JPS6155168A - 耐熱性に優れた導電性塗料 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はとくに耐熱性に優れた導電性塗料を提供、する
ものである。

〔従来技術〕

導電性塗料は通常バインダー成分としての子クリル系樹
脂やウレタン系樹脂あるし）はエポキシ系樹脂に銀粉や
銅粉又はニッケル粉を配合し、溶剤に溶かして使用して
いる。銀粉は電導率が高（導電体として優れているもの
の、貴金属であるが由に価格が高く、したがって経済性
に劣る。銅粉は汎用的な金属であり又電導率も銀粉並に
高いので、導電体として一番広く使用されているものの
、酸化を受は易（て耐久性に問題があるうえ、たとえば
バインダー成分としてオレフィン系樹脂を用いると調書
を発生し樹脂の劣化をきたす。又仮にバインダー成分に
オレフィン系樹脂を用いなくても、塗装基材にオレフィ
ン系樹脂を用いると同様の問題が発生する。ニッケル粉
は銅と共に汎用的に用いられている金属であり、又銅の
ようにオレフィン系樹脂に対して金属害を起こす虞は少
ないものの、耐熱性に乏しく、たとえば６０℃以上に加
熱すると電導率が驚くほど低下するという問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで本発明者らは、耐熱性に優れオレフィン系樹脂に
対して金属害を発生せずかつ経済性に優れる導電性塗料
が得られないか研究を重ねた結果本発明に到達した。

〔発明の構成及び概要〕

すなわち本発明は、ニッケルで表面被覆されたグラファ
イト（Ａ）及びバインダー成分（Ｂ）とからなることを
特徴とする耐熱性に優れる導電性塗料に関する。

一久う」＝乙土上−Ｑり一 本発明の塗料に配合して導電性を付与する導電体として
用いるグラファイトは、その表面がニッケルによって被
覆されたもの（以下ニッケルコートグラファイトと略称
）である。グラファイト表面に被覆されたニッケルの占
める量は、概ねニッケルコートグラファイト全量の１０
〜８０重量％である。又平均径は１０〜１０００μ程度
で平均厚が０．１７４０μ程度のものが好ましい。

ニッケルコートグラファイトを製造する一例としては、
ニッケルテトラカルボニルＮ１（Ｃｏ）４Ｇ熱分解し、
グラファイト表面にニッケルを蒸着させることによって
製造できる。

バイン゛−′−（Ｂ バインダー成分は、塗料分野で使用され得る全てのバイ
ンダー成分を利用できる。バインダー成分は大きくわけ
て水溶性塗料型に用いられるバインダー成分（Ｂ１）と
油溶性塗料型に用いられるバインダー成分（Ｂ２）とに
分別できる。

バインダー成分（Ｂ、）の代表例としては水溶性シリケ
ートたとえばナトリウムシリケート、カリウムシリケー
ト、リチウムシリケート、アンモニウムシリケート、エ
チルシリケートや水溶性ポリマーであるカルボキシメチ
ルセルロース、ポリビニルアルコールあるいはこれらの
混合物を例示することができる。

バインダー成分（Ｂ２）としては熱可塑性樹脂や熱硬化
性樹脂が例示できる。熱硬化性樹脂としては、硬化剤を
使用する２液型と硬化剤をとくに使用しな（でもよい１
液型とが存在するが、油溶性である限り、いずれのタイ
プでもかまわない。すなわち１液型の場合、その重合鎖
中にアルコキシシランのような加水分解可能な有機基を
有していると、加水分解前は油溶性つまり有機溶剤に可
溶であるが、一旦溶剤が揮発すると空気中の湿分（水分
）によって加水分解を起こして架橋し硬化する。このよ
うな場合、加水分解を起こす前の有機溶剤に可溶な時点
での樹脂は使用できる。しかし一般的に取り扱い性の面
から、熱硬化性樹脂は２液型が好ましい。

バインダー成分（Ｂ２）を構成する樹脂について例示す
ると、まず熱可塑性樹脂としては、低密度ポリエチレン
、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ１−ブテ
ン、ポリ４−メチル−１−ペンテンあるいはエチレン、
プロピレン、ｌ−ブテン、４−メチル−１−ペンテン等
のα−オレフィン同志のランダムあるいはブロック共重
合体等のポリオレフィン、エチレン・アクリル酸共重合
体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニル
アルコール共重合体、エチレン・塩化ビニル共重合体等
のエチレン・ビニル化合物共重合体、ポリスチレン、ア
クリロニトリル・スチレン共重合体、ＡＢＳ、メタクリ
ル酸メチル・スチレン共重合体、α−メチルスチレン・
スチレン共重合体等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル
、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル・塩化ビニリデン共
重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチ
ル等のポリビニル化合物、ナイロン６、ナイロン６−６
、ナイロン６−１０．ナイロン１１、ナイロン１２等の
ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレ
ンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル、ポリカー
ボネート、ポリフェニレンオキサイド等あるいはそれら
の混合物のいずれの樹脂でもよい。

熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、熱
硬化性アクリル樹脂、レゾール型フェノール樹脂などが
ある。

以上例示した樹脂のなかで、とくに好適に用いられるも
のは、オレフィン系樹脂とアクリル系樹脂である。ここ
で改めてこれらの樹脂の詳細を述べると、オレフィン系
樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ１−
ブテン、ポリ３−メチル−１−プテン、ポリ４−メチル
−１−ペンテン、エチレン・プロピレン共重合体、エチ
レン・１−ブテン共重合体、プロピレン・１−ブテン共
重合体で代表されるエチレン、プロピレン、１−ブテン
、３−メチル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン
、３−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−ヘキ
セン、１−デセン、１−ドデセンなどのα−オレフィン
の単独または共重合体、又はエチレン・ブタジェン共重
合体、エチレン・エチリデンノルボルネン共重合体で代
表されるα−オレフィンと共役ジエン又は非共役ジエン
トの共重合体、あるいはエチレン・プロピレン・ブタジ
エン３元共重合体、エチレン・プロピレン・ジシクロペ
ンタジエン３元共重合体、エチレン・プロピレン・エチ
リデンノルボルネン３元共重合体、エチレン・プロピレ
ン・１，５−へキサシュフ３元共重合体などで代表され
るα−オレフィンの２種以上と共役ジエン又は非共役ジ
エンとの共重合体がある。また、エチレンと酢酸ビニル
の共重合体もある。アクリル系樹脂としてはメタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、
メタクリル酸イソブチルなどのハード型非官能性七ツマ
−、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ラウリル、ア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル
、アクリル酸イソブチル、アクリル酸コニチルヘキシル
などのソフト型非官能性七ツマ−、アクリル酸、メタク
リル酸などのカルボキシル基含有官能性モノマー、メタ
クリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシエ
チルなどのヒドロキシル基含有官輯性七ツマ−、アクリ
ルアミド、メタクリルアミドなどのアミド基含有官能性
上ツマ−、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシ
ジルなどのグリシジル基含有官能性モノマー、その化メ
タクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸第三ブ
チルアミノエチル、さらに必要に応じてスチレンなどの
アクリル糸上ツマ−と共重合可能なモノマーなどから構
成されるアクリル系ポリマーである。

〔導電性塗料の形〕

本発明の導電性塗料の形としては、グラファイト（Ａ）
及びバインダー成分（Ｂ）とからなるが、バインダー成
分（Ｂ）の種類により、水を分散媒とする水溶性塗料、
油（有機溶媒）を分散媒とする油溶性塗料とに分けられ
る。更に別の形として、樹脂がエマルジョン状に水相や
油相中に分散（溶解していない）している形のものもあ
る。

本発明の塗料においては基本的に上記いずれかの形でも
よいが、とくには水溶性及び油溶性、更には油溶性の形
が好ましい。

油溶性塗料に使用する有機溶媒（Ｃ）はバインダー成分
を溶解し、液体塗料の形態とするものであって、バイン
ダー成分を熔解することのできる種々の有機溶剤を使用
し得る。中でも塗装し易（乾燥し易い、すなわち塗装時
にタレを生じず刷毛などで塗布し易い程度の流動性を有
し、かつ塗布後は速やかに蒸発して硬化被覆を形成する
揮発性を有した有機溶剤が好適である。

有機溶剤としては、たとえばヘキサン、デカン、２．２
．５−　）リメチルヘキサン、灯油などの脂肪族炭化水
素、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンな
どの芳香族炭化水素、シクロヘキサンのような脂環族炭
化水素、四塩化炭素、トリクロロエチレンなどのハロゲ
ン化炭化水素、エタノール、プロパツール、ブタノール
などのアルコール、フェノール、クレゾール、キシレノ
ールなどのフェノール類、ジエチルエーテル、ジイソプ
ロピルエーテルなどのエーテル、アセトン、アセトン、
メチルエテルケトンなどのケトン等を例示できる。

