TWI688624B - 抗靜電粉末塗料組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種抗靜電粉末塗料組成物，其包含具有特定物理特性的單壁奈米碳管（SWCNT）作為導電添加劑，不論薄膜的厚度為何，提供一展現優良塗料加工性以及持續穩定表面電阻的環保塗料。

Description

抗靜電粉末塗料組成物
本發明係關於一種抗靜電粉末塗料組成物。
粉末塗料是一種百分之百固態塗料，其中不含如溶劑或水之稀釋劑。當粉末塗料塗覆於基材上 (例如通常為一金屬表面) 時，經加熱後熔融透過固化反應的進行形成薄膜。由於粉末塗料呈粉末狀且沒有揮發性成分，因此近來作為無汙染塗料而受到關注。
抗靜電粉末塗料透過賦予薄膜導電性而使電流可在膜中流動。抗靜電粉末塗料消除了由例如摩擦起電所產生的靜電，從而避免電子裝置/電路的電擊(短路或起火)。此外，抗靜電粉末塗料可輕易地除去灰塵顆粒，因此可應用於精密工業領域(例如半導體或顯示器)或超微技術(例如基因工程或生物技術)。特別是，即使極少量的靜電或灰塵也會在如半導體、顯示器或生物領域等高科技產業中產生致命缺陷，因此在各種結構、儀器或地板材料中皆非常需要應用靜電消散的功能到該領域中。
在傳統的抗靜電粉末塗料中，為了賦予塗料導電性能，透過簡單地混合或熔融分散作為粉末塗料的成份之一的導電顏料、或塗有導電材料的增效劑。然而，傳統的抗靜電粉末塗料有幾個缺點。舉例而言，傳統的抗靜電粉末塗料不能達成純白著色。此外，由於導電材料在塗料中不夠分散，因此在薄膜厚度超過一規定範圍(100 μm)的情況下，該塗料的導電性可能大幅降低。另外，由於靜電消散的功效可能會降低，因此不容易做到粉末塗料的回收再利用以及再塗覆，但是這些卻為粉末塗料的顯著優點。
為了實現靜電消散性能，目前正在嘗試將抗靜電片或薄膜附著至塗有傳統抗靜電粉末塗料的基材上。然而，在這種情況下，因為使用黏著劑將抗靜電片或薄膜黏至基材上，因此在長時間使用後，脫模性和耐溶劑性可能會不可避免地變差。因此不可能半永久地使用該粉末塗料，並且需要額外進行裁切、成形以及黏著。同時，溶劑型抗靜電塗料也可以用於塗有傳統抗靜電粉末塗料的基材上。然而，使用溶劑型抗靜電塗料可能導致機械性能、耐水性和耐腐蝕性的變差。
因此，亟需要開發一種抗靜電粉末塗料組成物，其能夠在不受薄膜厚度影響的情況下展現出均勻的性能。
待解決之問題
本發明提供一種抗靜電粉末塗料組成物，其係使用特定的單壁奈米碳管(single-walled carbon nanotube，SWCNT)，不論薄膜的厚度為何都會持續表現穩定電阻特性，可被半永久地使用，且因為易於回收再利用而環保地使用。
解決問題之方法
本發明提供一種抗靜電粉末塗料組成物，包含以100重量份的粉末塗料組成物為基準，10至80重量份的一黏合劑樹脂，0.1至80重量份的一固化劑，0.1至5重量份的一固化促進劑，1至60重量份的一顏料，1至60重量份的一無機填料，以及0.0001至0.1重量份的一導電添加劑，其中，該導電添加劑包含具有單壁比例不小於80%的單壁奈米碳管(single-walled carbon nanotube，SWCNT)。
本發明之效果
如上所述，特定的SWCNT在本發明之抗靜電粉末塗料組成物中被用作導體電添加劑。因此，當使用相應的粉末塗料組成物形成塗膜時，可以確保固化膜穩定的表面電阻特性，同時根據膜厚度可輕易地控制表面電阻特性。
此外，本發明的抗靜電粉末塗料組成物易於回收、再循環和再次塗覆，並且僅透過一次塗覆就可展現消散靜電的半永久性效果。因此，本發明之抗靜電粉末塗料組成物可利於應用於整個先進的工業領域，包含半導體，顯示器，生物技術等。
