TWI388637B - 優良散熱性黑樹脂組成物，使用該組成物處理經鋅塗覆之薄鋼片的方法以及經此方法處理之薄鋼片 - Google Patents

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Description

優良散熱性黑樹脂組成物，使用該組成物處理經鋅塗覆之薄鋼片的方法以及經此方法處理之薄鋼片 發明領域
本發明係關於具有優異物理性質諸如散熱性、加工性及防蝕性之一種散熱性黑樹脂組成物，一種處理一經鋅塗覆之薄鋼片之方法、以及使用該方法處理之一薄鋼片；更特定地，本發明係關於具有優良物理性質諸如散熱性、加工性、防蝕性、耐溶劑性、塗覆層黏附性及光澤度且不含鉻以及用於經鋅塗覆之薄鋼片之表面處理之一種散熱性黑樹脂組成物，一種處理經鋅塗覆之薄鋼片之方法，以及使用該方法處理之經鋅塗覆之薄鋼片。
 發明背景
晚近，隨著製造具有高效能及高功能之小型電子設備，電子零組件及電子電路中之熱值(HV)升高，結果導致電子設備之內溫升高，造成多項問題，諸如半導體元件之操作誤差、電阻器零組件特性有非期望之變化、零組件壽命縮短。曾經使用多項技術來作為解決此等問題之熱輻射方法。散熱座、風扇及管路曾經用於熱輻射，但晚近使用優異散熱材料，獲得各項顯著優點及功效。
由前述觀點，曾經試圖對薄鋼片提供吸熱性質及/或散熱性質。換言之，曾經試圖經由混合顏料諸如炭黑及二氧化鈦與聚合物樹脂來於薄鋼片上形成一塗覆層，來對薄鋼片提供吸熱性及/或散熱性，該顏料具有於紅外光波長範圍 之優異熱發散性。當此等方法應用於使用箱型薄鋼片之電子設備時，可由該電子設備有效輻射內熱。
當使用此等方法時，顏料須大量存在來獲得優異吸熱性及/或散熱性。結果製造成本增高，耐熱性高，原因在於塗覆層之厚度厚之故。要求靜電接地性質來防止電子設備產生電磁波，因此，薄鋼片須具有良好表面導電性。
於製造具有表面導電性及電磁波屏蔽性質之一薄鋼片，近年來曾應使用一種方法，包括：添加昂貴金屬粉末諸如鎳及銅至樹脂組成物用來表面處理薄鋼片。但此項技術之缺點為製造成本高，壓製光整處理期間形成刮痕。此外，也曾經提示一種經由讓鋅-鎳薄鋼片表面接受黑氧化，且使用樹脂組成物來塗覆薄鋼片，製備一種經黑樹脂塗覆之薄鋼片，但此項方法之問題為難以製造表面良好及光滑之薄鋼片，該薄鋼片之防蝕性及表面導電性受限制。
從事本發明之研究意圖解決前文說明之先前技術之問題，因此，本發明之目的係提供具有優良物理性質諸如散熱性、加工性、防蝕性、耐溶劑性、塗覆層黏附性及光澤度且不含鉻以及用於經鋅塗覆之薄鋼片之表面處理。
本發明之另一目的係提供一種使用本發明之散熱性黑樹脂組成物處理薄鋼片之方法。
本發明之又另一目的係提供一種藉根據本發明方法處理之經樹脂處理之薄鋼片，其中該薄鋼片具有經由具有優 良物理性質諸如散熱性、加工性、防蝕性、耐溶劑性、塗覆層黏附性及光澤度且不含鉻。
根據本發明之一個面相，提供一種散熱性黑樹脂組成物，以100份重量比該散熱性黑樹脂組成物為基準包括：10至60份重量比樹脂組成物，其中至少一種主樹脂與蜜胺系硬化劑以10:2-7之重量比混合，該主樹脂係選自於由聚酯樹脂、環氧樹脂、聚烯烴樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、含氟樹脂、酚樹脂、丙烯酸系樹脂與聚碳酸酯樹脂所組成之組群；1至10份重量比之選自於由炭黑及碳奈米管所組成之組群中之至少一種顏料；1至10份重量比消光劑；及差額為溶劑。
根據本發明之另一個面相，提供一種使用一散熱性黑樹脂組成物處理一薄鋼片之方法，該方法包括：使用該散熱性黑樹脂組成物塗覆一薄鋼片，讓乾燥塗覆膜之厚度係於3微米至30微米之範圍；及乾燥該散熱黑樹脂組成物，藉此塗覆該薄鋼片。
根據本發明之又另一面相，提供一種薄鋼片，其包括使用根據本發明之散熱黑樹脂組成物塗覆至一乾塗覆膜，且具有3微米至30微米厚度所形成之一散熱性黑樹脂層。
經以使用根據本發明之該散熱黑樹脂組成物塗覆之該經鋅塗覆之薄鋼片，包括一薄樹脂層，當與習知散熱黑樹脂組成物比較時，前者顯示優異吸熱性/散熱性，具有絕佳物理性質諸如防蝕性、壓製加工性、表面導電性及耐溶劑 性，且因其不含鉻組分故為環保友善。
