TWI313280B - Antistatic-coated moulding and process for its production - Google Patents
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Description
1313280 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種供製造具有電導性之塑料模塑物的 方法,同時也係關於一種具有電導性之塑料模塑物以及彼 等之用途。 【先前技術】
歐洲專利第0 514 557 B1案號揭示了一可形成透明導 電性塗膜之塗覆溶液,彼包含溶於熱一固化型二氧化矽-聚合物-淸漆之基質中的粉末狀電導性粒子,亦即以金屬 氧化物爲基之粒子,如氧化錫。舉例之’受塗覆之基材( 如陶瓷表面)可具有5 00至7000 (埃’ )厚度範
圍之淸漆塗層。需強調地此類產品之優點是,導電性粒子 主要係以各別粒子形態存在,且幾乎沒有或完全不會聚集 。由於二氧化矽-聚合物-淸漆系統必須在非常高的溫度 下固化,且經常會脆化並具有很差的附著力,所以根本不 適用於塗覆許多塑料基材。 歐洲專利EP-A 0 9 1 1 8 5 9案號係揭示一由透明基材 、透明電導性塗膜及另一透明塗膜所組成之透明電導性構 件。該於黏合劑基質中所用之電導性粒子包含粒子大小在 1至1 00 nm之塗覆金一或鉑的銀顆粒。尤爲特別地,在 比較性實施例中,熱-固化之矽氧烷-淸漆系統是使用由 氧化錫銦(ITO )所組成之粒子。 德國專利第1 〇 1 29 3 74案號則揭示一從具有電導性 (2) 1313280
塗膜之塑料中製造模塑物的方法,彼係藉由本身已知之方 法以一淸漆系統塗覆模塑物之一或多個面,而該淸漆系統 係由a )黏合劑' b )適當之溶劑、c )常用於淸漆系統之 其他適當的添加劑及d ) 1 0至3 0 0重量份(相對於組份a )之具有中値粒子大小在5至1 3 〇 nm的電導性金屬氧化 物粉末所組成’並且在使該淸漆塗層固化之前,需先以此 一方式’即在一半淸漆塗層中之金屬氧化物粉末粒子其濃 度是隨著空氣增加而朝向界面的方式來處理該模塑物或使 之老化’如此至少有6 5 %粒子將位於此—半之淸漆塗層 中,然後固化此淸漆塗層或讓其固化。 【發明內容】 目標
本目標係提供一種供製造模塑物,該模塑物係由一具 有電導性塗膜之塑料所組成,其中縱使使用比常用量還少 的金屬氧化物粉末,也能達到良好的導電性。電導性金屬 氧化物粉末,如氧化錫銦(ITO )可以粉末形態用於淸漆 系統,以便在任何形式之模塑物上產生電導性塗膜。電導 性金屬氧化物粉末之商業上缺點是價格太高,所以此一形 式之塗膜只能供應給相當高價格之產品。以實例說明之, 氧化錫銦(ITO )粉末之高價位尤爲特別地乃導因於包含 眾多繁複操作過程之溶膠製備方法。另一目的係欲避免德 國專利第1 0 1 2 9 3 74案號中包括含使先前受塗覆之塑料 模塑物老化所需步驟,就其原因是塑料模塑物在此階段非 -6- (3) 1313280 常容易受到機械性損傷。尙有另一目的係欲發現可以低價 格產品取代昂貴ITO且不會實質地削弱塗膜之功能性,如 電導性或耐刮性之方法。另一目的係開發一淸漆系統,使 其可摻入最大含量之電導性金屬氧化物粉末及奈米粒子而 不會增加該淸漆系統之黏度致無法處理的程度。 目標之達成
此一目標可經由一可從塑料中製造模塑物並依已知方 式以一淸漆系統塗覆模塑物之一側的方法而達成,而該淸 漆系統包含:
a )黏合劑或黏合劑混合物 b )可選擇之溶劑或溶劑混合物,及 c )可選擇之常用於淸漆系統之其他添加劑,及 d )可選擇之增稠劑、或增稠劑混合物 e ) 5至5 0 0重量份(相對於組份a))之具有中値主 要粒子大小在1至80 nm且聚集程度百分率爲〇.〇1至99 的電導性金屬氧化物粉末,聚集程度一詞乃表示爲,就 所述之百分率範圍,該等主要粒子[sic]包括至少兩種主要
聚集程度可藉使用(5J奢電子顯微鏡在已塗裝之淸漆上 以光學方式測量。''粒子、主要粒子或各別粒子〃、 '、聚 集物〃與 ''附聚物〃之名詞乃如DIN 5 3 206 (】972年8 月)中所定義。 f)以及5至5 0 0重量份(相對於組份a ))之具有中 (4) 1313280 値主要粒子大小在2至1 〇 0 n m的奈米粒子, 然後’固化該淸漆塗層,或讓其固化。 本發明進一步係提供可藉由本發明方法製得之具有電 導性塗膜的模塑物,及其用途。 【實施方式】 發明之操作
黏合劑或黏合劑混合物a ) 該黏合劑可爲物理方式乾燥或是熱-固化或化學-固 化或高能量輻射一固化之有機或混合型有機/無機黏合劑 或黏合劑混合物。 有機黏合劑包括有機單體,寡聚物及/或聚合物。實 例有:聚(甲基)丙烯酸酯' 乙烯基(共)聚合物、環氧 樹脂、聚胺基甲酸酯或醇酸樹脂、交聯和非交聯反應性稀 釋劑。
需明瞭的是,反應性稀釋劑係一可與淸漆共聚合之低 黏度單體,而交聯反應性稀釋劑在其分子內具有二或多個 可聚合基。 反應性稀釋劑之實例可爲丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸羥 乙酯,而交聯反應性稀釋劑之實例有己二醇二(甲基)丙 烯酸酯。以實例說明之,混合型有機/無機的黏合劑包括 :聚矽氧烷、矽烷共縮合物、矽酮或上述化合物與有機聚 合物之嵌段共聚物。 其他實例還有雜化聚合物,其係爲彼等之單體和寡聚 (5) 1313280
物組份的混合物形式。這些物質可爲(甲基) 環氧化物或與異氰酸酯並與各別適當之固化劑I 舉例之,合適之單體包括r -甲基丙燦氧 氧基矽院(Silquest公司之A174NT)、己二 酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、Serpol QMA Delden BV, NL公司)、二丙二醇二丙稀酸醋 三一四丙稀酸醋[sic]、Bisomer PPA6E'聚丙 酸酯、Sarto mer 335、二一三經甲基丙院四丙 、Sartomer CD 9038、乙氧基化雙酣二丙 Sartomer CD 406 '環己烷二甲醇二丙烯酸酯 SR 335、丙稀酸月桂醋、SartomerSR 285、四 酸酯、S art 〇 mer SR 339、丙烯酸2 —苯氧基乙酉 溶劑b ) 適當地,在淸漆系統中之溶劑是醇類,醚 。彼等可互相混合’或者合適的話可與其他溶 或芳族烴或是酯類混合。 較佳之溶劑包括醇、醚醇或彼等之混合物 溶劑如醋酸丁酯、二丙酮醇和甲苯之混合物。 添加劑c ) 適虽地’在淸漆系統中之常用添加劑有流 潤濕劑、分散添加劑 '抗氧化劑、反應性稀釋 、位阻@女光女定劑(HALS )、或UV吸引劑 丙烯酸酯與 的組合物。 基丙基三甲 醇二丙烯酸 189 ( Servo 、季戊四醇 二醇一丙烯 稀酸酯[sic] 烯酸酯、 ' S artomer 氫糠基丙烯 醇或酯醇類 劑,如脂族 ,醇與其他 動控制劑、 劑、消泡劑 。在這些表 (6) 1313280 面活性劑中,更佳的是產品Byk 045、Byk 3 3 5、Efka 83 、Tego 440、矽烷GF16(Wacker公司)。較佳的UV吸 弓 I 齊!1 有·· Norbloc 7966 ' Bis - DHB - A (Riedel de Haen 公司)、CGL ]04 (Ciba 公司)、3— (2_苯並三唑基