在下文中，將詳細描述本發明。然而，本發明不限於以下描述，並且可以用各種方式改變各種組成物，或者根據需要可以選擇性地組合使用。因此，應該理解的是，所有改變、等效物或替代物都落入本發明的精神和範圍內。
＜抗靜電粉末塗料組成物＞
根據本發明的抗靜電粉末塗料組成物包含一黏合劑樹脂、一固化劑、一固化促進劑、一顏料、一無機填料以及一導電添加劑，並且若有需要的話可更包含在粉末塗料領域中常用的其他添加劑。現在將詳細描述抗靜電粉末塗料組成物的成分。
黏合劑樹脂
在本發明的抗靜電粉末塗料組成物中，可使用在粉末塗料領域中使用的黏合劑樹脂的成分作為樹脂而沒有限制。可用之樹脂的非限制性實例可包含聚酯樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂等，其可單獨使用或結合兩種或更多種樹脂使用。
關於聚酯樹脂，可使用相關領域中習知的樹脂。舉例而言，聚酯樹脂是包含一羧基和一羥基的雙官能基樹脂，該羧基的酸值為5至80 mgKOH/g，該羥基的酸值為5至80 mgKOH/g.。此外，該聚酯樹脂的熔融黏度可為2,000至5,000 cps(200℃)、玻璃轉化溫度(Tg)為50至70℃。具有上述性質的聚酯樹脂具有改善的機械性能和耐久性，從而獲得良好的薄膜特性。
當聚酯樹脂之羧基酸值小於5 mgKOH/g時，可能會降低反應性，使例如抗衝擊性、可延長性或可撓性和耐候性的物理性質變差，且降低薄膜的交聯密度。當聚酯樹脂的羧基酸值大於80 mgKOH/g時，可能會增加固化反應的速度，從而導致劣質的薄膜外觀和低儲存穩定性。同時，當聚酯樹脂的羥基酸值小於5 mgKOH/g時，聚酯樹脂的機械性能可能變差，並且當聚酯樹脂的羥基的酸值大於80 mgKOH/g時，薄膜的外觀和儲存穩定性可能會變差。
當聚酯樹脂的熔融黏度小於2,000 cps(200℃)時，塗料可能無法正常固化，而當聚酯樹脂的熔融黏度大於5,000 cps(200℃)時，薄膜的外觀可能會變差。此外，當聚酯樹脂的玻璃轉化溫度低於50℃時，可能會降低儲存穩定性，而當聚酯樹脂的玻璃轉化溫度高於70℃時，可能會降低塗料的熔融分散性。
關於環氧樹脂，可使用相關領域中習知的樹脂。可用的環氧樹脂的非限制性實例可包含雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、雙酚S環氧樹脂、萘環氧樹脂、蔥環氧樹脂、聯苯環氧樹脂、四甲基聯苯環氧樹脂、雙酚A酚醛環氧樹脂、雙酚S酚醛環氧樹脂、甲酚酚醛環氧樹脂、苯酚酚醛環氧樹脂、聯苯酚醛環氧樹脂、萘酚酚醛環氧樹脂、萘酚 -苯酚共縮合酚醛環氧樹脂、萘酚-甲酚共縮合酚醛環氧樹脂、芳香烴甲醛樹脂改質酚醛樹脂型環氧樹脂、三苯甲烷環氧樹脂、四苯乙烷環氧樹脂、二環戊二烯苯酚加成反應型環氧樹脂、苯酚芳烷基環氧樹脂、多官能基苯酚樹脂、萘酚芳烷基環氧樹脂以及其組合。
環氧樹脂可具有100至3,000 克/當量(g/eq)的環氧當量(EEW)。環氧樹脂可為具有100至3,000 g/eq環氧當量(EEW)的雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂及/或酚醛環氧樹脂。
關於丙烯酸樹脂，可使用相關領域中習知的樹脂。舉例而言，丙烯酸樹脂可包含一羥基和一環氧基，該環氧基具有400至700 g/eq的EEW。此外，丙烯酸樹脂的羥基酸值可為30至70 mgKOH/g、玻璃轉化溫度(Tg)可為40至80℃、及熔融黏度可為1,000至3,000cps(200℃)。