 圖式簡單說明
第1圖為側視剖面圖，顯示根據本發明之一個具體實施例，具有散熱性黑樹脂層形成於一基底薄鋼片之一個表面上之一種經鋅塗覆之薄鋼片。
第2圖為側視剖面圖，顯示根據本發明之另一個具體實施例，具有散熱性黑樹脂層形成於一基底薄鋼片之二表面上之一種經鋅塗覆之薄鋼片。
第3圖為略圖，顯示於本發明之實施例中所使用之吸熱性/散熱性測量用之測試器。
第4圖為線圖，顯示經由測定本發明例16及比較例3至5之薄鋼片之散熱溫度所得結果。
較佳實施例之詳細說明
根據本發明之散熱黑樹脂組成物用於表面處理來對薄鋼片提供優異物理性質諸如散熱性、加工性、防蝕性、耐溶劑性、塗覆層黏附性及光澤度，且未含鉻。此處，散熱黑樹脂組成物係如後文說明混合。特定言之，由本發明之散熱黑樹脂組成物所導出之前述物理性質於該樹脂組成物連同選定之樹脂及蜜胺系硬化劑一起使用時更為改良。
可用於根據本發明散熱黑樹脂組成物之主樹脂之實例包括但非限於聚酯樹脂、環氧樹脂、聚烯烴樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、含氟樹脂、酚系樹脂、丙烯酸系樹脂及聚碳酸酯。主樹脂可單獨使用或組合使用。
較佳係使用具有分子量2,000至20,000之樹脂作為主樹脂。當主樹脂之分子量係小於2,000時，為能達成塗覆層之耐溶劑性；而當主樹脂之分子量超過20,000時，該樹脂組成物之溶液安定性質。
蜜胺系硬化劑可用作為硬化劑，硬化劑之實例包括但未特別限於蜜胺、丁氧甲基蜜胺、六甲氧基甲基蜜胺及三甲氧基甲基蜜胺。蜜胺系硬化劑可單獨使用或組合使用。
根據本發明之散熱性黑樹脂組成物為其中主樹脂與蜜胺系樹脂以10:2-7且較佳10:3-5之重量比混合之一種樹脂組成物。此處，以10份重量比該散熱性黑樹脂組成物為基準，該主樹脂與硬化劑可與占該樹脂組成物10份至60份重量比之比例混合。
主樹脂與蜜胺系硬化劑之混合比係超出10:2-7之範圍時，難以形成密實薄膜，結果導致塗覆層之物理性質低劣。
當由該主樹脂與該蜜胺系硬化劑所製成之樹脂組成物含量低於10份重量比時，防蝕性及加工性無法充分改良；而當該樹脂組成物之含量超過60份重量比時，由於樹脂含量過高，故樹脂組成物之黏度升高，表面導電性低劣，因黏度高，塗覆層之物理性質也降級。
當顏料添加至根據本發明之散熱性黑樹脂組成物時，以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，炭黑及/或碳奈米管可以1至10份重量比，且較佳3至7份重量比之含量混合。當顏料係少於1份重量比之含量添加時，難以獲得足夠吸熱性及/或散熱性。相反地，當顏料含量超過10份重量比 時，溶液黏度變稠厚，耐溶劑性及塗覆層黏附性劣化，結果導致樹脂組成物之物理性質降級。
作為添加至根據本發明之散熱性黑樹脂組成物之顏料，炭黑及/或碳奈米管例如包括普林特斯(Printex)(德古沙公司(Degussa)，德國、海布雷克(Highblack)(韓國炭黑公司(Korea Carbon Black Co.))等。顏料可單獨使用或組合使用。
顏料較佳具有平均顆粒直徑為10奈米至30奈米。當顏料之平均顆粒直徑小於10奈米時，樹脂組成物不容易分散；而當顏料之平均顆粒直徑超過30奈米時，樹脂組成物之黏度過度增加。
添加至根據本發明之散熱性黑樹脂組成物之消光劑包括但非限於二氧化矽、氧化鎂、氧化鋯、氧化鋁及二氧化鈦。消光劑可單獨使用或組合使用。
消光劑較佳具有平均粒徑為10微米或以下。當消光劑之平均粒徑超過10微米時，塗覆層之物理性質低劣。因具有平均粒徑10微米或以下之消光劑適合用於本發明之樹脂組成物，故具有比10微米更小之平均粒徑之任一種消光劑皆可用於此處。但對消光劑之平均粒徑並無特殊限制。
以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，消光劑可以1至10份重量比之含量混合。當消光劑之含量小於1份重量比時，無法對家用電子設備產生期望之光澤；而當消光劑之含量超過10份重量比時，因光澤低，薄鋼片幾乎不具有美感效果。
