JPS58132058A - 導電性塗料組成物の調製方法 - Google Patents

導電性塗料組成物の調製方法

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JPS58132058A
JPS58132058A JP57013960A JP1396082A JPS58132058A JP S58132058 A JPS58132058 A JP S58132058A JP 57013960 A JP57013960 A JP 57013960A JP 1396082 A JP1396082 A JP 1396082A JP S58132058 A JPS58132058 A JP S58132058A
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佐古 純一
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、導電性塗料組成物に関する。
導電性カーボンブラックまたはカーボンブラッりとグラ
ファイトを溶剤型高分子材料と共に溶剤に均一分散させ
た導電性塗料は、優れた電気特性を有するため、各種電
気部品材料、建築材料などとして各分野番こおいて広く
使用されている。
通常この導電性塗料は、カーボンブラックまたはグラフ
ァイト粉末と高分子材料を有機溶剤と共に均一に混線し
て調製されている。しかし、塗料ベースである高分子溶
液中にカーボンブラックまたはグラファイトを均一かつ
安定に分散させることは、各成分の比重、粒度、流動性
が異なるため、かなり困難であり、所定の抵抗値の塗膜
を再現性よく得ることは難かしい。また、分散が不均一
であると、カーボンブラックなどの混入量を多くしても
、その割に体積抵抗率を低くすることができないという
難点もある。
従来、カーボンブラックまたはカーボンブラックとグラ
ファイトを高分子溶液に均一に分散させる方法としては
、導電材と高分子材料を予め2本ロール、ミキサーなど
で十分に混合したものを有機溶剤に混合して塗料にする
方法、または導電材混練して塗料にする方法がとられて
いる。
しかし、前者の方法ではカーボンブラックと高分子の粉
末粒度が著しく異なるため、塗膜として均質なものがで
きす、体積抵抗率も大きく、再現性も悪い。これらを解
決するために機械的手段で強力に混合すると導電性カー
ボンのストラフチャーが切断され、均一分散はできても
体積抵抗率は小さくならない。
一方、後者の方法では混線中粘度が高くなり均一な混練
物が得にくくなるため、溶液濃度を下げたり、導電材の
混入量を少な(して粘度を下けて行われるので体積抵抗
率が大きい塗料しか得られない。
本発明者らは、多量のカーボンブラックまたは分散させ
た溶剤型導電性塗料を得るため、鋭意研究を重ねた結果
、予め導電材を有機溶剤中にボールミルなどにより均一
分散させた分散液と有機溶剤に溶解させた高分子材料を
混合することによって目的を達成しうることを見い出し
、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の要旨は、 fa)カーボンブラックまたはカーボンブラックとグラ
ファイトの有機溶剤分散物、および(b)有機溶剤に溶
解しうる高分子材料の有機溶剤溶液の混合物であって、
fa)または(1))のいずれよりも高い粘度を有する
ことを特徴とする導電性塗料組成物に存する。
導電性カーボンブラックは、比表面積が大きく、吸油性
か大きいため、高分子溶液と混練すると著しく粘度か上
昇し、均一な分散体を得ることはできないが、本発明に
従えば、導電材を有機溶剤中で5〜15重口%濃度で混
練することによって低粘度(通常約100〜5(100
cp)の均一な分散液か得られ、この分散液を低粘度(
通常約1000〜5000 CP)の高分子溶液と攪拌
混合することは容易で、しかも均一に導電材が分散した
導電性塗料か得られるのである。更に攪拌を継続すると
粘度か徐々に上昇し、分散液(哨および溶液tb+のい
ずれの粘度よりも粘度の高い(通常約5000〜100
000 CP)塗料組成物ができる。この組成物は分散
安定性が良いうえ、体積抵抗率も著しく小さくなる。本
発明によれば、導電材を非常に高い割合で混入すること