當丙烯酸樹脂的EEW大於700 g/eq時，可能會降低交聯密度，從而降低耐污性和耐溶劑性。當丙烯酸樹脂的EEW小於400 g/eq時，可能會增加反應速度，從而導致不良的外觀。此外，當丙烯酸樹脂的羥基的酸值小於30 mgKOH/g時，可能使物理性質和抗污染性變差。當丙烯酸樹脂的羥基的酸值大於70 mgKOH/g時，可能使外觀和儲存穩定性變差。同時，當丙烯酸樹脂的熔融黏度小於1,000cps(200℃)時，塗料可能會無法適當地固化。當丙烯酸樹脂的熔融黏度大於3,000cps(200℃)時，可能使薄膜的外觀變差。
在本發明中，可組合使用選自聚酯樹脂、環氧樹脂和丙烯酸樹脂中的至少兩種或更多種。在這種情況下，可以不特別限制所用樹脂的比例，但可以適當地調整。舉例而言，可以使用以重量比為4：6至7：3混合的聚酯樹脂和環氧樹脂的混合物。當混合比偏離上述範圍時，流平性、機械性和電性可能變差。
根據本發明的黏合劑樹脂的量不受特別限制。舉例而言，以100重量份的粉末塗料組成物為基準，黏合劑樹脂的用量可為10至80重量份或是20至70重量份。當黏合劑樹脂的量低於上述範圍時，薄膜的機械性可能會變差，而當黏合劑樹脂的量高於上述範圍時，塗佈過程的加工性可能會降低。
固化劑
在根據本發明的抗靜電粉末塗料組成物中，可使用相關領域中習知的固化劑而沒有限制，只要其可與黏合劑樹脂進行固化反應即可。
可用的固化劑的非限制性實例可包含三縮水甘油基異氰酸酯固化劑、羥烷基醯胺固化劑、酚基固化劑、二氰基二醯胺基固化劑、環氧基固化劑、胺甲酸乙酯基固化劑、聚酯基固化劑和酸基固化劑。這些固化劑可以單獨使用，也可以兩種或多種組合使用。
所用固化劑的量不受特別限制。在一個例示性實施例中，以100重量份的粉末塗料組成物為基準，固化劑的用量可為0.1至80重量份。在另外一個例示性實施例中，以100重量份的粉末塗料組成物為基準，固化劑的用量可為0.5至60重量份。當固化劑的用量低於上述範圍時，由於固化程度的降低，薄膜的性能可能變差，並且當固化劑的量高於上述範圍時，由於存在未反應的固化劑，薄膜的性能可能變差。
固化促進劑
在根據本發明的抗靜電粉末塗料組成物中，可使用相關領域中習知的成分作為固化促進劑而沒有限制。固化促進劑是加速黏合劑樹脂和固化劑之間反應的材料。可用的固化促進劑實例可包含咪唑、咪唑改質的環氧樹脂、DBU(1,8-二氮雜二環[5,4,0]十一碳-7-烯)，DBU鹽、三苯基磷化物、巰基苯並噁唑，金屬基固化促進劑及其混合物。
可用的咪唑基固化促進劑的非限制性實例可包含咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-癸基咪唑、2-芐基咪唑、2-異丙基咪唑、2-十一烷基咪唑、2 - 庚烷基癸基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-芐基-2-甲基咪唑、1-芐基-2-苯基咪唑、1-氰乙基 - 2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑三甲基丙酸酯、1-氰乙基-2-苯基咪唑三甲基丙烯酸酯、2,4-二氨基-6-(2'-甲基咪唑 - (1') - 乙基-s-三嗪,2-苯基-4,5-二羥甲基咪唑,2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑,2-苯基-4-芐基-5-羥甲基咪唑,4,4'-亞甲基-雙-(2-乙基-5-甲基咪唑)、2-胺乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基-4,5-二(氰基乙氧基甲基)咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-芐基咪唑啉氯化物、含有咪唑的聚亞醯胺、及其混合物等。另外，還可以使用三級胺、有機金屬化合物、有機磷化合物、或硼化合物等。