為了改良使用該散熱性黑樹脂組成物以及主樹脂、蜜 胺系硬化劑、顏料及消光劑處理之薄鋼片之物理性質，若有所需，根據本發明之散熱性黑樹脂組成物可包括選自於交聯劑、蠟、硬化催化劑、顏料抗聚結劑、消泡劑、磷酸系添加劑、矽烷化合物等所組成之組群中之至少一者。
視需要可添加交聯促進劑來協助散熱性黑樹脂組成物之硬化，且維持改良塗覆層之防蝕性。此處，交聯促進劑包括但未特別限於鈦化合物及/或鋯化合物。
鈦化合物之實例包括但非特別限於二-三乙醇胺基鈦酸異丙酯、乳酸鈦螯合物及乙醯丙酮酸鈦。鋯化合物之實例包括但非特別限於乳酸鋯、乙醯丙酮酸鋯及三乙醇胺酸鋯。作為交聯促進劑，鈦化合物及/或鋯化合物可單獨使用或組合使用。
以100份重量比本發明之散熱性黑樹脂組成物為基準，交聯劑可以至多5份重量比之含量，且較佳為0.5至5份重量比之含量使用。當交聯促進劑之含量超過5份重量比時，難以進一步隨著硬化促進劑用量的增加來改良樹脂組成物之性質，同時製造成本增高。對交聯促進劑之混合量下限並無特殊限制，原因在於交聯促進劑為視需要添加的組分，但以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，交聯促進劑較佳係以0.5份重量比或以上之含量混合，俾便協助散熱性黑樹脂組成物充分硬化，以及確保塗覆層之高防蝕性。
此外，可添加潤滑蠟來對本發明之散熱性黑樹脂組成物提供自行潤滑特性。蠟包括但非特別限於聚烯烴蠟、酯 蠟及聚乙烯蠟。蠟類可單獨使用或組合使用。
較佳使用具有粒徑為0.1微米至2.0微米之蠟作為潤滑蠟。當蠟之粒徑小於0.1微米時，由於缺乏潤滑特性故不合所需；而當蠟之粒徑超過2.0微米時，樹脂組成物之溶液安定性降級。以100份散熱性黑樹脂組成物，蠟可以5份重量比或以下之含量混合。當蠟含量超過5份重量比時，隨著蠟含量的增高，潤滑效果不再進一步改良，反而樹脂組成物期望之物理性質諸如防蝕性及儲存安定性劣化。由於蠟為視需要添加之組分，故對蠟之混合量之下限並無特殊限制，但以100份散熱性黑樹脂組成物，蠟較佳係以0.1份重量比或以上之含量混合，俾便確保隨著蠟的添加，塗覆層有足夠潤滑特性，及改良其加工性及成形性。
此外，可添加硬化催化劑至根據本發明之散熱性黑樹脂組成物。催化劑包括但非特別限於十二烷基苯磺酸及對甲苯磺酸。催化劑可單獨使用或組合使用。以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，催化劑可以至多5份重量比之含量混合。當催化劑含量超過5份重量比時，樹脂組成物之溶液安定性低劣。因硬化催化劑為視需要添加的組分，故對硬化催化劑混合量之下限並無特殊限制，以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，硬化催化劑較佳係以0.1份重量比或以上之含量混合，因此硬化反應隨著硬化催化劑之添加而有足夠催化效能，如此可以樹脂組成物之塗覆膜來完全塗覆薄鋼片。
此外，需要時，防止顏料聚結之分散劑可添加至本發 明之散熱性黑樹脂組成物。分散劑可包括但非限於商品名BYK-170(畢克化學公司(BYK Chemie))。
以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，防止顏料聚結之分散劑可以至多2份重量比之含量混合。當防止顏料聚結之分散劑之含量超過2份重量比時，於薄鋼片上所形成之樹脂組成物塗覆層之物理性質降級。因防止顏料聚結之分散劑為視需要添加的組分，故對防止顏料聚結之分散劑之混合量下限並無特殊限制，但以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，防止顏料聚結之分散劑較佳係以0.1份重量比或以上之含量混合，俾變確保隨著分散劑之添加對顏料之分散產生足夠效果。
消泡劑可視需要添加至該散熱性黑樹脂組成物用於氣泡去除目的。消泡劑包括N-甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺、及N-甲基丙醇胺，可單獨使用或組合使用。
