestandteilen hergestellt. Tabelle 1 Füllung Bestandteil Trimethylolpropan Neopentyl-Glykol Wasser Adipinsäure Tetrahydrophthal-Anhydrid Dibutylzinn-Dilaurat Methylisobutyl-Keton Phosphorsäure (85 % Konzentration) Aromatisches Naphtha¹ Gewichtsteile
  • ¹ Als SOLVESSO 100 beziehbar von Exxon Corp.
  • Als Anfang wurde die Füllung A in ein Reaktionsgefäß gegeben und geschmolzen. Dann wurde die Füllung B hinzugefügt und über eine Dauer von 6 Stunden auf 235ºC (455ºF) erhitzt, während die Temperatur an der Oberfläche der Packung unter 100ºC gehalten wurde. Die Reaktion wurde bei einem Säurewert von 3,0 und einer Gardner-Holdt- Viskosität von X für eine Lösung von 80 % Festkörpern in Xylol beendet. Das Produkt wurde auf 200ºC (392ºF) abgekühlt, und Vakuum wurde bis zu 400 Pa (3 mm/Hg) und 15 Minuten lang bis 160ºC (320ºF) gezogen. Das Vakuum wurde mit Stickstoff unterbrochen. Dann wurde das Methylisobutyl Keton hinzugefügt, wonach der Rest der Füllung C sehr langsam hinzugegeben wurde. Die Mischung wurde dann auf 160ºC (320ºF) erhitzt und bei dieser Temperatur gehalten, bis ein Säurewert von 26 erreicht war. Dann wurde alles Lösemittel abgezogen, und das Produkt wurde abgekühlt und die Füllung D hinzugefügt. Das fertige Produkt hatte eine Viskosität von Z&sub2;-Z&sub3;, eine Gardner-Holdt-Farbe von 3 und einen Säurewert von 29,3. Nach einer Erhitzung von 30 Minuten bei 150ºC (302ºF) hatte es einen Feststoffanteil von 74,3 %.
  • Beispiel B
  • Eine Lösemittelmischung wurde durch Mischen der in folgender Tabelle 2 aufgeführten Lösemittel hergestellt: Tabelle 2 Bestandteil SOLVESSO 100 Butylacetat Aromatisches Naphtha² Butanol Gewichtsteile
  • ² Als SOLVESSO 200 beziehbar von Exxon Corp.
  • Beispiel C
  • Ein Harz wurde aus den in der folgenden Tabelle 3 aufgeführten Bestandteilen hergestellt. Tabelle 3 Bestandteil Wasser Neopentylglykol Adipinsäure Isophthalsäure Phthalsäure Dibutylzinnoxid SOLVESSO 100 Gewichtsteile
  • Alle Bestandteile mit Ausnahme des SOLVESSO 100 wurden in ein Reaktionsgefäß gefüllt und auf 180ºC (356ºF) erhitzt und bei dieser Temperatur 30 Minuten lang gehalten. Dann wurde die Mischung auf 200ºC (392ºF) erhitzt und bei dieser Temperatur eine Stunde lang gehalten, dann auf 220ºC (428ºF) erhitzt und bei dieser Temperatur gehalten, bis ein Säurewert von 2,9 erreicht war. Dann wurde das Lösemittel hinzugefügt, und die theoretischen Festkörper betrugen 85 %.
  • Beispiel D
  • Eine weiße Paste wurde aus einer Mischung der in Tabelle 4 aufgeführten Bestandteile durch Vormischen unter hoher Geschwindigkeit, dreißigminütiges Rühren und anschließendes vierzigminütiges Mahlen in einer Sandinühle hergestellt. Tabelle 4 Bestandteil Zusammensetzung gemäß Beispiel A (74,2 % Festkörper) Harz gemäß Beispiel C (80 % Festkörper) Titandioxid Silika Silikonfreies Egalisiermittel³ Lösemittelmischung gemäß Beispiel B Gewichtsteile
  • ¹ Als ADDITOL XL 480 beziehbar von Hoechst Celanese Corp.
  • Beispiel E
  • Eine schwarze Paste wurde durch Mischen der in Tabelle 5 aufgeführten Bestandteile hergestellt: Tabelle 5 Bestandteil Gewichtsteile Aminfunktionelle Harzlösung (35 Gewichtsprozent)&sup4; Kohlenstoffibrillen&sup5; Bariumsulfat Melamin-Formaldehyd-Harz&sup6; SOLVESSO 100
  • &sup4; Als EFKA 47 beziehbar von Efka Chemical BV, Hillegom, Niederlande
  • &sup5; Als BN-1000 Graphitfibrillen beziehbar von Hyperion Catalysis International Inc., Lexington, Massachusetts
  • &sup6; Als CYMEL 303 beziehbar von American Cyanamid Co.
  • Beispiel F
  • Eine Lösemittelmischung wurde aus einer Mischung der in der folgenden Tabelle 6 aufgeführten Bestandteile hergestellt: Tabelle 6 Bestandteil Xylol Butylacetat Aromatisches Naphtha&sup7; Gewichtsteile
  • &sup7; Als SOLVESSO 200 beziehbar von Exxon Corp.