ができ、たとえは高分子100重量部に対して導電材を
10〜20OiJift部加えても容易に均一な混合物
を得ることかできる。
導電材であるカーボンブラックとしては、1)13P吸
油量100〜400−/100g、平均粒径lO〜70
mμのものが好ましく用いられる。
グラファイトとしては、結晶性で、粒径数μ〜数百μの
天然または人造グラファイトが用いられる。
導電材は、全組成物重量に対し10〜60重鉦%の割合
で加える。
カーボンブラックとグラファイトを混合物として用いる
場合、カーボンブラック/グラファイトの重量比は、目
的とする塗膜の導電性を高(するために組成物中のカー
ボンブラックとグラファイトの合計社に応して下表のよ
うに変えて用いる。
第  1  表 高分子材料としては、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ビニ
リデンフルオライド/テトラフルオロエチレン共重合体
が好ましく例示でき、就中フッ素ゴムが特に好ましい。
本発明で用いるフッ素ゴムは高度にフッ素化された弾性
状の共重合体であって、と(に好ましいフッ素コムとし
ては通常40〜85モル%のビニリデンフルオライドと
これと共重合しうる少くとも一種の他のフッ素含有エチ
レン性不飽和単量体との弾性状共重合体が挙げられる。
またフッ素コムとしてポリマー鎖にヨウ素を含むフッ素
ゴム、例えはポリマー鎖末端に0.001〜10車組%
、好ましくは0.01〜5重量%のヨウ素を結合し、前
記と同じ40〜85モル%のビニリデンフルオライドと
これと共重合しうる少くとも一種の他のフッ素含有エチ
レン性不飽和単量体とからなる弾性状共重合体を主組成
とするフッ素ゴム(特開昭52−40543号参照)も
また有効(こ使用することができる。ここにビニリデン
フルオライドと共重合して弾性状共重合体を与える他の
フッ素含有エチレン性不飽和単量体としてはへキサフル
オロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、トリフル
オロエチレン、トリフルオロクロロエチレン、テトラフ
ルオロエチレン、ビニルフルオライド、パーフルオロ(
メチルビニルエーテル)、パーフルオロ(エチルビニル
エーテル)、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)
などが代表的なものとして例示される。とくに望ましい
フッ素?゛ムはビニリデンフルオライド/ヘキサフルオ
ロプロピレン二元弾性状共重合体およびビニリデンフル
オライド/テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプ
ロピレン三元弾性状共重合体である。
有機溶剤としては、メタノール、エタノール、プロパツ
ール、エチレングリコール、カルピトール、セロソルブ
などのアルコール、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトンなどのケトン類が用いられる。また、導電材
の混練用としては、これらのほかに、挿接速度などを調
整するために他の溶剤、たとえばイソホロン、トルエン
、キシレンなどを用いることができる。
本発明の組成物には、上記成分の他に、所望により界面
活性剤、加硫剤、受酸剤、充填剤などを加えることかで
きる。
界面活性剤は、主として導電材を溶媒中で混練する際に
用いられ、均一分散を促進する。また、脂肪酸エステル
を用いても同様の効果が得られる。
界面活性剤としては、いずれの界面活性剤も用いること
ができる。界面活性剤の具体例としては、非イオン性界
面活性剤としてソルビタンモノオレエート、アルキルア
ルキロールアミドなト、陰イオン性界面活性剤としてラ
ウリルアルコール硫酸エステルナトリウム塩、陽イオン
性界面活性剤としてオキシエチレンドデシルアミンなと
、その他高級脂肪酸エステルも均一分散に効果的である
界面活性剤は、導電材に対して1〜30市量部、好まし
くは4〜15重置部の割合で用いられる。
加硫剤としては、アミノシラン化合物またはこれとアミ
ン化合物の混合物か用いられる。
アミノシラン化合物としては、γ−アミノプロピルトリ
エトキシシラン(以下、A−1100と言う)、N−β