金屬基固化促進劑的實例可包含但不限於金屬的有機金屬錯合物，例如鈷、銅、鋅、鐵、鎳、錳、錫等，或有機金屬鹽。有機金屬錯合物的非限制性實例可包含：有機鈷錯合物，例如乙醯丙酮鈷(II)、乙醯丙酮鈷(III)等；有機銅錯合物，例如乙醯丙酮銅(II)等；有機鋅錯合物，例如乙醯丙酮鋅(II)等；有機鐵錯合物，例如乙醯丙酮鐵(III)等；有機鎳錯合物，例如乙醯丙酮鎳(II)等；以及有機錳錯合物如乙醯丙酮錳(II)等。有機金屬鹽的非限制性實例可包含但不限於辛酸鋅、辛酸錫、萘酸鋅、萘酸鈷、硬脂酸錫、及硬脂酸鋅等。這些金屬基固化促進劑可以單獨使用，也可以兩種或多種組合使用。
在本發明中，可根據黏合劑樹脂和固化劑之間的反應適當地調整所用固化促進劑的量。在一個例示性實施例中，以100重量份的粉末塗料組成物為基準，固化促進劑的用量可為0.1至5重量份。在另一個例示性實施例中，以100重量份的粉末塗料組成物為基準，固化促進劑的用量可為0.1至3重量份。當固化促進劑的用量偏離上述範圍時，薄膜的物理性質可能變差。
顏料
在根據本發明的抗靜電粉末塗料組成物中，可將顏料與黏合劑樹脂組合使用，以便為粉末塗料提供所需的顏色。
關於顏料，可使用慣用於粉末塗料領域的有機顏料、無機顏料、金屬顏料、鋁膏、珍珠、增量劑顏料等，而沒有限制。可單獨使用這些顏料或將兩種以上顏料組合使用。可使用的顏料的非限制性實例可包含偶氮基顏料、酞菁基顏料、氧化鐵基顏料、鈷基顏料、碳酸鹽基顏料、硫酸鹽基顏料、矽酸鹽基顏料、鉻酸鹽基有色顏料等。可用顏料的具體實例可包含一或多種混合物，其係選自由二氧化鈦、氧化鋅、釩酸鉍、花青綠、炭黑、氧化鐵紅、氧化鐵黃、深藍色和花青藍所組成之群組。
在本發明中，以100重量份的粉末塗料組成物為基準，顏料的用量可在1至60重量份的範圍內。或者，以100重量份的粉末塗料組成物為基準，顏料的用量可以為1至50重量份。當顏料的用量偏離上述範圍時，根據本發明的粉末塗料組成物的薄膜的不透明度可能會不夠高，並且塗料的顏色表現可能不明顯。此外，薄膜的物理性質可能會變差。
無機填料
在根據本發明的抗靜電粉末塗料組成物中，可以使用任何在相關領域中慣用於粉末塗料的無機填料，而沒有限制。
可用的無機填料的非限制性實例可包含碳酸鈣、長石、硫酸鋇、二氧化矽、氫氧化鋁、氫氧化鎂、二氧化鈦、碳酸鎂、氧化鋁、雲母、蒙脫石、矽灰石、滑石、氮化鋁、氮化矽、氮化硼、氧化鋁等。這些無機填料可以單獨使用，也可以兩種或多種材料組合使用。
無機填料的平均顆粒大小沒有特別限制。在一例示性實施例中，無機填料的平均顆粒大小可在1至20 μm的範圍內。此外，無機填料的形狀可為球形或非晶形，但不限於此。
以100重量份的粉末塗料組成物為基準，無機填料的用量可在1至60重量份的範圍內。或者，以100重量份的粉末塗料組成物為基準，無機填料的用量可在1至50重量份的範圍內。當無機填料的用量偏離上述範圍時，薄膜的物理性質、耐衝擊性、黏合強度可能變差。
導電添加劑
在傳統的抗靜電粉末塗料中，通常使用導電添加劑，例如碳纖維、石墨、錫包覆的氧化鈦、鋁膏、碳黑等。然而，在這種情況下，使用這種導電添加劑會使顏色變深，例如黑色或灰色，並且難以顯現各種顏色。具體而言，在粉末塗料中含有錫包覆的氧化鈦以及鋁膏混合其中的情況下，當薄膜厚度大於100 μm時，塗料的導電性可能會降低。薄膜厚度對於作為導電添加劑的碳纖維的導電性的影響很大，使得薄膜的表面電阻不可控制。當碳纖維過量使用時，流平性可能會變差。