以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，消泡劑可以至多2份重量比之含量混合。當消泡劑之含量超過2份重量比時，經塗覆組成物表面之塗覆品質低劣。因消泡劑為視需要添加的組分，故對消泡劑混合量之下限並無特殊限制，但以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，消泡劑較佳係以0.1份重量比或以上之含量混合，俾便隨消泡劑之添加對氣泡之移除產生足夠效果。
當陶瓷粉末諸如二氧化矽、氧化鋁等用於散熱性黑樹脂組成物時，鹼度增高，視需要可添加磷酸系添加劑來控制其增高的鹼度，以及改良其耐溶劑性及儲存安定性。磷 酸系添加劑包括但非特別限於磷酸鋅、磷酸鎂等，可單獨使用或組合使用。
以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，磷酸系添加劑可以至多2份重量比之含量混合。當磷酸系添加劑之含量超過2份重量比時，由於酸度極高，可能造成散熱性黑樹脂組成物之聚結，結果有損儲存安定性。因磷酸系添加劑為視需要添加的組分，故對磷酸系添加劑混合量之下限並無特殊限制，但以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，磷酸系添加劑較佳係以0.1份重量比或以上之含量混合，因而對鹼度的降低顯示足夠效果。
此外，需要時，可添加矽烷化合物至本發明之散熱性黑樹脂組成物。矽烷化合物係用來強化塗覆層及改良其光澤度。舉例言之，矽烷化合物包括但非限於3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基乙醛基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、N-(β-胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基三乙氧基矽烷、及γ-縮水甘油氧基三甲基二甲氧基矽烷。矽烷化合物可單獨使用或組合使用。
以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，矽烷化合物可以至多2份重量比之含量混合。當矽烷化合物之含量超過2份重量比時，未反應之矽烷化合物存在於塗覆層，因此塗覆層之物理性質低劣，造成樹脂的聚集，結果有損樹脂組成物之儲存安定性。因矽烷化合物為視需要添加的組分，故對矽烷化合物含量之下限並無特殊限制，但以100份 重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，矽烷化合物較佳係以0.1份重量比或以上之含量混合，因而隨著矽烷化合物的添加，顯示足夠光澤且形成強韌塗覆層。
根據本發明之散熱性黑樹脂組成物中之差額為溶劑，溶劑包括甲苯、溶劑石腦油、溶纖素、乙酸溶纖素、丁基溶纖素等。溶劑可單獨使用或組合使用。
散熱性黑樹脂組成物之黏度係根據溶劑之含量控制，對溶劑含量並無特殊限制，但依據熟諳技藝人士已知方法決定，溶劑可調整至適當含量範圍。本發明並未特別限制溶劑含量，反而溶劑含量較佳係調整至樹脂組成物具有適當黏度耗時20秒至200秒來將該溶劑組成物排放入福特(Ford)4號杯之含量範圍。
後文將說明使用根據本發明之散熱性黑樹脂組成物處理薄鋼片之方法之進一步細節如下。
首先，薄鋼片使用根據本發明之散熱性黑樹脂組成物塗覆，讓乾塗覆膜具有3微米至30微米且較佳為5微米至20微米之厚度。當薄鋼片係以散熱性黑樹脂組成物塗覆讓乾塗覆膜具有小於3微米之厚度時，塗覆層之耐溶劑性及散熱性不佳；但當乾塗覆膜厚度超過30微米時，製造成本增高。
至於薄鋼片於此處可使用經鋅塗覆之薄鋼片，特別為鍍鋅鋼(GI)、鍍鋅退火鋼(GA)、及電鍍鋅鋼。防鏽薄鋼片也可使用根據本發明之散熱性黑樹脂組成物處理。
根據本發明之散熱性黑樹脂組成物可施用至薄鋼片之一面或兩面上。本發明並未限於前述施用方法，反而可以 任一種習知方法進行施用。例如桿塗機或輥塗機方法可用於前述用途。
經由以散熱性黑樹脂組成物處理薄鋼片，接著乾燥經塗覆之散熱性黑樹脂組成物，將薄鋼片以散熱性黑樹脂組成物處理。本發明並未特別限於前述乾燥操作，反而可使用熱風加熱系統或傳導加熱系統來進行乾燥操作。