)一 2 -羥基—5 -第三一辛基苄基甲基丙烯醯胺、取自 BASF 公司之 UVA 635 - L' Uvinul N35、Tinuvin 等級之 1 130、3 29及3 8 4。較佳之位阻胺光安定劑有Tinu vi η等 '級之 7 70 ' 440、144、123、765、292、268° 增稠劑或增稠劑混合物d) 可使用之增稠劑或增稠劑混合物包括合適之聚合物, 舉例之,有 Roehm GmbH & Co. KG公司所製造販售之 PLEX ® 8 7 7 0 F。此產品 PLEX ⑧ 8770 F 係一由約 75
重量%甲基丙烯酸甲酯與約2 5重量%丙烯酸丁酯所組成 之高分子量PMMA。其黏度値J約II (在攝氏20度下於 氯仿中測得)。此產品是利用2,2 / —偶氮雙(異丁腈 )做爲引發劑並藉由懸浮液聚合反應而製備。懸浮液聚合 法乃爲熟造此藝者所週知。 其他合適之增稠劑有:寡聚物之環氧基丙烯酸酯,如 Ebecryl 605、Ebecryl 008,胺基甲酸乙酯丙烯酸酯’如 Ebecryl 210、Ebecryl 264、Ebecryl 2 84、Ebecryl 5129、 Ebecryl 1 2 90 ;矽酮丙烯酸酯,如Ebecry】3 50或Ebecry】 360;聚酯丙烯酸酯,如Ebecryl 44〇,環氧基丙烯酸酯如 Jaegalux 3300’聚酯丙烯酸酯如jaegaiux 1300;聚乙二 -10- (7) 1313280 醇二丙烯酸酯,如取自1GM Resin BV, Waa] wijk,NL公司 之EM 2 2 7。具有商品名Ebecryl之產品可由UCB,Kei.pen 公司取得。 由a ) 、b ) ' c )及d )組成之淸漆系統
以實例說明之,合適之物理方式乾燥的淸漆包含3 0 重量%聚合物(即聚甲基丙烯酸甲酯(共)聚合物)及 7 〇重量%溶劑(如甲氧基丙醇和醋酸丁酯)。經由薄層 塗覆後,此淸漆會透過溶劑蒸發而自我固化。 舉例之,合適之熱-固化淸漆可爲聚矽氧烷淸漆,其 可藉由使烷基烷氧基矽烷部份水解並進行縮合作用而製得 。經由數小時之加熱,如在6 0至1 2 0 t下使任何溶劑蒸 發後,即可固化。
舉例之’合適之化學一固化淸漆系統可由聚異氰酸酯 與多元醇之混合物組成。一旦彼等反應性組份組合時,在 數分鐘至數小時內該淸漆系統就會自我固化。 舉例之’合適之輻射一固化淸漆系統,若適當的話, 可由具有乙烯基不飽和度之多元不飽和化合物與可進行自 由基聚合反應之(甲基)丙烯酸酯化合物的混合物組成。 適當地’在加入一可被輻射活化之聚合引發劑後,將之曝 露於高能量輻射如UV輻射或電子光束後,即可固化。耐 刮性淸漆之實例係揭示於歐洲專利ED-A 1 95 07 1 74案號 中。 本文之成份a ) 、b )及c )可表示以聚(甲基)丙烯 -11 - (8) 1313280 酸酯爲基、以聚矽氧烷爲基、以聚胺基甲酸醋爲基、以環 氧基樹脂爲基、或者適當地以可藉自由基路徑聚合之多官 能乙烯系單體爲基的淸漆系統。 更佳之淸漆系統係包含在固化時具有至少5莫耳;%, 較佳地1 0至2 5莫耳%含量(相對於黏合劑)之官能性極 性基的黏合劑。 一合適之塗料組成物包含
aa) 70至95重量% (相對於aa)至ee)全部組份) 之由如下化學式(I )之聚氧化烯二(甲基)丙烯酸酯所 組成的混合物 H2C = C(R)-C(0)-0-[CH2-CH2-0]n-C(0)-C(R) = CH2 (I) 其中 η = 5至30 及R二Η或CH3 其中
aal) 50至90重量%之該化學式(1)之聚氧化烯 二(甲基)丙烯酸酯混合物是由平均分子量(Mw)在 3 0 0至7 0 0的聚氧化烯二醇所形成,及 aa2) 50至10重量%之該化學式(1)之聚氧化稀 二(甲基)丙烯酸酯混合物是由平均分子量(Mw)在 900至1300的聚氧化烯二醇所形成,以及 b b ) 1至1 5重量% (相對於a a )至e e )全部組份) 之如下化學式之(甲基)丙烯酸經院基醋 H2C = C(R)-C(0)-〇-[CH2]m-〇H (II) 其中ηι = 2至6 -12- (9) 1313280 及R= Η或CH3 c c ) 0至5重量% (相對於a a )至e e )全部組份)之 做爲交聯劑的鏈烷多元醇聚(甲基)丙烯酸酯 dd ) 0.]至1 0重量% (相對於aa )至ee )全部組份 )之UV聚合引發劑,及 ee )適當地,可用於UV -固化塗料之其他已知添加 劑,例如UV吸引劑及/或用於流動控制和流變學之添加
ff) 0至3 00重量% (相對於aa )至ee )全部組份) 之易於經蒸發除去的溶劑,及/或〇至3 0量% (相對於 aa )至ee )全部組份)之單官能反應性稀釋劑。 上述說明之淸漆系統係Roehm GmbH & Co. KG公司 於2000年1月18曰之德國專利DE— A 100 02 059案號 中的主題物質。 以實例說明之,帶有增稠劑之混合規格乃具有如下之 組成份: Φ aa ) 7 0至9 5重量% (相對於aa )至ff)全部組份) 之由如下化學式(I)之聚氧化烯二(甲基)丙烯 酸醋 所組成的混合物 H2C = C(R)-C(0)-〇-[CH2-CH2-〇]n-C(0)-C(R) = CH2 ⑴ 其中η = 5至30 及R= Η或CH3 其中 aal) 50至90重量%之該化學式(I)之聚氧化烯 -13- (10) 1313280 二(甲基)丙烯酸酯混合物是由平均分子量(Mw )在 3〇〇至700的聚氧化烯二醇所形成,及 aa2 ) 50至10重量%之該化學式(I )之聚赵 < X氧化烯 二(甲基)丙烯酸酯混合物是由平均分子量(Mw } # 9〇〇至1 3 00的聚氧化烯二醇所形成,以及 bb ) 1至1 5重量% (相對於aa )至ff)全部組份) 之如下化學式之(甲基)丙烯酸羥烷基酯