〔導電性塗料の製造〕

本発明の導電性塗料を得るには、グラファイト（Ａ）と
バインダー成分（Ｂ）との容積比（Ａ／Ｂ）が９０／１
０〜３０／７０、好ましくは８５／１５〜４０／６０に
なるよう調整する。油溶性塗料の場合には、有機溶媒（
Ｃ”）が全体容積の１０〜９５％と（に３０から９０％
を占めるようにｌ足台することによって得ることができ
る。Ａ／Ｂが前記の範囲にあることによって、塗料とし
ての導電性のバランス及び塗膜の力学物性、基材との密
着性が良好となる。

又溶媒（Ｃ）が前記範囲内にあることによって、塗料と
して塗布し易く施工性に優れたものとなる。

更に本発明の導電性塗料の製造にあたっては、通常塗料
に添加することのできる種々の配合物や樹脂に添加する
ことのできる種々の配合物を使用してもかまわない。す
なわち顔料、染料、体質、チキソトロピー付与剤、耐熱
安定剤、耐候安定剤などを使用してもかまわない。

〔発明の効果〕

本発明の導電性塗料は、従来使用されている同目的の塗
料と比べ、 ■　バインダー成分としてオレフィン系樹脂を選択して
も金属害を発生する虞がなく、基材にオレフィン系樹脂
のものを用いても同じく安全である。

■　ニッケル粉末の場合約６０°Ｃ以上に加熱されと電
導率が急激に低下し、冷却されても電導率の復元が認め
られないのに対し、ニッケルコートグラファイトの場合
は驚（べきことに６０°Ｃ以上に加熱されても電導率の
低下が起こらず、したがって高温基材への塗布あるいは
本発明の塗料を塗布した基材を高温雰囲気下で使用して
も電磁波遮蔽効果が低下しない。

■　ニッケルコートグラファイトは空気によって酸化を
受は性能低下を来すことがなく、化学的に安定なので、
導電性塗料としての初期性能を長（保持し続ける。

■　経済的に優れ、汎用導電性塗料として好適である。

といった優れた効果を示す。

〔実施態様〕

本発明の好ましい実施態様として、バインダー成分（Ｂ
）として少なくともその一部が不飽和カルボン酸類で変
性された樹脂を使用した油溶性塗料がある。

すなわち使用する樹脂の一部に不飽和カルボン酸又はそ
の誘導体をグラフト共重合したものを用いることによっ
て、ニッケルコートグラファイトの樹脂中への分散性を
同上させると共に金属基材との密着性を向上させること
ができる。このような不飽和カルボン酸又はその誘導体
として、は、アクリル酸、マレイン酸、フマール酸、テ
トラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロ
トン酸、イソクロトン酸、ナジック酸■（エンドシス−
ビシクロ（２，２，１）ヘプト−５−エン−２，３−ジ
カルボン酸）などの不飽和カルボン酸またはその誘導体
、たとえば酸ハライド、アミド、イミド、無水物、エス
テルなどが挙げられ、具体的には、塩化マレニル、マレ
イミド、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、マレイン
酸モノメチル、マレイン酸ジメチル、グリシジルマレエ
ートなどが例示される。これらの中では、不飽和ジカル
ボン酸又はその酸無水物が好適であり、とくマレイン酸
、ナジック酸■又はこれらの酸無水物が好適である。

樹脂に対する不飽和カルボン酸又はその誘導体のグラフ
ト率は０．０ｌ−ＩＱｆｆｉ量％であり、好ましくは０
．１〜５重量％であり、本発明の塗料を構成するバイン
ダー成分（Ｂ）中少なくとも上記変性樹脂が５重量％以
上、好ましくは１０重量％以上に存在するようにする。

〔利用形態〕

本発明の導電性塗料は、コンピューター関連装置、ラジ
オ、テレビ等の通信設備、ビデオテープレコーダー、医
療器機あるいは航空機分野たとえばコクピットキャノピ
−の導電コーディング、ヘリコプタ−回転翼の電撃防止
用導電コーディング等に広く利用することができる。

〔実施例〕

以下に本発明の内容を好適な例でもって説明するが、本
発明はこれらの例に制限されるものではなく、その目的
が損なわれない限り如何なる態様も採り得ることは勿論
である。

実施例１ 剋Ｕ匹ｎ ニッケルコートグラファイトにッケル含！５０重量％、
平均径１００μ、平均厚１５μ）：３５重量％、 無水マレイン酸を０．５重量％グラフトした変性エチレ
ン・プロピレンランダム共重合体及び塩素化率３０重量
％の塩素化ポリプロピレンとからなりその重量割合が１
００／６０の混合樹脂成分：２７重量％、 トルエンを主成分とする有機溶剤：３８市（ｔ％とから
なる塗料１００重量部に対してシンナーを６０重量部混
合し導電性塗料を製造した。