用於熱風乾燥系統，樹脂組成物可於160℃至340℃之周圍溫度乾燥10秒至50秒。當周圍溫度低於160℃時，樹脂組成物之硬化時間過長。相反地，當周圍溫度超過340℃時，烤箱效能無法超越該溫度。此外，當經塗覆之組成物於該溫度範圍乾燥10秒至50秒時，經塗覆之組成物充分乾燥。當乾燥時間少於10秒時，組成物並未充分乾燥；而當乾燥時間超過50秒時，乾燥操作不經濟。
至於傳導加熱系統，樹脂組成物於5MHz至50MHz之頻率範圍於3千瓦至15千瓦之功率乾燥1秒至10秒。當頻率範圍、功率及乾燥時間分別超出5至50MHz，3至15千瓦及1至10秒之範圍時，經塗覆組成物未經充分乾燥，硬化時間延長，或乾燥操作不經濟。因此期望於諸如頻率範圍、功率及乾燥時間之條件範圍下乾燥該樹脂組成物。
於使用該散熱性組成物，塗覆薄鋼片後，該散熱性組成物可於低溫硬化。此處，乾燥溫度係指金屬峰溫(PMT)，組成物較佳係於150℃至280℃之溫度乾燥。於低於150℃溫度乾燥需要長時間才能充分乾燥該樹脂組成物；而溫度額外升高並不經濟，原因在於約280℃溫度即可充分乾燥該樹 脂組成物。
根據本發明方法，使用根據本發明之散熱性黑樹脂組成物處理之薄鋼片係由散熱性黑樹脂塗覆層其薄膜形成於其一面上或兩面上所製成，更特別為經以根據本發明之散熱性黑樹脂組成物塗覆之一塗覆膜，當該組成乾燥時具有厚度3至30微米，且較佳具有厚度5微米至20微米。此處塗覆膜不含鉻，具有優異物理性質，諸如散熱性、加工性、特別為壓製加工性、防蝕性、耐溶劑性、塗覆層黏附性及光澤度。
第1圖及第2圖為側視剖面圖，顯示根據本發明之散熱性黑樹脂薄鋼片。根據本發明之薄鋼片之製備方式，係經由於薄鋼片之兩面上形成一經鋅塗覆層，以及於如第1圖所示之經鋅塗覆層之兩面上形成由根據本發明之散熱性黑樹脂組成物所製成之一樹脂層，但本發明並非囿限於此。此外，根據本發明之薄鋼片也可經由將由根據本發明之散熱性黑樹脂組成物所製成之散熱性黑樹脂層形成於一經鋅塗覆之薄鋼片兩面而製備，如第2圖所示。
此外，具有根據本發明之塗覆膜形成於其上之薄鋼片顯示優異之吸熱性及/或散熱性，特別當塗覆膜變黑色時具有特別優異之吸熱性及/或散熱性。本發明之薄鋼片可用於高級家用電器設施作為經鋅塗覆之鋼片而具有美麗外觀。
[發明模式]
後文將參照附圖說明本發明之具體實施例。但須考慮此處提示之說明僅為較佳實例，僅供用於舉例說明之用而 非意圖囿限本發明之範圍。
實例 1.本實例所使用之經鋅塗覆之薄鋼片
其兩面上經以鋅塗覆且單面塗覆量為20克/平方米之電鍍鋅鋼(EG，薄鋼片厚度：0.8毫米)係用於此處。
2.散熱性黑樹脂組成物及試樣之製備
主樹脂與蜜胺性硬化劑以10:4之重量比混合來製備樹脂組成物。所得樹脂組成物、炭黑、消光劑及鈦酸鹽各自係以一定含量範圍混合，該含量範圍係以100份重量比散熱性黑樹脂組成物，含量範圍列舉於下表1。至於其它添加劑，1份重量比聚乙烯蠟；2份重量比對甲苯磺酸作為硬化催化劑；0.5份重量比BYK-170顏料抗聚結劑(BYK化學公司)；0.5份重量比N-甲基乙醇胺消泡劑；0.5%重量比磷酸鋅作為磷酸系添加劑；1份重量比γ-縮水氧基丙基三乙氧基矽烷作為矽烷化合物(以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準)，及氧化鋯珠分別添加至所得樹脂組成物，該樹脂組成物於高速攪拌器以3000 rpm之轉速攪拌30分鐘來製備散熱性黑樹脂組成物。使用聚酯樹脂作為主樹脂。二氧化矽與二氧化鈦(以9:1重量比)之混合物用作為消光劑，而具有平均粒徑為3微米至10微米之二氧化矽及二氧化鈦用作為消光劑。三甲氧基甲基蜜胺用作為蜜胺系硬化劑。所使用之聚乙烯蠟具有平均粒徑約為0.5微米至1.5微米，而用作為顏料之炭黑具有平均顆粒直徑約為15奈米至25奈米。同時，混合散熱性黑樹脂組成物，使用減黏劑(乙酸溶纖素) 用作為溶劑將溶劑含量調整至一定範圍，於此處該樹脂組成物具有適當黏度耗時約30秒至60秒來將該樹脂組成物排放入福特4號杯(DIN 53211)。
然後，所製備之本發明實例及比較例之散熱性黑樹脂組成物係桿塗至各片薄鋼片之一面上來形成具有厚度為8微米之乾塗覆膜，然後於PMT為200℃乾燥來製備使用樹脂組成物處理後之經以黑樹脂塗覆之薄鋼片試樣。