H2C = C(R)-C(0)-0-[CH2]m-0H ⑴) 其中m = 2至6 及R= Η或CH3 cc ) 0至5重量% (相對於aa )至ff)全部組份)之 做爲交聯劑的鏈烷多元醇聚(甲基)丙烯酸酯 dd) 0.1至10重量% (相對於aa)至ff)全部組份 )之UV聚合引發劑,及
ee )適當地’可用於UV -固化塗料之其他已知添加 劑,例如UV吸引劑及/或用於流動控制和流變學之添 加劑 ff) 0至3 00重量% (相對於aa)至ff)全部組份) 之易於經蒸發除去的溶劑,及/或0至3 0量% (相對於 a )至e)全部組份)之單官能反應性稀釋劑 gg ) 〇_5至50重量% (相對於aa )至ff)全部組份 )之增稠劑或增稠劑混合物。 此形式之淸漆系統由於含有比常用含量還多之官能性 極性基’所以可吸引水’舉例之,彼等可用做爲摩托車安 -14- (11) 1313280 全帽護目鏡之塗料,以防止內面的細霧。將電導性金屬氧 化物粉末與經常在環境中進行之水吸收作用結合時’將可 對塗膜之電導性產生進一步改良。 電導性金屬氧化物粉末e )
合適之電導性金屬氧化物粉末e )具有在1至80 nm 範圍內之主要粒子大小。在未分散狀況下之金屬氧化物粉 末e)也有可能是主要粒子的凝聚物或附聚物,並且聚集 在一起,此附聚物之粒子大小將可高至2000或1000 nm 。而凝聚物之大小也將高至5 00 nm,較佳地高至200 nm
金屬氧化物粉末之主要粒子的中値粒子大小可藉助於 傳送電子顯微鏡測量,且於主要粒子的情況下通常是爲5 至50,較佳地10至40,更佳地15至35 nm範圍內。其 他相關於中値粒子大之適當測量方法有布勞諾吸附法( Brunauer— Emmett — teller adsorption ) (BET)或 X —射 線繞射測量法(XRD )。主要粒子可爲凝聚物或附聚物形 態。據了解’凝聚物可經由燒結橋接而持久地組合成二級 粒子。而凝聚物是無法藉由分散過程分離。 舉例之’合適之電導性金屬氧化物粉末有氧化錫銻粉 末或氧化錫銦粉末(IT 0 ),彼等皆具有特佳之電導性。 上述之不同金屬氧化物粉末的摻雜變體也是可行。適當之 產物可藉由溶膠法以高純度製得,並已由各自之製造商商 品化。中値主要粒子大小係在5至5 0 n m範圍內。此等產 -15- (12) 1313280 品包含某一比例之由各別粒子所組成的凝聚物或附聚物。 需明瞭’附聚物是由凡得瓦爾力所集結之二級粒子,其可 藉由分散過程分離。
更佳的是使用具有10至80,較佳地20至60體積% 含量之凝聚粒子(其粒子大小在5 0至2 0 0 n m )的氧化錫 銦粉末。此體積%含量可藉助於粒子分析器裝置(亦即取 自Coulter公司之雷射粒子分析器或取自Brookhaven公司 之B I — 9 0粒子分級機)來測量,同時也可利用動力光散 射來測量體積-平均直徑或強度-平均直徑。
合適之氧化錫銦粉末可經由氣溶膠製備法藉在一高溫 火燄中使適當之金屬氯化物化合物轉化爲金屬氧化物而獲 得。在將氧化錫銦粉末摻入於淸漆系統期間,附聚之粒子 將一定程序地回復成具有一些各別粒子之凝聚物及各別的 粒子(主要粒子)。粒子大小在50至200 nm之凝聚粒子 其含量最好應不低於5,較佳地不低於1 0 %。在淸漆系統 中較有利的是,有2 5至90 %含量的粒子係以似鏈狀串聯 而附聚在一起。此似鏈狀凝聚物可帶有分支或變成三度空 間結構的串聯粒子。 從電子顯微鏡中可看出這些凝聚物彼此之間會形成橋 接。 以氣溶膠法製備氧化錫銦(IT0 )粉末 以氣溶膠法製備氧化錫銦粉末是Degussa AG公司( 位於H a n a u — W ο 1 f g a n g ,德國)之專利申請案 -16- (13) 1313280 EP 127 0511案號中的主題。 上述之專利申請案係揭示一將銦鹽溶液與錫鹽溶液混 合以製備氧化錫銦的方法’其中可適當地添加一含有至少 一個摻雜組份之鹽溶液’使此溶液混合物霧化,令該霧化 之溶液混合物聚合’再從排出之氣體中離析出所得的產物
可使用之鹽類包括無機化合物,如氯化物、硝酸鹽, 及有機金屬前驅物,如醋酸鹽' 醇化物。若適宜的話,該 溶液可包含水、水溶性有機溶劑如醇類,亦即乙醇、丙醇 '及/或丙酮。 使該溶液霧化之方法可使用超音波薄霧製造器、超音 波噴霧器、雙-流體噴嘴或三-流體噴嘴。若是使用超音 波薄霧製造器或超音波噴霧器,則所得之氣溶膠可與那些 送入火談之載劑氣體及/或N2/O2空氣混合。
若是使用雙-或三一流體噴嘴時,可將氣溶膠直接噴 入火燄中。 同時,也可行的是使用與水互溶之有機溶劑,如醚類 離析方法可使用過濾器或旋風氣。 熱解作用會在氫/空氣與氧燃燒所產生之火燄中發生 。也可行的是使用甲烷、丁烷及丙烷以替代氫。 另一可用之熱解方法是外部加熱爐。同時也可行的是 使用流化床反應器、旋轉管或脈衝反應器。 舉例說明之,本發明之氧化錫銦可用下列氧化物及/ -17 - (14) 1313280 或元素金屬形態之物質摻雜:鋁、釔、鎂、鎢、矽、釩、 金、錳、鈷 '鐵 '銅、銀 '鈀、钌 '鎳、铑、鎘、鉑 '銻 、餓、鈽、銥、锆、鈦、鈣 '鉀、鎂、鈉、鉅、或鋅,也 可使用適當之鹽做爲起始物質。更佳的是以鉀、鉑或金摻 雜。 舉例之,所得之氧化錫銦(IT 0 )具有如下之物理及 化學參數:
中値主要粒子大小(TEM) 1至200nm,較佳地5至50nm BET 表面積(DIN 66 1 3 1 ) 0.1 至 3 00m2/g 結構(XRD) 立體之氧化銦 經由 BJH法之中孔,DIN 0.03ml 至 〇.3〇mi/g 66 134 大孔(DIN 66 1 3 3 ) 1 . 5 至 5.0ml/g 鬆密度(DIN ISO 787/11) 50 至 2000g/l
奈米粉末e ) 頃發現’具有〇. 1至5 〇重量%含量之(惰性)奈米 粒子及3 0至7 0重量%之IΤ Ο (在每一情況係以乾膜,亦 即不含溶劑之淸漆組成物(組份a) 、c ) 、d) 、e )及f ))爲基礎)的淸漆能固化得很好。較佳的組成物是含有 約20至40重量% ITO及20至40重量%惰性奈米粒子。 此類淸漆具有機械安定性並可良好地附著於塑料基材上。 令人驚訝地’具有某些含量之惰性無機粒子如Si〇2 -18- (15) 1313280 奈米粒子的淸漆其附著力優奧#亘有不@ R τ & -、亚具句不錯且不會減低的電 導性。 該Si〇2奈米粒子可依本身已知之方法製造,並由 Clariant GmbH公司以商標名Η】g h 1 i n k 0 G販售。取自 Hanse-Chemie,Geesthacht 公司商品名爲 Nan〇Cryl 的產品 也很合適。