試襞片工作戒 ポリプロピレン（三井石油化学ポリプロ０Ｊ７４０）を
射出成形して厚さ２菖菖の角板を成形し、この角板上に
スプレーガンにより導電性塗料を塗布した。その後８５
℃のエアオーブンで２０分間焼付は処理を行った。この
時の塗膜厚は１００μであった。

試ｌし眉友 電磁波遮蔽効果は、送信アンテナ及び受信アンテナを備
えたシールドボックスにスペクトラムアナライザー及び
トラッキングジェネレーターを組み合せた装置を用いて
、ＡＳＴＭ　ＥＳ　７−８３に′４＝拠し周波数５００
メガヘルツにおいて両アンテナ間の試験片の有無による
受信電界強度のＬ′：、をｄＢで表わした。測定装置の
詳しい内容については次の文献に述べられている。

Ｗ、Ｄ、Ｎａ５ｏｎ、　Ｐｌａｓｔｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅ
ｅｒｉｎｇ、　　（１９８０，４）Ｐ４２〜４５ また熱老化試験は１００°Ｃのエアオーブン中に３０日
間放置後、上記の試験を行った。

塗膜の密着性はＵＬ−７４６Ｃに準拠した基盤目テスト
により評価し、引張強度はＡＳＴＭ　Ｄ６３８に準拠し
て判定した。また引張強度の熱老化試験は１５０°Ｃの
エアオーブン中に１０００時間放置後引張強度を４（り
定した。

結果を表１に示す。

実施例２ 実施例１のポリプロピレン角板上に導電性塗料を塗布す
る工程において、予め８０℃に加熱された角板上に塗料
をスプレーガンで塗布し、５０℃のエアオーブンで２０
分間焼付は処理を行うはがば実施例１と同様に行った。

塗膜厚は１００μであった。

結果を表１に示す。

実施例３ ニッケル含量５５重量％、平均径５０μ、平均厚１０μ
のニッケルコートグラファイトを用いて実施例１と同様
に行った。塗膜厚は１００μであった。

結果を表１に示す。

実施例４ 樹脂成分としてポリメチルメタクリレートを用いるほか
ば実施例１と同じ導電性塗料を、ＡＢＳ樹脂（ＪＳＲ−
ＡＢＳ−１０）の射出成形角板上にスプレーガンにより
塗布し、８５℃のエアオーブンで２０分間焼付は処理を
行った。塗膜厚はｌＯＯμであった。

結果を表１に示す。

実施例５ 実施例２のポリプロピレン角板の代わりに実施例４のＡ
ＢＳ角板を用い、また導電性塗料も実施例４のものを用
いた。塗膜厚は１００μであった。

結果を表１に示す。

比較例１及び２ ニッケルコートグラファイトの代わりにニッケル粉（平
均径約４０μ）を用いる以外は実施例１又は２と同様に
した。塗膜厚はいずれも１００μであった。結果を表１
に示す。

比較例３ 比較例１において塗料の焼付けを５０℃のエアオーブン
で２０分間とするほかは同様に行った。塗膜厚は１００
μであった。結果を表１に示す。

比較例４ ニッケルコートグラファイトの代わりに銅粉（平均径４
０μ）を用いる以外は実施例１と同様にした。塗膜厚は
１００μであった。結果を表１に示す。

比鮫例５ ニッケルコートグラファイトの代わりにニッケル粉（平
均径３０μ）とする以外は実施例５と同様にした。塗膜
厚は１００μであった。結果を表１に示す。

本実施例を見ても判るとおり、本発明の電磁波シールド
材は高温雰囲気下に長期間放置されても初期の電磁波遮
蔽効果は保持されており、またオレフィン系樹脂に対し
て金属害を与えることがないので基材として用いたポリ
プロピレンを劣化させることもない。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ニッケルで表面被覆されたグラファイト（Ａ）及
   びバインダー成分（Ｂ）とからなることを特徴とする耐
   熱性に優れる導電性塗料。
2. （２）Ａ／Ｂの容積比が９０／１０〜３０／７０である
   特許請求の範囲第１項記載の導電性塗料。
3. （３）水溶性塗料である特許請求の範囲第１項又は第２
   項に記載の導電性塗料。
4. （４）油溶性塗料である特許請求の範囲第１項又は第２
   項に記載の導電性塗料。
5. （５）有機溶媒（Ｃ）を添加した特許請求の範囲第４項
   に記載の導電性塗料。
6. （６）有機溶媒（Ｃ）が塗料成分全体の１０〜９５容積
   ％を占める特許請求の範囲第５項に記載の導電性塗料。