本發明實例之樹脂組成物含量及組分係列舉於下表1。下表1之樹脂組成物之含量係以100份重量比散熱性黑樹脂組成物表示。添加劑除外之差額為用作為溶劑之減黏劑。
至於用於本發明之薄鋼片，於比較例1使用市面上得自A公司之電鍍鋅薄鋼片(薄鋼片厚度0.8毫米；一側塗覆量：20克/平方米；塗覆層包括聚酯樹脂及二氧化矽消光劑；及樹脂塗覆層具有23微米厚度)，於比較例2使用市面上得自B公司之薄鋼片(薄鋼片厚度0.8毫米；一側塗覆量：20克/平方米；塗覆層包括聚酯樹脂及二氧化矽消光劑及鎳金屬粉；及塗覆層具有9微米厚度)，比較例3係使用市面上得自C公司之可防指紋薄鋼片(薄鋼片厚度：0.8毫米，樹脂塗覆量：1000毫克/平方米)，市面上得自D公司且用於電漿顯示器面板(PDP)電視(TV)面板之經熔融鋅塗覆之薄鋼片(包括鋁(重量百分比)；鍍鋅鋁薄鋼片；薄鋼片厚度：0.8毫米；及一側塗覆量：60克/平方米)用於比較例4，以及於比較例5之情況下係使用市面上得自D公司之鋁薄鋼片(薄鋼片厚度：0.8毫米)。
3.物理性質之評估
本發明實例及比較例之薄鋼片之效能係於下列條件下評估，結果列舉於下表2。
1)吸熱性及散熱性
製造如第3圖所示之測試裝置來評估本發明實例及比較例之薄鋼片之吸熱性及散熱性。如第3圖所示之測試裝置之外部係由苯乙烯泡沫體(Styrofoam)(a)所製成，鋁箔(c)內襯於苯乙烯泡沫體之內側壁，加熱器(b)安裝於測試裝置之中央底區。防止輻射的鋁板(f)架設於加熱器(b)上。溫度測試設備架設於加熱器(b)與測試裝置頂部間之中心區，故 測試裝置係設置於加熱器(b)之中央，如第3圖所示。欲測試之試樣置於測試裝置之開放頂部，箱內溫改變。測試裝置大小為200x200x200毫米。
經製備之經黑樹脂塗覆之薄鋼片試樣切成小塊(長200毫米，寬200毫米)。散熱溫度係藉經塗覆薄鋼片與未經塗覆EG鋼片之內部溫差(ΔT)進行評估。
同時，本發明實例16及比較例3至5之薄鋼片經測定散熱溫度，且以線圖作圖如第4圖所示。如表2所示，顯示本發明實例16之薄鋼片比較比較例3至5之薄鋼片，前者顯示優異散熱性。
2)加工性
於經黑樹脂塗覆之薄鋼片表面上以棋盤形狀以1毫米距離畫出100條線，當遵照艾瑞克森(Ericsen)處理使用史考奇(Scotch)膠帶撕離塗覆層時，計算附著於6毫米史考奇膠帶上被撕離之塗覆層數目來評估塗覆層之黏著性。
[評估標準]
優異：無撕離，良好：撕離率少於5%，及不良：撕離率5%或以上。
3)防蝕性
遵照ASTM B117標準，食鹽水噴霧於薄鋼片上，然後測量該經過黑樹脂塗覆之薄鋼片之防蝕性。防蝕性等級係呈直至薄鋼片形成5%白鏽之時間之函數測定。經黑樹脂塗覆之薄鋼片評估如下。
[評估標準]
優異：經120小時後有白鏽之面積小於5%，良好：經72至120小時後有白鏽之面積小於5%，略佳：經48至72小時後有白鏽之面積小於5%，以及不良：經48小時後至少5%面積有白鏽。
經由於試樣之X字形切割點進行食鹽水噴霧測試，特定形成囊泡之區域寬度，來評估經過光整部分之防蝕性。
[評估標準]
絕佳：小於2毫米，良好：3毫米至5毫米、不良：5毫米或以上。
4)塗覆層黏附性
經散熱性黑樹脂塗覆之薄鋼片試樣置於50℃蒸餾水中，浸泡240小時，然後根據ASTM D3359標準乾燥。以棋盤形狀以1毫米距離於所製備之薄鋼片試樣之經塗覆表面上畫100條線，使用史考奇膠帶撕離塗覆層，計算撕離塗覆層時黏著於黏膠帶上被撕離之數目，來評估塗覆層之黏著性。
[評估標準]
優異：並無任何被撕離之塗覆層，良好：1至3個被撕離之塗覆層，不良：至少4個被撕離之塗覆層。
5)耐溶劑性
經黑樹脂塗覆之薄鋼片試樣切成小塊(長50毫米，寬100毫米)，經由使用以異丁酮或丙酮濕潤之砂布摩擦經黑樹脂塗覆之薄鋼片，計算至塗覆層被撕離為止之摩擦次數摩擦次數(摩擦力約1千克力)來測定耐溶劑性。
[評估標準]
優異：20次或以上，良好：10至20次，略佳：5至10次及不良：5次或以下
6)導電性
表面導電性係根據羅瑞史塔(LORESTA)GP四探針法(三菱化學公司(Mitsubishi Chemical Co.))測定，80毫米x150毫米試驗件測定9次，以平均質來評估導電性。