在本發明中，為了提供不管薄膜厚度如何都能夠輕易控制薄膜表面電阻並且能夠持續展現穩定的電阻特性的抗靜電粉末塗料，使用具有特定性質的單壁納米碳管(SWCNT)作為導電添加劑。
SWCNT通常具有比雙壁碳納米管(DWCNT)、多壁碳納米管(MWCNT)、碳黑、碳纖維等更好的電性。因此，藉由使用少量的SWCNT就可以獲得顯著的效果。然而，考慮到奈米材料有聚集的傾向之特性，確保塗料中均勻分散性是非常重要的。
特別地，SWCNT不溶於任何種類的溶劑並且具有強烈的內聚力，使得難以表現出所需的電性能。因此，為了將SWCNT用於液體塗料，利用高能量的超聲波裂解或化學方法試著將液體塗料共價附著到SWCNT。然而，在這種情況下，可能會損傷SWCNT，導致CNT變短。變短的CNT的縱橫比會降低。為了最大限度地利用SWCNT的導電性，需要相對大的縱橫比。因此，在必須均勻分散SWCNT的同時，也必須使縱橫比降到最小。
在本發明中，利用SWCNT作為非溶劑型粉末塗料的導電添加劑，以及控制SWCNT的物理性質(包含例如平均長度、直徑、縱橫比、單壁比例等)在特定範圍內，從而在不受薄膜厚度影響的情況下持續地表現穩定的表面電阻特性，同時解決了傳統CNT所遭遇的不均勻分散問題。
在一例示性實施例中，SWCNT的平均長度可在1至20 μm的範圍內。在另一例示性實施例中，SWCNT的平均長度可在2到15 μm的範圍內。在一例示性實施例中，SWCNT的直徑可在0.5至10.0 nm的範圍內。在另一例示實施例中，SWCNT的直徑可在1.0至3.0 nm的範圍內。此外，在一例示性實施例中，縱橫比(平均長度/直徑)可不小於100,000，單壁比例可不小於80％，並且碳比例可不小於90％。
當SWCNT的平均長度、直徑和縱橫比偏離上述範圍時，由粉末塗料形成的固化薄膜可能具有不均勻的表面電阻，並且可能會降低薄膜的表面電阻。於此，為了使塗層出現均勻的導電性，必須增加SWCNT的量，使得在粉末塗料中不可能達成白色和淺黃色著色。此外，當SWCNT的單壁比例小於80％或當SWCNT的碳比例小於90％時，可能會降低導電率並且可能表現出不均勻的表面電阻特性。
考慮到固化薄膜所需的表面電阻，可適當地調整SWCNT的量。在一例示性實施例中，以100重量份的粉末塗料組成物為基準，SWCNT的量可在0.0001至0.1重量份的範圍內。在另一例示性實施例中，以100重量份的粉末塗料組成物為基準，SWCNT的量可在0.001至0.05重量份的範圍內。當SWCNT的量偏離上述範圍時，將難以展現薄膜所需的穩定表面電阻特性。
在本發明中，透過調整SWCNT的量，可自由地控制固化薄膜的表面電阻在10至1010 Ω的範圍內。
添加劑
在不傷害粉末組成物固有特性的範圍中，根據本發明的抗靜電粉末塗料組成物可選擇性地更包含粉末塗料領域中常用的添加劑。
可用於本發明的添加劑的實例可包含消光劑、結構圖案成形劑、Hammertone圖案成形劑、分散劑、流平劑、助流劑、針孔消除劑、防縮孔劑、偶合劑、光澤改質劑、黏合改良劑、阻燃劑、UV吸收劑或這些添加劑的混合物。
可在相關領域中習知的範圍內適當地添加添加劑。在一個例示性實施例中，以100重量份的粉末塗料組成物為基準，添加劑的量可在0.1至20重量份的範圍內。