需明白的是’惰性奈米粒子不僅意謂者上述之 Highlink OG,還可表示下列之物質及物質種類:有機溶 膠及二氧化矽溶膠’這些物質幾乎完全包含“〇2或Al2〇3 或是彼等之組合物。其他氧化之奈米粒子也很適宜,實例 有氧化銷、二氧化鈦、氧化鐵。同時也可行的是使用細粒 變性之發烟二氧化矽類。這些物質是不同於傳統的發烟二 氧化矽類,因爲彼等並不會使淸漆增厚至較大程度。
同時也可行的是將功能性奈米粒子摻入淸漆中,此可 促進電導性至和氧化錫銦相同的程度,或較小的程度。舉 例之,氧化錫銻或氧化鋅是較合適的。 就發明之目的而言,應明解的是’功能性奈米粒子係 一可藉助於電力傳導而增進或維持整個複合材料之導電性 的粒子。 有一間接貢獻雖非涵蓋於此一含義中’但其也係導因 於惰性奈米粒子之存在可取代功能性奈米粒子而進λ似導 體軌跡之結構內,藉此確實地增進導電性。此實例是一由 如下成份組成之淸漆: 3公克氧化錫銦 -19- (16) 1313280 3 公克 Si〇2 奈米粒子(13n m,High link OG 502-31) (惰性奈米粒子) 3公克 丙烯酸酯混合物(可參閱如下之組成物) 7公克 異丙醇 0.08公克矽烷GF16 (Wacker公司) 以及2 % 光引發劑(相對於丙烯酸酯)
固化此淸漆UV後,可獲得表面電阻< 1 〇的6次方歐 姆的抗靜電層。 在另一實例中,步驟如上,但除外的是使用粒子大小 爲9 nm之奈米粒子。所獲得之結果相同。對照下,以相 同ITO濃度但不含奈米粒子來製備淸漆,並使用丙嫌酸酯 替代奈米粒子。結果所發現之表面電阻是1 0的9次方歐 姆。 可塗覆之模塑物 合適之可塗覆模塑物係由塑料,較佳地是熱塑性或熱 可變形塑料所組成。 舉例之’適宜之熱塑性塑料有丙烯腈一 丁二烯—苯乙 烯(ABS)、聚對苯二酸乙二酯、聚丁烯、對苯二酸酯' 聚醯胺、聚醯亞胺、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸 酯、撞擊改良之聚甲基丙烯酸甲酯、或是由二或三個熱塑 性塑料組成之其他混合物(摻合物)。聚烯烴(聚乙烯或 聚丙烯或環烯烴共聚物,如由乙烯及原冰片烯組成之共聚 物)在適當預處理,如電暈處理、火燄處理、電漿噴塗或 -20- (17) 1313280 蝕刻後也可塗覆。 較佳的是透明塑料。更佳之可塗覆基材係由擠壓或繞 鑄之聚甲基丙烯酸酯所組成的模塑物’因爲此一形式之塑 料具有高透明度。聚甲基丙烯酸甲酯可包含至少80,較 佳地85至100重量%之甲基丙烯酸甲酯單元。適宜的言舌 ,其他可進行自由基聚合反應之共聚用單體也可存在,其 實例是(甲基)丙烯酸C】-C— 8烷基酯。舉例之,合適
之共聚用單體包括甲基丙烯酸之酯類(即甲基丙烯酸乙酷 、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸環己酷 )、丙烯酸之酯類(即丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸 丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸環己酯)、或是苯乙烯和苯乙 烯衍生物,如α —甲基—苯乙烯或對一甲基苯乙烯。 澆鑄之聚甲基丙烯酸甲酯的分子量太高而無法熱塑性 處理。然而’此一物質卻是熱可變形(熱彈性)。 受塗覆之模塑物可爲任何所需之形狀。然而,較佳的
是似薄板之模塑物,因爲彼等特別容易塗覆,並且在其中 一面或其兩面上塗布較爲有效。似薄板狀模塑物之實例有 實心薄板或中空面板如夾心面板,或者更特別地是雙腹板 夾心面板或多板夾心面板。舉例之,波紋狀薄板也可適用 0 受塗覆之模塑物可具有消光、平滑或有結構之表面。 淸漆、製備方法及混合規格 以淸漆爲基之物質: -21 - 1313280 (18)
舉例之,合適之淸漆係描述於德國專利第1 〇 1 2 9 3 7 4 案號中。在更佳之具體實施例之一中是使用輻射-固化之 淸漆。輻射-固化之淸漆比物理方式乾燥、化學-固化或 熱一固化之系統佔優勢的是彼等可在數秒內從液體轉化成 固態,並在適當交聯後形成具有耐化學性、耐刮性塗膜, 同時只需要較少的處理空間。也因爲塗料塗布與淸漆固化 之間的時間短’只要將淸漆調整至適度高的黏度,就可實 質地防止淸漆內任何不想要之高密度金屬氧化物粒子的沉 降作用。 U V _固化之淸漆
對分散ITO塡充劑及奈米粒子e )而言,不含ITO塡 充劑添加劑之淸漆必須具有低黏度(參數),所以爲了分 散與塗布,可將40至50% (適宜地甚至可高至70%)之 I TO塡充劑放入清漆內,同時仍保留充足的處理能力。此 舉之方法實例是選擇合適的低黏度反應性稀釋劑,或是加 進如醇類之溶劑。同時,可藉由添加合適之增稠劑以有效 地抑制淸漆內任何ITO粒子之沉降。此舉之方法實例是加 入合適之聚合物。合適之聚合物實例有聚甲基丙烯酸酯如 PLEX 8 770 F'或具有官能基之聚甲基丙烯酸酯;或上文 有關 ''由a )、b )及c )所組成之淸漆系統〃此段落中所 提之合適的聚合物或寡聚物。合適之聚合物會有一些極性 特徵’如此彼等就可與淸漆中之其他成份及I τ 0的極性表 面相互作用。完全非極性之聚-或寡聚物或者帶有少數極 -22- (19) 1313280
性基之聚一或寡聚物是不適於增稠過程,此乃因爲彼等無 法與其他淸漆成份相互作用,同時與淸漆也不相容。充分 極性之寡-或聚合物含有選自醇、醚、聚醚、酯、聚醋、 環氧化物、矽醇、矽烷基醚、具有經取代之脂族或芳族基 的矽酮化合物、酮、尿素、胺基甲酸乙酯、鹵素、磷酸酯 、亞磷酸酯、硫酸酯、磺酸酯、亞硫酸酯、硫化物、胺' 聚胺、醯胺、羧酸、硫雜環、氮雜環及氧雜環、苯基和經 取代之芳族基、在環內具有雜原子之多核芳族化合物的極 性基。高度極性之寡-或聚合物由於對已塗裝之淸漆特性 有不利的作用,所以同樣也不適宜。不適用之高度極性基 是多元酸或多元酸鹽類。通常,源自於不適用之基的特徵 是具有增高的水-溶解度或水-溶漲性。合適之極性基濃 度需以淸漆之溶漲性不會超過某一程度的方式來選擇。所 以’合適之極性基濃度係以可確使淸漆不具水溶性且實質 上不會溶漲爲宜。若極性基之莫耳含量在〇·4至1〇〇毫當 量每1 00公克上述聚合物時,就可確保此—情況。可提及 之極性基包括羥基、羧基 '磺醯基碳醯胺基、腈基及矽醇 基。這些極性基具有不同的活性。其活性係依序而增高 腈 < 羥基 < —級碳醯胺基 < 羧基 < 磺醯基 < 矽醇基。極性 作用愈強’在聚合物中所需含量就愈低。 特別合適之增稠劑是那些不會移動的系統。以實例說 明之’ il些系統可藉由與淸漆結合而固定。此結合方法可 爲物理或化學之結合,亦即共聚合。更佳的是寡一或聚合 '共聚合之丙烯酸酯或寡-/聚合物,彼等可經由硫橋接 -23- (20) 1313280 而進行後交聯作用,實例有取自Roehm GmbH & Co. KG 公司之 PLEX 8 77 0 F。