[評估標準]
優異：10百萬歐姆(MΩ)或以下，良好：10至100MΩ，及不良：1000MΩ或以下
7)防指紋性
經由將經塗覆之薄鋼片浸泡於人造指紋溶液中5秒，測定色差的變化(ΔE)來評估防止紋性。
[評估標準]
絕佳：ΔE小於等於0.05，良好：0.5小於等於ΔE小於等於2.0，及不良：ΔE大於等於2.0
8)溶液安定性
本發明之散熱性黑樹脂組成物於孵化器內於60℃維持2週，觀察組成物之黏度、膠凝及沉澱物增加。根據下列標準評估試樣之溶液安定性。
[評估標準]
優異：組成物之黏度增加、膠凝及沉澱物變化，良好：只觀察到組成物有5%或以下之黏度增加，不良：皆觀察到組成物有5%或以上之黏度增加、膠凝 及沉澱。
顯然雖然經根據本發明方法處理之薄鋼片可以低溫硬化法製造且具有薄塗覆層，但當與比較例之薄鋼片比較時顯示優異散熱性。此外顯示當薄鋼片係根據本發明方法處理時，即使於使用感應加熱之快速加熱方法中，薄鋼片之塗覆層顯示絕佳物理性質。
比較例1之薄鋼片為厚黑樹脂薄鋼片，具有優異塗覆性 質，但表面導電性不良。於比較例2之情況下，薄鋼片之塗覆膜中形成刮痕，由於被導入之金屬顆粒的存在，於壓製光整處理中之耐溶劑性不良。比較例3之薄鋼片為經由使用1克/平方米至2克/平方米防指紋樹脂組成物塗覆電鍍薄鋼片所製備之薄鋼片，當與未經塗覆之EG薄鋼片比較時顯示溫度降低2℃的效果。比較例4之薄鋼片為用於PDP TV零組件之鍍鋅鋁薄鋼片，具有類似於防指紋薄鋼片之散熱性，但具有不良防蝕性。比較例5之薄鋼片為用於PDP TV零組件之鋁薄鋼片，由於薄鋼片表面之熱反射性，故當於防指紋薄鋼片比較時，顯示於-4℃之散熱性(比較依據薄鋼片時顯示-2℃之散熱性)。相反地，本發明實例3、4、14、16及17之薄鋼片顯示內溫降10℃之優異效果。此外，比較用於PDP之鋁薄鋼片，該等薄鋼片顯示於12℃之優異散熱性。
a‧‧‧苯乙烯泡沫體
b‧‧‧加熱器
c‧‧‧鋁箔
f‧‧‧鋁板
第1圖為側視剖面圖，顯示根據本發明之一個具體實施例，具有散熱性黑樹脂層形成於一基底薄鋼片之一個表面上之一種經鋅塗覆之薄鋼片。
第2圖為側視剖面圖，顯示根據本發明之另一個具體實施例，具有散熱性黑樹脂層形成於一基底薄鋼片之二表面上之一種經鋅塗覆之薄鋼片。
第3圖為略圖，顯示於本發明之實施例中所使用之吸熱性/散熱性測量用之測試器。
第4圖為線圖，顯示經由測定本發明例16及比較例3至5之薄鋼片之散熱溫度所得結果。

Claims (25)

  1. 一種散熱性黑樹脂組成物，其以100份重量比該散熱性黑樹脂組成物為基準係包含：10至60份重量比樹脂組成物，其中至少一種主樹脂與蜜胺系硬化劑以10：2-7之重量比混合，該主樹脂係選自於由聚酯樹脂、環氧樹脂、聚烯烴樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、含氟樹脂、酚系樹脂、丙烯酸系樹脂與聚碳酸酯樹脂所組成之組群；1至10份重量比之選自於由碳黑及碳奈米管所組成之組群中之至少一種顏料；1至10份重量比消光劑0.1至5份重量份之選自由十二烷基苯磺酸、對甲苯磺酸或其混合物所組成之組群中之至少一硬化催化劑；及餘量的溶劑。
  2. 如申請專利範圍第1項之散熱性黑樹脂組成物，其中該主樹脂具有2,000至20,000之分子量。
  3. 如申請專利範圍第1項之散熱性黑樹脂組成物，其中該蜜胺系硬化劑為選自於由蜜胺、丁氧基甲基蜜胺、六甲氧基甲基蜜胺、及三甲氧基甲基蜜胺所組成之組群中之至少一種。
  4. 如申請專利範圍第1項之散熱性黑樹脂組成物，其中該主樹脂與該蜜胺系硬化劑之混合比係於10：3-5之範圍。
  5. 如申請專利範圍第1項之散熱性黑樹脂組成物，其中該 原料具有10奈米至30奈米之平均粒徑。
  6. 如申請專利範圍第1項之散熱性黑樹脂組成物，其中該消光劑為選自於由二氧化矽、氧化鎂、氧化鋯及氧化鋁與二氧化鈦所組成之組群中之至少一者。
  7. 如申請專利範圍第1項之散熱性黑樹脂組成物，進一步包含選自於由交聯促進劑、蠟、顏料抗聚結劑、消泡劑、磷酸系添加劑及矽烷化合物所組成之組群中之至少一者。