如上所述，根據本發明的抗靜電粉末塗料組成物可以用多種方式實施。根據一具體例示性實施例，以100重量份的粉末塗料組成物為基準，抗靜電粉末塗料組成物可包含10至80重量份的一或多種選自由聚酯樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂所組成之群組之樹脂；0.1至80重量份的固化劑；0.1至5重量份的固化促進劑；1至60重量份的顏料；1至60重量份的無機填料；以及0.0001至0.1重量份的SWCNT。
在根據本發明的抗靜電粉末塗料組成物中，粉末的平均顆粒大小可在10至100 μm的範圍內。然而，塗料的平均顆粒大小不限於本文所指定的範圍內，可在相關領域中的習知範圍內適當地調整。
不特別限制製備根據本發明的抗靜電粉末塗料組成物的方法。根據一具體例示性實施例，該製備方法可包含一第一步驟：向混料機加入原料混合物，該原料混合物包含一或多種黏合劑樹脂選自由聚酯樹脂、環氧樹脂和丙烯酸樹脂所組成的群組；一固化劑；一固化促進劑；一顏料；一無機填料以及一導電添加劑，並將其均勻混合；以及一第二步驟：熔融混煉該混合組成物以及粉碎所得產物。
在該第二步驟中，可使用熔融攪拌擠壓裝置，例如捏合機或押出機，在70至130℃的溫度下熔融分散原料混合物，以製造具有預設厚度的薄片，並且可以使用粉碎機(例如高速混合機)粉碎所製造的薄片至顆粒大小為10至120 μm 之間，然後對顆粒大小進行分類，從而製備粉末塗料組成物。不特別限制分類程序。舉例而言，可使用40至200目之過濾器以過濾顆粒來進行分類程序。或者，可使用100至200目之過濾器過濾顆粒來進行分類程序。因此，可獲得平均顆粒大小在10至100 μm 之間的粉末塗料。
在本發明中，粉末塗料的顆粒表面可覆有粉末，例如二氧化矽，從而改善流動性。為了進行該處理，可實施一與粉末(於粉碎過程中添加)混合的粉碎混合過程，或是利用Henshcel混合機進行乾式混合程序。
如上所述，根據本發明的粉末塗料組成物能夠實現多種顏色以及能夠依照加入的量控制塗膜的導電性，並且展現穩定的表面電阻而不受薄膜厚度的影響。此外，與傳統溶劑型抗靜電塗料相比，根據本發明的粉末塗料具有優異的機械強度和耐久性。另外，由於不需要另外使用抗靜電膜或片，因此可以省略黏合/裁切的步驟。此外，根據本發明的粉末塗料組成物具有優異的耐磨性。
在下文中，將透過實施例進一步詳述本發明。然而，以下實施例的提供僅是為了更理解本發明，並且在任何意義上本發明的範圍不限於以下實施例。
實施例1至5
根據表1中列出的配方將各成分投入混合槽中進行預混合，然後使用分散器在100℃的溫度下熔融分散，從而製造薄片。使用高速混合機粉碎製成的薄片，然後進行過濾以得到32至48微米的平均顆粒大小，從而製備實施例1至5的粉末塗料組成物。在表1中，每種成分的單位是重量份。
比較例1至2
根據表1中列出的配方，藉由和實施例1至5相同的方法製備比較例1和2的粉末塗料組成物。
表1
Figure 107135851-A0304-0001
 1)聚酯樹脂：CNF36449(KCC Corp.，酸值：49 mgKOH/g) 2)環氧樹脂：CNE80303(KCC Corp.，EEW：810 g/eq) 3)固化劑：TGIC(Huntsman Corp.) 4)固化促進劑：2-苯基-2-咪唑啉(BESTAGON B-31，Evonik Ind.) 5)有色顏料：二氧化鈦(R-60，Ninbo Xinfu Co., Ltd。) 6)無機填料：石灰石(OMYACARB 1，OMYA GmbH) 7)添加劑：CERAFLOUR 960(BYK)和BENZOIN(Miwon Co., Ltd.)(重量比為1：1) 8)單壁奈米碳管(SWCNT)：SWCNT(OCSiAl Corp) 9)多壁奈米碳管(MWCNT)：CM-280(Hanwha Chemical Corp.)