爲了解說ITO對淸漆黏度之影響,可藉使用 Brookfield LVT黏度計(接合器A )測量不含ΙΤΟ之淸漆 黏度。所得之黏度是4.5mPa.s。將相同之淸漆塡裝同樣重 量比例的TIO (相對黏合劑量),並同樣地在Brookfield L V T黏度計(主軸2 )中以各種旋轉速率試驗。其標記之 假塑性乃如下所列: 速度 黏度,mPa· s 6 345 0 12 1900 3 0 840 60 455
該淸漆之組成份爲:
24.5 份 ITO 24.5份 丙烯酸酯混合物 50份 異丙醇 份 分散添加劑 〇·5份 光引發劑 相對應之不含I TO之淸漆則具有如下組成份·’ 3 2.4 5份丙烯酸酯混合物 〇_66份 分散添加劑 -24. (21) 1313280 〇·66份 光引發劑 6 6 · 2 2份異丙醇
所用之丙烯酸酯混合物包含有約4 0重量%季戊四醇 三一四丙烯酸酯[s i c ]及約6 0重量%己二醇二丙烯酸酯。 所用之分散添加劑包括取自 Wacker Chemie公司之矽烷 GF 16。Irgacure 184則用做爲光引發劑。若淸漆之黏度 太高,例如是因未加入溶劑所致時,就不可能使足夠量的 ITO分散於物質中。舉例之’一由60份己二醇二丙烯酸 酯、40份季戊四醇三-四丙烯酸酯[sic]所組成之混合規 格只能摻入30至4〇份做爲塡充劑之ITO。超過此一份量 之塡充劑時,淸漆就變得黏稠而無法處理。 由於淸漆之假塑性,較有利的是在塗覆期間使淸漆切 變。此一結果是能均一地潤濕和良好地流動。合適的塗覆 技巧,舉例之有滾筒塗布及噴塗。傾注或流塗淸漆較不適 宜。
特別之具體實施例I 可經由能確保淸漆在空氣(大氣壓氧)中良好地全部 固化之此一方式來選擇適當之單體以調整淸漆。實例有來 自丙三醇三丙烯酸酯與硫化氫反應之反應產物(取自
Roehm GmbH & Co. KG 公司之 PLEX 6696 )。雖然淸漆 在氮氣下固化會更快速,但使用少量光引發劑並在空氣中 固化卻是較可行的’舉例之’可使用之合適光引發劑有 Irgacure 907 〇 ^25- (22) 1313280
另一可達成此舉之方法係將S i〇2奈米粒子摻入於淸 漆中。適當之產品有單分散奈米粒子,如那些由 Clariant公司以Highling OG商品名販售之有機溶膠形態 者。由D e g u s s a公司以商品名a e r 〇 s i I販售之發烟二氧化 矽類也很合適。更佳的是使用細粒變性之發烟二氧化矽, 因爲彼寺對淸漆之黏度僅有些微之影響。變性之二氧化石夕 中包括已由D e g u s s a矽膠製程以主要粒子之凝聚物形式製 得的產品’此主要粒子之大小係數毫微米至數百毫微米, 透過適當地選擇製造參數或經由與彼等二級和三級結構之 粒子大小相關的後處理,彼此就可實質地或完全地降到 1 0 0毫微米以下。遵循此特性輪廓之產品係揭示於頒于 Degussa AG公司之歐洲專利第 0808880 B1案號中。 complying
頃發現,含有1 0至4 〇 %含量之(惰性)奈米粒子及 20至50%含量之ITO (每一情況係以乾膜,亦即不含溶 劑之淸漆組成物爲基礎)的淸漆將具有良好固化能力。該 類淸漆都具有機械安定性及可良好地黏附於塑料基材上。 另人驚訝地’具有相同含量之惰性無機粒子,如 Si 02奈米粒子或者其他有氧化基礎之奈米粒子的淸漆皆擁 有很好之附著力及不會減低之優良電導性。 有一假定是,塡充劑在某些方面可迫使氧化錫銦粒子 進入似導體軌跡之結構’藉此經由提高導電粒子濃度而增 進電導性。其結果是在相同的導電性下可減少I τ 0濃度。 C ] a 1. i an t公司以商品名H i g h 1 i n k Ο G販售之有機溶膠 -26- (23) 1313280 包括單-或二官能之單體,若適宜的話其還可帶有其他官 能基。溶於溶劑如醇類中之有機溶膠也可適用。具有良好 適用性之單體實例有己二醇二丙烯酸酯及甲基丙烯酸羥乙 酯。少量之聚合抑制劑應存在於此類單體中。合適之安定 劑包括取自Degussa公司之Tempol或是吩噻曝。通常, 在此類單體中之安定劑濃度係如< 5 00ppm般,而在具體 實施例之一中係< 200ppm,更佳地係ClOOppm。在快塗 式UV淸漆中安定劑之濃度應低於200ppm,較佳地低於 1 〇 0 p p m,更佳地低於 5 0 p p m,相對於反應性組份之量。 所選擇之安定劑濃度乃視所選擇之可聚合組份的特性和反 應性而定。較具反應性之組份,如某些多官能丙烯酸酯或 丙烯酸,將需要相當多量之安定劑,但具低反應性之組份 ,如單官能甲基丙烯酸酯則只需要較少量的安定劑。所用 之安定劑不僅包括Tempol或吩噻嗪,舉例之’還可包括 氫醌一乙基醚,前兩個化合物縱使在無氧下及小至1〇至 1 OOppm之使用量時也很有效用,然而後者化合物則只在 氧存在下才有效用,且使用量是50至5 0 0ppm » 該淸漆也可經調整而具耐刮性、耐化學性,或經由選 擇組成份而有可撓性、可成形性。爲了此一目的’可依適 當方法修改交聯劑之含量。舉例之’可使用高含量的甲基 丙烯酸羥乙酯以增進對難附著之基材’如澆鑄之高分子量 PMMA的附著力,同時還可促進可成形性。相當高含量之 己二醇二丙烯酸酯則可增進耐化學性及耐刮性。 更佳的耐刮性及耐化學性可藉由具更高官能度之單體 -27- (24) 1313280 ,如季戊四醇三一四丙烯酸酯[sic]而達成。本文中,淸漆 之組成份可依欲獲得所有需要之特性的之預期組合之一方 式來變化。 欲增加可成形性及促進附著力的方法之一係使用寡聚 或聚合之組份,這些組份可選擇與雙鍵內含物有反應性的 或是不起反應的。使用相當高分子量之結構單元會減少交 聯密度,且在固化期間會使淸漆皴縮。