−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、N−(トリメトキンンリルプロピル)エチレンジア
ミン、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルメチ
ルジメトキンシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキ
シシラン、β−アミノエチル−β−アミノエチル−γ−
アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙けられる。
アミン化合物としては、脂肪族炭化水素基に直結する少
なくとも1個の末端アミン基を有するアミン化合物か好
ましく、その代表的な化合物を例示するとエチルアミン
、プロピルアミン、ブチルアミン、ベンジルアミン、ア
リルアミン、n−アミルアミン、エタノールアミンなど
のモノアミン類、エチレンジアミン、トリメチレンジア
ミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミ
ン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4゜8
、lO−テトラオキサスピロ[5,5)ウンデカン(以
下v−11という)などのジアミン類、ジエチレントリ
アミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペン
タミン、ペンタエチレンヘキサミンなどのポリアミン類
が挙けられ、就中、2個以上の末端アミン基を有するア
ミン化合物がより好ましい。
アミノシラン化合物の添加量は、通常フッ素ゴム100
重量部当たり1〜30重量部、好ましくは1〜20重量
部である。所望によりアミン化合物を添加した場合には
、アミノシラン化合物とアミン化合物の総和が上記の値
をとる様に配合する。
割合はモル比で1=99〜90:10の範囲から選ばれ
る。
前記受酸剤としてはフッ素ゴムの加硫に通常用いられる
ものが同様に使用され、例えば2価金属の酸化物または
水酸化物の1種または2種以上か用いられる。具体的に
はマグネシウム、カルシウム、亜鉛、鉛などの酸化物ま
たは水酸化物が例示される。また前記充填剤としてはシ
リカ、クレー、珪藻土、タルク、カーボンなどが用いら
れる。
本発明の塗料組成物は、塗料の通常の塗装法(ハケ塗り
、浸漬、吹付けなど)によって基材に塗布または含浸さ
れ、室温〜400°C好ましくは100〜400℃の温
度条件下で乾燥、硬化させることによって目的とするフ
ッ素ゴム塗膜とすることができる。
次に実施例および比較例を示し本発明を具体的に説明す
る。
実施例1 導電材としてアセチレンブラックとグラファイト粉末の
混合物(重量比7:3)100g、酸化マグネシウム5
g、メチルイソブチルケトン395gおよびV−113
,!i+をボールミルで14時間混練して分散物を調製
した。粘度630 CP。
一方、ビニリデンフルオライド/ヘキサフルオロプロピ
レン/テトラフルオロエチレン共重合体ゴム(ダイキン
工業株式会社製[ダイエルG501J)150gをメチ
ルエチルケトン500yに溶解して溶液を調製した。粘
度2500 CP−0得られた分散物と溶液を高速攪拌
混合すると、徐々に粘度か上昇し、60000 Cpで
一定となった。これをドクターナイフでポリエステルフ
ィルム上に塗布し、160℃で30分間乾燥して厚さ約
25μの導電性フィルムを得た。このフィルムの体積抵
抗率は0.060Ω・αであった。
実施例2 実施例1と同じ導電材混合物100gをメチルエチルケ
トン400.9と共に実施例1と同様に混練して分散物
を調製した。粘度580 CP。
ウレタンゴム(大日本インキ株式会社製「パンデツクス
−51674)100gをジメチルアセトアミド400
gに溶解して溶液を調製した。粘度2800cp。
得られた分散物および溶液を高速攪拌混合して粘度45
000CP の塗料を得た。これから実施例1と同様に
して厚さ約26μの導電性フィルムを得た。このフィル
ムの体積抵抗率は0.068Ω・aであった。
比較例1 実施例1で用いた各成分を最初から同時にボールミルで
18時間混練した。粘度は45 o o OCPとなっ
た。これは分散が均一でなく、得られたフィルムの体積