試驗例：評估特性
為了測量實施例1至5和比較例1至2中製備的粉末塗料組成物的特性，將每種粉末塗料組成物塗覆在0.7 mm的冷軋鋼片上，然後在180℃(根據金屬表面溫度)的條件下固化14分鐘。於此，為了評估薄膜厚度的影響，測試物體的厚度分別為50至60 μm、80至90 μm、120至140 μm、190至210 μm、290至310 μm和390至410 μm，以下列方式測量每一測試物體的表面電阻。 [表面電阻的測量] 標準：ASTM F 150 儀器：IR4052(HIOKI E.E. Corporation) 方法：使用兩個電極棒(2.27 kg，直徑63.5 mm)，50V
當表面電阻超過測量的上限，即1012 歐姆時，其結果標記為「無法測得」。
表2
Figure 107135851-A0304-0002
實施例1為使用聚酯樹脂作為黏合劑樹脂的粉末塗料組成物，實施例2至4為使用環氧-聚酯混合樹脂作為黏合劑樹脂的粉末塗料組成物，實施例5為使用環氧樹脂作為黏合劑樹脂的粉末塗料組成物。如表2所示，無論所用黏合劑樹脂的配方如何，都證明了均勻的表面電阻特性，並且即使改變膜厚度，表面電阻特性也始終保持不變。
實施例2至4為不同SWCNT的用量所製備的粉末塗料組成物。在加入0.001重量份的SWCNT的實施例2中，粉末塗料組成物表現出76至84 MΩ的表面電阻。在加入0.01重量份的SWCNT的實施例3中，粉末塗料組成物表現出0.131至0.150 MΩ的表面電阻。在加入0.05重量份的SWCNT的實施例4中，粉末塗料組成物表現出0.044至0.051 MΩ的表面電阻。因此，隨著SWCNT的量增加，粉末塗料的表面電阻降低，表示SWCNT的量與粉末塗料的表面電阻成反比。
比較例1為添加含有單壁比例為40％的SWCNT所製備的粉末塗料組成物。在比較例1中，所添加的SWCNT為0.1重量份，其和實施例1至5中的SWCNT(0.001至0.05重量份)相比為過量的。然而，其表面電阻超過了測量上限(即1012 歐姆)。因此，證明比較例1沒有表現塗料的導電性能。
比較例2為添加多壁奈米碳管(MWCNT)所製備的粉末塗料組成物。在比較實施例2中，所添加的MWCNT為0.1重量份，其和實施例1至5中的SWCNT(0.001至0.05重量份)相比為過量的。然而，其表面電阻超過了測量上限(即1012 歐姆)。因此，證明比較例2沒有表現塗料的導電性能。
如上所述，證實可以輕易控制根據本發明的粉末塗料組成物形成的固化膜的表面電阻到使用者所需的水準，並且不論固化膜的厚度為何，都可以確保穩定受控制的表面電阻。

Claims (10)

  1. 一種抗靜電粉末塗料組成物，包含，以100重量份的粉末塗料組成物為基準，10至80重量份的一黏合劑樹脂；0.1至80重量份的一固化劑；0.1至5重量份的一固化促進劑；1至60重量份的一顏料；1至60重量份的一無機填料；以及0.0001至0.1重量份的一導電添加劑； 其中，該導電添加劑包含具有單壁比例不小於80%的單壁奈米碳管(SWCNT)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之抗靜電粉末塗料組成物，其中，該單壁奈米碳管(SWCNT)的平均長度為1至20 μm、直徑為0.5至10.0 nm、以及縱橫比(平均長度/直徑)不小於100,000。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之抗靜電粉末塗料組成物，其中，該單壁奈米碳管(SWCNT)具有不小於90％的碳比例。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之抗靜電粉末塗料組成物，其中，該黏合劑樹脂係一或多種選自由一聚酯樹脂、一環氧樹脂以及一丙烯酸樹脂所組成之群組。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之抗靜電粉末塗料組成物，其中，該聚酯樹脂是包含一羧基和一羥基的雙官能基樹脂，該羧基的酸值為5至80 mgKOH/g，該羥基的酸值為 5至80 mgKOH/g。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之抗靜電粉末塗料組成物，其中，該環氧樹脂的環氧當量為100至3,000 g/eq。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之抗靜電粉末塗料組成物，其中，該丙烯酸樹脂包含一羥基和一環氧基，並且具有一400至700 g/eq的環氧當量。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之抗靜電粉末塗料組成物，其中，該固化劑係一或多種選自由三縮水甘油基異氰酸酯固化劑、羥烷基醯胺固化劑、酚基固化劑、二氰基二醯胺基固化劑、環氧基固化劑、胺甲酸乙酯基固化劑、聚酯基固化劑以及酸基固化劑所組成之群組。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之抗靜電粉末塗料組成物，其中，該固化促進劑係一或多種選自咪唑、咪唑改質的環氧樹脂、DBU(1,8-二氮雜二環[5,4,0]十一碳-7-烯)、DBU鹽、三苯基磷化物、巰基苯並噁唑、以及金屬基固化促進劑之材料所組成之群組。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之抗靜電粉末塗料組成物，更包含一或多種添加劑，其係選自由消光劑、結構圖案成形劑、Hammertone圖案成形劑、分散劑、流平劑、助流劑、針孔消除劑、防縮孔劑、偶合劑、光澤改質劑、黏合改良劑、阻燃劑、以及UV吸收劑所組成之群組。
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