合適之聚合組份有聚(甲基)丙烯酸酯,其可由甲基 丙烯酸酯及丙烯酸酯和官能性單體所組成。爲了提供更進 一步的附著性,可使用具有官能基之聚合物。合適之聚甲 基丙烯酸酯的實例是來自Roehm GmbH & Co. KG公司之 PLEX 8770 F’ 其黏度値 j[mi/g](20°C 下於 CHC13 中) :1 1 ± 1,此乃爲分子量之測量。
不同量之寡-或聚合添加劑也可使用,端視分子量而 定。相對高分子量之聚合物的使用量可相對應地較少,而 相對低分子量之產品的量則可相對地大,如此整個淸漆的 黏度就可處理。聚合添加劑係作用爲增稠劑,同時可利用 來使奈米粒子維持在懸浮狀態,並在塗覆過程後抑制不想 要的粒子沉降作用。 此方法可確使表面上之ITO濃度,特別係在塗層的最 上2 0 0 nm內之I T 0濃度不會實質地低於整體體積或基材 界面處之濃度。此一測量的另一重要方向係經由添加增稠 劑而改善基材之附著力。然而,並不意圖以任一特定理論 來約束本發明’此舉說明了在基材界面處的IT〇濃度因增 -28- (25) 1313280 稠劑之故而減少’在此同時可在界面處維持一有利且充分 高之黏合劑濃度’因此’ @黏合劑可促使基材有良好之附 著力。對照下,無機塡充劑如IT0則會因在基材與黏合劑 之間的接觸面積變少而引起較差的基材附者力’特別是因 無機塡充劑朝向淸漆/基材界面的沉降而使其在此一區域 內的濃度增高時。 製備過程: 重要地,應以能確使ΙΤΟ粒子有良好的硏磨及分散之 方式來調整淸漆黏度。舉例之’此舉可藉在一滾筒床上使 用玻璃珠做爲硏磨劑來分散而達成(參考德國專利第 1 0 1 29 3 74 案號)。
Kunststoffe
另一在淸漆中分散ΙΤΟ奈米粒子的方法是利用與加壓 輸送結合之特定組合式混合和分散組件,如取自 Haagen and Rinau GmbH公司之LM6。當使用組合式混合和分散 組件時,爲了達成相當好的分散且不會損害ITO凝聚物, 就必須調整好混合條件以使奈米粒子附聚物粉碎成相當小 之凝聚物,進而可提供塗膜有良好的透明性。爲了獲致足 夠的透明度,凝聚物必需比四分之一拉姆達(λ )之可見 光還小’也就是說,不大於1 00 nm。若混合物切變得太 嚴重或時間太長,則會相當地破壞凝聚物對導電性的貢獻 ’進而阻礙了正確之滲透網絡的形成。舉例之,有關切變 對渗透網絡之影響的資料可於:Hans .T. Mair, Siegmar Roth (編著)之 Elektrisch leitende -29- (26) 1313280 [Electrically conducting plastics], Hanser V er 1 a g, 1986 年 ,和、、Ishihara functional Materials" ,Technical News,T —2 0 0 Electroconductive Materials; company publication I s h i h a r a中發現。 所以,本發明中之重要觀點是,切變應依如下之方式 來調整,即滲透網絡內之凝聚物應被保留,而比四分之一 入還大之粗粒子附聚物則要破壞掉。
此舉可經由選擇分散裝置及分散條件、合適之組成物 黏度及透過任何適當添加劑之添加而達成。 舉例之,適當之添加劑乃於歐洲專利第2 8 1 3 6 5案號 (Nippon Oil & Fats 公司)中提及。 電導性之模型
若滲透網絡是以導電性粒子像一串針珠之串聯方式排 列並能互相接觸爲基礎時,則抗靜電作用理論上是會有效 果的。對於相當昂貴之IT 0而言,此舉可使成本/利潤比 達到最佳化。同時也可增進透明度並減低塗膜的霧濁,此 乃因爲其可使散射之粒子減至最低之故。滲透限度係視粒 子的形態而定。假若是球形主要粒子時,滲透限度在約 4〇重量% ITO時就可達到。若是使用針狀粒子,則在相當 低的濃度下就可使粒子充分接觸。然而,針狀粒子對透明 度及霧濁會有不利的作用。 所以,本發明之目標係藉由利用惰性奈米粒子以減少 需建構一滲透網絡之ITO量。加入惰性奈米粒子時並不會 -30- (27) 1313280 伴隨地使整個系統之透明度減損,而且該系統還會有其他 有利的特性,例如可於大氣壓氣下固化且不會損失特性、 較高之硬度、更佳的可成形性、良好的基材附著力。 實施例顯示出,透過使用奈米粒子並配合如3 3 %少 量的IT 0時,所達成的導電性是和淸漆中有5 0 % IT 0但 不含奈米粒子所達成的導電性相同。
塗覆技巧
塗覆方法必須以能在低且均一厚度下塗布淸漆之方式 來選擇。舉例之,合適之方法是使用線繞式定厚器棒、浸 塗、刷塗、滾輪塗布及噴塗。在熟諳此藝者已知之方法中 ,淸漆之黏度必須依已加入之任何溶劑蒸發後濕膜的塗層 厚度在2至1 5 /z m的此一方式來調整。若塗層較薄,則 會失去耐刮性,同時因金屬氧化物粒子會突出於淸漆基質 而展現消光效果。較厚之塗層和透光度之損失會有關聯, 且不會增加電導性,對成本考量也較不明智。然而,考量 到淸漆表面經常受機械載重的磨耗,較可行的是規劃爲較 厚塗層。在此一情況下,塗層厚度可高至100//m,同時 若適當的話’可增加淸漆黏度以產生厚塗層。 固化 爲了達成充分的全部固化,其所需因素之一是適當地 調整光引發劑的特性及濃度。所以有時候需使用光引發劑 的組合物以便獲得淸漆表面和深部的充分固化。特別是在 -31 - (28) 1313280
使用金屬氧化物粒子的高塡充劑之例子中,較適宜的是將 已知之光引發劑(如取自Ciba公司之Irgacure 1173或 Irgacure 184)及可吸收相當長波長區域之光引發劑(如 取自 BASF 公司之 Lucirin TPO 或 Lucirin TPO—L)組合 起來,以便獲得充分的深部固化。在透明基材之情況下, 有時候可利用偏置UV輻射來照射以使受塗覆基材之基材 上側及下側固化。所需要之光引發劑濃度可從〇 . 5 %至最 高到8 %,較佳地1 · 0至5 %,更佳地1 · 5至3 %。對在惰 性氣體下固化而言,光引發劑之量係0.5至2 %,相對於 丙烯酸酯,然而,對在空氣下固化而言,。則需要2至8 %,較佳地4至6%之量。爲了使淸漆中產物之分解作用 減至最低,較有利益的是使用最小量的引發劑濃度,此乃 因爲這些物質對長時間的耐氣候性有不利之影響。同時也 爲了成本效益之故,較明智地是使用最小量的引發劑。
