[发明专利]表面改性的导电性颜料

说明书

本发明涉及有部分改性表面的导电性颜料。

导电性颜料通常是金属粉末、非金属粉末（如炭黑和掺杂的金属氧化物）或用导电层涂覆的粉状载体材料。例如，第一类导电性颜料包括银粉。掺杂的金属氧化物的例子是锑掺杂的氧化锡、卤素掺杂的氧化锡或铝掺杂的氧化锌。在US    4655966、EP    0441427和US5171364中公开了这些掺杂的金属氧化物。

用于第三类导电性颜料的载体材料尤其是页硅酸盐类（特别是云母、二氧化硅、二氧化钛）或者是硫酸钡。通常，这些载体材料用掺杂的金属氧化物导电层涂覆。DE    4017044公开了一种导电性的硫酸钡，其导电层含有锑掺杂的氧化锡。在EP    0139557中公开了一种含有云母和锑掺杂的氧化锡的导电性颜料。从EP0359569已经知道用锑掺杂的氧化锡涂覆的二氧化硅空心小球。

如果将上面提到的导电性颜料加到非导电性基质中，只有在整个基质中的浓度超过可形成第一导电性路径的临界浓度范围才能得到致密的导电性材料。这一浓度范围与颜料和基质有关。这一浓度范围也称为渗透阈。它主要与颗粒的几何形状和密度有关。

导电性颜料通常用于抗静电处理或用于各种表面的导电加工，这些表面否则就是绝缘的。通常，这两个浓度范围之间的界限其表面电阻为10⁶欧姆。在两个浓度范围中在渗透阈范围内的浓度或超过这一浓度是必要的。

对于加颜料的聚脂材料来说，为了能产生约1兆欧的表面电阻，必须加入约30-50%（重）导电性颜料（按所用的树脂计）。例如，如果使用Minatec^R30CM（制造商：E.Merck，Darmstadt），那么在颜料含量为30%（重）时表面电阻可达到2兆欧。Minatec^R30CM含有用二氧化钛和锑掺杂的氧化锡作为导电层涂覆的云母。

如果，使用Sacon^RP401（制造商：Sachtleben Chemie GmbH，Duisburg）、一种用锑掺杂的氧化锡涂覆的硫酸钡，那么为了使表面电阻达到20兆欧，50%（重）的Sacon^RP401（按使用的树脂计）是必要的。

但是，这样高的颜料含量对要使用的体系的机械性质有不好的影响。

本发明的目的是要提供一种导电性颜料，即使在明显低于正常的渗透阈下，对于加颜料的体系来说，它也有适宜的导电性。

按照本发明这一目的通过表面改性的导电性颜料来实现。按以下步骤用有机改性剂部分涂覆导电性颜料的方法得到表面改性的导电性颜料：将导电性颜料分散;随后将改性剂，如果必要将它与溶剂的混合物，加到颜料分散液中，特别是其用量使部分涂覆的导电性颜料的粉末电导性为最初值的80-50%范围内，但不低于下限值10^-7s（优选10^-6s）;除去存在的挥发性反应产物和溶剂;必要的话再在100℃老化和加热颜料;最后干燥部分涂覆的颜料。

本发明还涉及加本发明颜料的涂料、热塑性塑料、铸塑用树脂和印刷品。

所有类型导电性颜料都可用于用下面提到的改性剂部分涂覆，特别是金属粉末（如银粉和铝粉），此外还有非金属粉末（如炭黑、碳纤维、锑掺杂的氧化锡、铝掺杂的氧化锌或氟化物掺杂的氧化锡）以及用导电层涂覆的粉状基质（如用掺杂金属氧化物涂覆的云母、高岭土或硫酸钡）。

有可固定在导电性颜料表面的有机基团的化合物可用作改性剂。适用的改性剂是元素锡、锆、钛、铝和硅的有机金属化合物，硅烷是优选的。这些改性剂可单独使用或作为混合物使用。

适用的化合物是化学式Ⅰ的化合物

式中，基团R¹-R⁴有以下含义：