影响涂料导电性能的实质
粒子之间相互不接触,油漆构成电阻很高的绝缘体,或只具备极微弱的电容式导电的能力;有部分粒子处于相互接触状态;粒子之间基本上呈电性接触,粒子之间被聚合物薄膜隔开,给粒子间的导电造成很高的电阻;离子间完全呈物理接触影响离子间接近、接触的因素很多。例如,填料的含量、形状、尺寸和极性大小等。特别是粒子的性质,如树枝状粒子之间有三个以上的接触点,球形粒子只有三个接触点油漆,而且接触面积小,只有在密集堆积状态时才彼此接触。一般来说,粒子粒径小。
比表面积大,呈纤维状,粒子间形成链状聚集体时就会有优良的导电性聚合物的一些性能也影响粒子间的接触状态。例如,聚合物的极性、结晶度、分子量,特别是其和填料的亲和性、对填料的吸附性和粘结情况等。由于溶剂影响聚合物的溶解性、对填料的吸附性等,也会进一步影响粒子间的接触状态。涂料涂装成膜过程中油漆,离子从孤立分散的状态逐渐相互趋近,并最终固定下来。促成接近的驱动力通常有重力、溶剂挥发产生的基料收缩力、化学反应产生的涂膜收缩力、磁场作用力等;阻止接近的阻力有聚合物基料的黏滞力、基料从溶剂向粒子表面的析出力等铜粉用量和力度的影响:随着铜粉含量的增加,开始电阻率迅速减少,达到最低值后又迅速增大,而且体积电阻率最小时的临界铜含量随着铜粒度的增大而增油漆加,此时电阻值也依次递增。
这是因为起初铜粉含量增加后离子间的接触机会增多,距离缩小了,但是铜含量较大时,聚合物黏结剂相对太少,不能将粒子充分黏接起来,并收缩到相互接触的程度,反而使得粒子间接触的机会减少,距离增大。同时,填料粒度越大,单位体积中粒子间的相互接触越少,电阻率也就越大,使电阻率油漆达到极小值所需要的填料的含量自然也就越大。此外,在粒度和比表面积大致相同的情况下,树枝形铜粉的临界体积含量和相应的电阻率小于球形和片状的相应值。这是因为树枝性形粒子间接触点多,易于形成三维电通路的原因。