關於UV輻射固化之替代方案,同時也可行的是使用 其他高能量輻射來固化塗膜。合適方法之一係以電子光束 照射。此方法優於UV輻射的好處是對厚塗層有良好之固 化,且在大氣壓氧存在下及縱使沒有光引發劑下也會有更 快速固化之可能。輻射能量需以能充分固化塗層且不會損 傷基材或黃化的方式調整。 低皺縮之混合規格: 本發明之重要方向之一係使淸漆低皺縮的固化。UV -固化之淸漆在輻射固化期間很容易皺縮,其結果對淸漆 -32- (29) 1313280 表面將有不良影響,且對基材之附著力也有損害。經由熟 練地選擇單一、二一及多官能單體各別地與寡聚物之比率 ’及無機和聚合之塡充劑以及添加劑,就可使淸漆之皺縮 減至最低。沒有參與聚合反應之惰性塡充劑,亦即金屬氧 化物如氧化錫銦、二氧化矽,或是不具反應性之聚合成份 可使組成物的整體皺縮減少,而一價之單體及寡聚物會適 度地皺縮’多價之單體則會產生最大程度的雛縮。
低皺縮之混合規格的實施例係包含如下之組成份: 實施例1 : 1 0 0份 溶劑,如乙醇或異丙醇 3 5份 甲基丙烯酸羥乙酯 1 5份 Si02奈米粒子1 > 5 0份 氧化錫銦奈米粒子 2份 光引發劑
以及,若需要時,其他之添加劑 該所得之塗膜具有良好附著性及某一程度之撓性。舉 例之,以此一物質塗覆之PMMA箔可彎曲或變形至某一 程度。而S i 0 2奈米粒子係使用以無機奈米粒子溶於甲基 丙烯酸羥乙酯之有機溶膠形式,此乃爲Clariant公司所販 售之商品名H i g h 1 i n k 0 G。使用上述之混合規格所得之塗 膜具有機械安定性’但無耐刮性。此形態塗膜之耐刮性可 藉由以二-或多官能丙烯酸酯取代一些有機溶膠而增加。 一具耐刮性低皺縮之混合規格的實施例係爲如下組成物: -33 - (30) 1313280 實施例2 : 1 0 0份 溶劑,如乙醇或異丙醇 1 7.5份 甲基丙烯酸羥乙酯 7_5份 Si02奈米粒子 2 5份 己二醇二丙烯酸酯 5 〇份 氧化錫銦奈米粒子
2份 光引發劑 以及,若需要時,其他之添加劑 Π係爲具有lOOppm安定劑之Highlink OG 100-31形 式(製造商Clariant公司)
良好固化的先決條件是使用一具有特別低含量安定劑 之有機溶膠。因此,上述之每一實施例皆各別地使用具有 lOOppm Temple ®安定劑之有機溶膠,或者是吩噻嗪安定 劑。當與使用高安定化之商品化有機溶膠(50〇ppm光引 發劑)的淸漆做比較時,可得到較佳的附著性(交叉切害u C C = 0 ) ’且在惰性氣體(氣氣)及空氣下都有更好的固 化。 爲了使淸漆中之安定劑含量減至最少,另一方法是使 用溶於有機溶劑(如醇類)之不含安定劑之Si〇2奈米粒 子的有機溶膠,以便將該等奈米粒子導入淸漆基質內。 固化條件對皴縮之影響 皴縮不僅受到混合規格之影響’同時也受適當之固化 -34 - (31) 1313280 條件的挑選所影響。使用較少量之輻射能的緩慢固化是較 有利的,而當固化太快且使用較大量輻射能時,就會觀察 到較高程度的皺縮。 在氮氣下使用來自Fusion之具有12〇瓦特/公分的 F450光源及前進速率爲1至3公尺/分鐘的聚焦光束, 同時使用2 %光引發劑含量時,可獲得有利的固化條件。
淸漆之耐刮性 本發明之另一特徵係該抗靜電淸漆具有良好的耐刮性 。若是選擇上述說明之固化條件’就可產生具有低皺縮及 良好附著力之耐刮性抗靜電淸漆。 本發明中帶有33至50%ITO含量之淸漆在Taber硏 磨器上(其係使用CS 10F硏磨輪)試驗並在100轉數下 施加5 · 4N重量後,可達成德爾它(<5 )濁度< 2 %的耐刮 性。
淸漆之耐化學性 本發明之淸漆於短時間曝露後可具有良好的耐化學性 ,亦即抗無機酸及鹼性溶液,並可抗眾多的有機溶劑如酯 類、酮、醇、芳族溶劑。舉例之’若需要時,這些溶劑可 用來淸洗受本發明之淸漆塗覆的塑料物件。 耐氣候性及混合規格 使用低-安定劑-含量調製物的特別好處之一是可在 -35- 1313280 (32)
空氣中固化,並因而減少了惰性化(i n e r t i z a t i ο η )成本( 設備成本及惰性氣體消耗之運轉成本)。另一好處是縱然 使用比較少量的光引發劑也可達成良好的整體固化。實施 例中所提及之調製物,及不使用Si02奈米粒子之調製物 ,皆使用了單一或多官能單體或彼等之混合物以替代有機 溶膠’該等調製物都可經固化而獲得具耐刮性及耐氣候性 之調製物(在其每一例子是使用 2 %光引發劑,如 Irgacure 184 、 Irgacure 1173 ' Irgacure 1907 或是彼等之 混合物)。 實施例3 : 1 0 0份 溶劑,如乙醇或異丙醇 40份 季戊四醇三一四丙烯酸酯[sic] 6〇份 己二醇二丙烯酸酯 5 〇份 氧化錫銦奈米粒子
5份 S i 0 2奈米粒子 2份 光引發劑 以及,若需要時,其他之添加劑 實施例4 : 如實施例3,但除外的是: 5 份 PLEX 8 7 00 (增稠齊!1 ) 2〇份 季戊四醇三一四丙烯酸酯[sic] 7 5份 己二醇二丙烯酸酯 -36- (33) 1313280 上述之調製物也可以u v安定劑處理以增加耐氣候性 ,需注意的是此U V安定劑無法抑制輻射固化。 在本發明之較佳具體實施例之一中,是使用電子光束 來固化。此舉可避免U V吸收劑與υ V光之間發生不利的 交互作用。
若所用之輻射源包括uv燈’舉例之’可利用長波長 uv光與一可在長波長區域光譜或可見光區域光譜中吸收 之光引發劑的組合。爲了使高能量光的量在輻射固化時能 充分地通過淸漆,所以uv吸收劑若完全地吸收光引發劑 之吸收區域就不被允許° 若意圖以已知之 UV燈,如 System Fusion或1ST Strahlentechnik來操作時,則所用之UV吸收劑可包括能 在吸收區域中提供充分大量之道寬以利UV輻射傳送,進 而激發光引發劑的物質。Norbloc 7966、Tinuvin 1130都 是合適之UV吸收劑。
上述措施之組合,特別是使用小量光引發劑,可產生 耐氣候性之長壽命塗膜。小量的光引發劑可導致較少含量 的裂解產物,此舉在光引發劑遷移時可產生非常少的攻擊 位置。所以,上述之淸漆可通過人造的加速耐候侵蝕試驗 (根據D IN編號之氙燈式耐晒牢度試驗)超過5 0 0 0小時 而無損其附著性、耐刮性及良好透光度。 塑料模塑物可使用做爲瓷釉或上釉元件,以應用於外 壳構件、醫學或生物學或電子部門之裝配潔淨室、機械罩 蓋、保溫箱、展示器、影像顯示螢幕與影像顯示螢幕罩蓋 -37 - (34) 1313280 、後投射螢幕、醫學裝置、電氣裝置之保護屏障。 其他應用 抗靜電塗膜不僅可用於透明應用上,也可應用在非透 明基材上。實例有:抗靜電塑料地毯、一般性之抗靜電耐 刮性薄膜與基材(如木板、裝飾紙)的疊層物。另一應用 係配合在電子光束下固化之裝飾紙塗膜。