  8. 如申請專利範圍第7項之散熱性黑樹脂組成物，其中該交聯促進劑為鋯化合物及/或鈦化合物。
  9. 如申請專利範圍第8項之散熱性黑樹脂組成物，其中該鈦化合物為選自於由二-三乙醇胺基鈦酸異丙酯、乳酸鈦螯合物及乙醯丙酮酸鈦所組成之組群中之至少一者。
  10. 如申請專利範圍第8項之散熱性黑樹脂組成物，其中該鋯化合物為選自於由乳酸鋯、乙醯丙酮酸鋯及三乙醇胺酸鋯所組成之組群中之至少一者。
  11. 如申請專利範圍第7項之散熱性黑樹脂組成物，其中以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，該交聯促進劑係以5份重量比或以下之含量混合。
  12. 如申請專利範圍第7項之散熱性黑樹脂組成物，其中該蠟為選自於由聚烯烴蠟、酯蠟及聚乙烯蠟所組成之組群中之至少一者。
  13. 如申請專利範圍第7項之散熱性黑樹脂組成物，其中以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，該蠟係以5份 重量比或以下之含量混合。
  14. 如申請專利範圍第7項之散熱性黑樹脂組成物，其中以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，該用於防止顏料聚結之分散劑係以2份重量比或以下之含量混合。
  15. 如申請專利範圍第7項之散熱性黑樹脂組成物，其中該消泡劑為N-甲基乙醇胺。
  16. 如申請專利範圍第7項之散熱性黑樹脂組成物，其中以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，該消泡劑係以2份重量比或以下之含量混合。
  17. 如申請專利範圍第7項之散熱性黑樹脂組成物，其中以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，該磷酸系添加劑係以2份重量比或以下之含量混合。
  18. 如申請專利範圍第7項之散熱性黑樹脂組成物，其中該磷酸系添加劑為選自於由磷酸鋅及磷酸鎂所組成之組群中之至少一者。
  19. 如申請專利範圍第7項之散熱性黑樹脂組成物，其中該矽烷化合物為選自於由3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基乙醛基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、N-(β-胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基三乙氧基矽烷、及γ-縮水甘油氧基三甲基二甲氧基矽烷所組成之組群中之至少一者。
  20. 如申請專利範圍第7項之散熱性黑樹脂組成物，其中以100份重量比散熱性黑樹脂組成物為基準，該矽烷化合 物係以2份重量比或以下之含量混合。
  21. 一種使用一散熱性黑樹脂組成物處理一薄鋼片之方法，該方法包含：使用如申請專利範圍第1至20項中任一項之散熱性黑樹脂組成物塗覆一薄鋼片，讓乾燥塗覆膜之厚度係於3微米至30微米之範圍；及乾燥該散熱黑樹脂組成物，藉此塗覆該薄鋼片。
  22. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該薄鋼片係選自於由鍍鋅鋼(GI鋼)、鍍鋅退火鋼(GA鋼)、電鍍鋅鋼(EG鋼)及防鏽鋼所組成之組群。
  23. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該乾燥操作係於金屬峰溫(PMT)為150℃至280℃進行。
  24. 一種薄鋼片，包含一基底薄鋼片；及由乾塗膜所形成且具有3微米至30微米厚度之一散熱性黑樹脂層，該乾塗覆膜係經由以如申請專利範圍第1至20項中任一項所定義之該散熱性黑樹脂組成物塗覆該基底薄鋼片之一面或兩面上所製備。
  25. 如申請專利範圍第24項之薄鋼片，其中該基底薄鋼片係選自於由鍍鋅鋼(GI鋼)、鍍鋅退火鋼(GA鋼)、電鍍鋅鋼(EG鋼)及防鏽鋼所組成之組群。
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