抵抗率は0.44Ω・0であった。
比較例2 実施例1で用いた各成分を、溶剤を除いて2本ロールで
混練し、これを該溶剤に分散させて分散液を調製した。
この分散液から実施例1と同様にしてフィルムを作成し
た。このフィルムの体積抵抗率は0.32Ω・Cであっ
た。
実施例3 導電材としてファーネスブラックとグラファイトの混合
物(重量比4:6)150g、酸化マグネンウム5gお
よびメチルエチルケトン995gをボールミルで13時
間混練して分散物を調製した。粘度150 CP。
フッ素ゴム(ダイキン工業株式会社製[ダイエルG−9
01J )100 gをメチルエチルケトン300gに
溶解して溶液を調製した。粘度4500cp・ 得られた分散物と溶液を実施例1と同様に混合して塗料
を得た。この塗料の粘度はs o o o ocpであ
り、これにv−11/メチルエチルケトン(重量比1/
1)6gを添加し、フィルム化したものの体積抵抗率は
0..02Ω・Cであった。
この組成は、フッ素ゴム100重量部に対して導電材混
合物が150重量部という高割合であるにもかかわらず
、均一に分散した塗料であった。
特許出願人 ダイキン工業株式会社 代理 人 弁理士青 山 葆(ほか2名)1、事件の表
示 昭和57年特許願第13960号 2、発明の名称 導電性塗料組成物 3、補正をする者 事件との関゛係 特許出願人 住所 大阪府大阪市北区梅田1丁目12番39号新阪急
ビル 名称 (285)  ダイキン工業株式会社代表者 山
 1) 稔 4、代理人 〒541 5、補正命令の日付: (i発) 6、補正の対象 7、補正の内容 明細書の発明の詳細な説明の欄中、次の箇所を補正しま
す。
(1)5頁末5行、[50旧)cpJの後に、「、好ま
しくは約10 +:+〜20 +l l) cpJを挿
入。
(2)5頁末3行、I’ 5001’、) cplの後
に、[、好ましくは約1 (’100〜3 (:) (
’、) (’l cp Jを挿入。
(3)6百3行、rcpJの後に、「、好ましくは約6
000〜2()旧)(lcpJを挿入。
(4)lO@d〜9行、[これとアミン化合物4を、[
アミン化合物もしくはこれら」と訂正。
(5N2頁10行、し、カーボン1を削除。
以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、fa)カーボンブラックまたはカーボンブラックと
    グラファイトの有機溶剤分散物、およびfb)有機溶剤
    に溶解しうる高分子材料の有機溶剤溶液の混合物であっ
    て、fa)または(b)のいずれよりも高い粘度を有す
    ることを特徴とする導電性塗料組成物。 2、分散液fa)中のカーボンブラックまたはカーボン
    ブラックとグラファイトの濃度が5〜15重量%であり
    、分散液の粘度が100〜5o o o cpである特
    許請求の範囲第14記載の組成物。 3、カーボンブラックが導電性のアセチレンブラック、
    ファーネスブラック、チャンネルブラックまたはサーマ
    ルブラックである特許請求の範囲第1項または第2項記
    載の組成物。 4、溶液(b)の高分子材料濃度が10〜30重量%で
    あり、溶液の粘度が1000〜5000 Cpである特
    許請求の範囲第1項記載の組成物。 5、高分子材料がフッ素ゴム、ウレタンゴムまたはフッ
    化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体である
    特許請求の範囲第1唄または第4項記載の組成物。 6、混合物の粘度が5000 CP より高く、かつl
    o o o o o cp以下である特許請求の範囲第
    1唄記載の組成物。 7、高分子材料100重量部に対しカーボンブラックま
    たはカーボンブラックとグラファイト10〜150重量
    部を含有する特許請求の範囲第1項記載の組成物。 8、組成物から得たフィルムの体積抵抗率か0.3〜0
    .01Ω・Cである特許請求の範囲第1唄記載の組成物
    。 9、混合物中の固形分含有量が10〜40重置%である
    特許請求の範囲第1項記載の組成物。
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