藉由P C S (接著是超音波)測量粒子大小 I .試劑 蒸餾水或去離子水,pH> 5.5 2 ·設備 具有&轉計速益之貫驗室溶解器,p e n d 1· a u 1 i k公司, 31832 Springe 1
分散盤,直徑4 0 m m UP 400 S超音波處理器,Dr. Hielschei.公司, 701 84 Stuttgart H7鈦超聲波焊極,7mm直徑 HOR1BA LB - 5 00粒子尺寸分析器,Retscll Technology 公司,42787 Haan 具有單用途之丙烯酸系晶室1.5ml Hoechst容器,本體編號22 926,250ml容量, DDPE’ 0/ 0021 未著色,Hoechst AG 公司,Dept. EK- -38- (35) 1313280
Verpackung V, Brueningstr. 6 4, 6 5 9 2 9 Frankfurt-Hoechst 容器蓋’ 2 5 0 m 1,本體編號2 2 9 1 8 Pasteur 吸量管,3 .5ml,] 50ml 長,級數編號 1 - 6 1 5 ] 精密天平(可讀到0.0 1 g的準確度) 3 1 %濃度分散液之製備
在儲藏容器內經由手動搖晃使粉末試樣(約1 0至 1 00公克)均化(30秒)。讓此試樣靜置至少1 〇分鐘以 利於脫氣。 使用精密天平(可讀到0 . (H g的準確度)秤重該粉末 。將1公克粉末(±0.02公克)放入PE容器內並以去離 子水加到最高至100公克(±0.02公克)。 試樣之分散
利用實驗室溶解器在加蓋之聚乙烯燒杯中,以 2 0 0 0 rp m使此試樣預分散5分鐘’然後在8 0 %振輻及周期 =1下利用超音波再分散4分鐘。 4 .粒子分布之測定 理論上:試驗方法可藉由光子相互關係光譜學(p c s ’ ''動力光散射〃)來描述粒子大小分布之測定。此方法 特別適用於測量在次微米區域(1 0 n m至3 // m )之粒子 及彼等之凝聚物。HORIBa LB — 5 00設備係利用後散射光 學系統’其中在單次與多重散射之間的比幾乎一定,所以 -39- (36) 1313280 可忽略。基於此一原因,也可行的是,在不會產生僞造的 測定下測量具有相當高濃度之分散液。爲了精確地測量粒 子大小之分布,必需知悉下列之參數: •分散溫度:爲了排除晶室內之對流(此舉會加諸於 粒子之自由蓮動上),所以定溫是很重要的。HORIBA LB - 5 0 0可測量晶室內之溫度並把溫度之測量放入評估過程 中〇
*分散介質黏度:因爲純溶劑的黏度已眾所週知(如 在2 5 t下),所以稀釋系統是爲非臨界的。若分散液之 黏度超過液相(大部份是水)之黏度,則過高之濃度就會 有問題,此乃因爲屆時粒子之運動將受限制。基於此一理 由,測量大部份是在約1 %固體濃度下進行。 •粒子之折射指數及分散介質:對大多數固體及溶劑 而言,這些數據係列於HORIBA軟體中。
•相對於沉降作用,此分散液必須具安定性。在測量 過程期間,晶室內之沉降作用不僅會產生額外的粒子運動 ,還會引起散射光強度改變。再者,其結果是相對大之粒 子在分散液中的濃度會減低,而這些物質都積聚在晶室的 底部。 測量方法:以可評估測量訊息並能讓測量結果儲存和 列印的電腦程式來控制測量設備。 在每一測量過程或一系列測量之前,必須在軟體內建 立下列之設定: •輸入粒子及介質之折射指數 -40- (37) 1313280 •輸入分散介質之黏度 鑑疋並評論相關之試樣
使用Pasteur吸量管,將該藉用溶解器及超音波分 散之試樣轉移至I .5m〗單用途丙烯酸系晶室內。一旦已放 入pcs裝置之測量室內,把溫度感測器從上方放入分散 液中’藉助於軟體(、'MeSSung 〃[測量按鈕])以啓動測 量過程。等待20秒後,打開視窗''Messanzeige"[測量 展示器]’則每3秒鐘就顯示出目前之粒子分布。再次地 按下在M e s s a n z e i g e視窗內之測量按鈕便可開始實際之測 量過程。視預置之安裝程式而定,可使用各種測量結果( 如 d 5 0、d 1 0、d 9 0,標準誤差)來表示3 0 — 6 0秒後之粒 子分布。在高變化之d50値的例子中(如150nm±20% ; 此一情況乃發生在相當寬廣的分布中)可進行6至8次測 量,否則3至4次就足夠。
5. d50値數據 算出所有d 5 0値之平均値(不含任何小數位),但排 除任何明顯的偏離値,再以nm表示。 -41 -
Claims (1)
1313280 拾、申請專利範圍 附件3A: 第93 1 04973號專利申請案 中文申請專利範圍替換本f _ .._..... 广— 一一· j 民_羊8序43傍(愈0¾¾¾ 1 一種可從塑料中製造模塑!塗覆 模塑物之一或多個面的方法,該清漆系統由下列組份組成 a )黏合劑或黏合劑混合物, b )選擇性之溶劑或溶劑混合物, c )選擇性之常用於清漆系統之其他添加劑, d)選擇性之增稠劑,其可使用〇至20%含量之聚合 物增稠劑及0至40%含量之寡聚物增稠劑,在每一情況 中是以乾膜(組份a、c、d、e及f)爲基礎計, e )以乾膜(組份a、c、d、e及f)爲基礎計,3 0至 7〇重量%具有中値主要粒子大小在1至80 nm且聚集程 度百分率爲0.01至99%的電導性金屬氧化物粉末, f)以乾膜(組份a、c、d、e及f)爲基礎計,0 · 1至 5〇重量%具有中値主要粒子大小在2至100 nm的惰性奈 米粒子, 並且該清漆系統係依本身已知之方法塗覆,再使之固 化, 其中惰性奈米粒子係選自Si〇2奈米粒子、有機溶膠、 二氧化矽溶膠、氧化锆、二氧化鈦、氧化鐵、細粒變性之發 烟二氧化石夕(fine-particle destructured fumed silicas )、氧 1313280 化錫銻及氧化鋅。 2. 如申請專利範圍第1項之方法,其中,該清漆(a )-c))具有 5 至 5 00mPa.s 之黏度(於 Brookfield LVT 黏度計中測量)。 3. 如申請專利範圍第1項之方法,其中,該清漆系 統(如申請專利範圍第1項之組份a ) -e ))具有1 5 0至 5000mPa.s 之黏度 ° φ 4.如申請專利範圍第1項之方法,其中,所用之惰 性奈米粒子包括Si〇2奈米粒子。 5.如申請專利範圍第1項之方法,其中,所用之電 導性粒子包括一由ITO及/或氧化錫銻ΑΤΟ所組成之混 合物及/或由摻雜之1Τ0所組成的混合物。
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