  • Beispiel 1
  • Eine hellgraue leitfähige Grundierung wurde durch Mischen der in der folgenden Tabelle 7 aufgeführten Bestandteile hergestellt. Tabelle 7 Bestandteil Weiße Paste gemäß Beispiel D Schwarze Paste gemäß Beispiel E Gewichtsteile
  • Die Mischung wurde zuerst mit Butylacetat auf eine Nr. 4 Ford Becherviskosität von 60 Sekunden und anschließend mit der Lösemittellösung gemäß Beispiel F auf eine 30 Sekunden Viskosität verdünnt. Die resultierende Zusammensetzung hatte folgende Merkmale:
  • Feststoffanteil (Spritzviskosität): 68-70 %
  • Verhältnis Polyester : 771368/771344: 70/30
  • Verhältnis Polyester/Melamin: 80/20
  • Verhältnis Pigment/Bindemittel: 50/50
  • Kohlenstoffibrillen (Gewichtsprozent): 0,335
  • Diese Zusammensetzung wurde elektrostatisch auf eine aus einer Harzmatte (SMC) geformte Platte gespritzt bis zu einer Dicke von 51 bis 64 um (2 bis 2,5 Mil). Nachdem Sie Minuten lang bei 140ºC (284ºF) ausgehärtet worden war, wies die ausgehärtete Beschichtung folgende Merkmale auf:
  • Elektrischer Widerstand: < 190 Megaohm pro Zoll
  • (< 7,480,3 Megaohm pro Meter)
  • Munsell-Wert: 7
  • Dicke: 38 bis 51 um (1,5 bis 2 Mil)

Claims (14)

1. Eine Methode zum Auftragen einer zusammengesetzten Beschichtung auf ein Plastiksubstrat, umfassend:
(a) das Auftragen einer leitungsfähigen Zusammensetzung einer Grundierungsschicht auf das Plastiksubstrat, wobei die besagte Zusammensetzung der Grundierungsschicht ein harzartiges filmbildendes Bindemittel, ein faseriges kohlenhaltiges Material und ein hell gefärbtes Pigment umfaßt, in der das faserige kohlenhaltige Material in einer Menge von 0,05 bis 5 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der Zusammensetzung der Grundierungsschicht vorhanden ist und das hell gefirbte Pigment in einer Menge von 20 bis 70 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der Zusammensetzung der Grundierungsschicht vorhanden ist und die Grundierungsschicht nach dem Auftragen auf das Substrat und dem Aushärten elektrisch leitungsfähig ist und einen Munsell-Wert von mehr als 3,5 hat;
(b) das elektrostatische Auftragen einer Deckschicht auf die Grundierungsschicht, mit dem die Grundierungsschicht durch die Deckschicht verdeckt wird.
2. Die Methode nach Anspruch 1, in der das Plastiksubstrat faserverstärkt ist.
3. Die Methode nach Anspruch 1, in der das faserige kohlenhaltige Material verschlungene Fasern umfaßt.
4. Die Methode nach Anspruch 1, in der das faserige kohlenhaltige Material Kohlenstoffibrillen enthält.
5. Die Methode nach Anspruch 4, in der die Kohlenstoffibrillen im wesentlichen unterbrochen und zylindrisch sowie gekennzeichnet sind durch einen weitgehend konstanten Durchmesser zwischen 3,5 und 70 Nanometern, eine Länge von mehr als 100 Mal der Durchmesser, einen Außenbereich von multiplen, im wesentlichen fortlaufenden Schichten geordneter Kohlenstoffatome und einen deutlichen inneren Kernbereich, wobei jede der Schichten und der Kern weitgehend konzentrisch um die zylindrische Achse der Fibrille herum angeordnet sind.
6. Die Methode nach Anspruch 5, in der die Kerne der Kohlenstoffibrillen hohl sind.
7. Die Methode nach Anspruch 5, in der der innere Kernbereich der Fibrillen Kohlenstoffatome umfaßt, die weniger geordnet sind als die geordneten Kohlenstoffatome des Außenbereichs.
8. Die Methode nach Anspruch 5, in der die geordneten Kohlenstoffatome der Fibrillen graphitisch sind.
9. Die Methode nach Anspruch 5, in der der Durchmesser der Fibrillen zwischen 7 und 25 Nanometern beträgt.
10. Die Methode nach Anspruch 5, in der der innere Kernbereich der Fibrillen einen größeren Durchmesser als 2 Nanometer hat.
11. Die Methode nach Anspruch 1, in der die elektrisch leitfähige Grundierungsschicht eine Farbe mit einem Munsell-Wert von mehr als 5,5 hat.
12. Die Methode nach Anspruch 1, in der die elektrisch leitfähige Grundierungsschicht einen elektrischen Widerstand zwischen Punkten auf ihrer Oberfläche von weniger als 760 Megaohm pro Zoll (29.921,2 Megaohm pro Meter) hat.
13. Die Methode nach Anspruch 1, in der die elektrisch leitfähige Grundierungsschicht einen elektrischen Widerstand zwischen Punkten auf ihrer Oberfläche von weniger als 600 Megaohm pro Zoll (23.622 Megaohm pro Meter) hat.
14. Die Methode nach Anspruch 1, in der die elektrisch leitfähige Grundierungsschicht einen elektrischen Widerstand zwischen Punkten auf ihrer Oberfläche von weniger als 190 Megaohm pro Zoll (7.480,3 Megaohm pro Meter) hat.
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