Elektrostatische Dissipatieve coatings

Elektrische isolatoren

Deze materialen hebben een weerstand die groter is dan 10¹¹ ohm. Daarbinnen kan een lading zich nauwelijks verplaatsen. Rubber, porselein, glas, diamant, lucht en de meeste poedercoatings vallen in deze categorie. Poedercoatings kunnen worden onderverdeeld in verschillende harssystemen die zich verschillend gedragen. Epoxy heeft bijvoorbeeld een hogere weerstand dan polyester. Wanneer isolatoren extreem hoge spanningen van enkele kilo- of megavolts ondervinden, kan het gebeuren dat elektronen gedwongen worden om van hun positie af te wijken. Het resultaat is een ontwrichtende ontlading (bijvoorbeeld een bliksem) waarbij in korte tijd veel energie wordt getransporteerd.

 

Antistatisch gedrag

Antistatisch gedrag wordt vertoond tussen 10³ – 10⁹ Ω en is bijvoorbeeld noodzakelijk in clean room omgevingen.

 

Elektrostatisch dissipatief

Materialen met een oppervlakteweerstand tussen 10³ – 10⁹ Ω zijn elektrisch geleidend en elektrostatisch dissipatief. Dit betekent dat materialen zich langzaam kunnen ontladen en dat ze kunnen worden gebruikt voor elektrische componenten in explosiegevaarlijke omgevingen. Een materiaal dat elektrostatisch dissipatief is, is ALTIJD antistatisch, maar niet omgekeerd.

 

Geleiders

Geleiders zijn materialen waarin ladingen vrij kunnen stromen. De bekendste zijn metalen, zuren, basen, zoutoplossingen en grafiet. Hun oppervlakteweerstand is lager dan 10⁶ Ω.

Geleidbaarheid kan worden toegevoegd door geleidende additieven toe te voegen. Bij een lage concentratie van het additief zal er niets gebeuren, maar naarmate de dosering van het additief toeneemt, is het waarschijnlijker dat additieve delen met elkaar in contact komen via het materiaal en stroompaden kunnen vormen. De geleidbaarheid neemt toe in een klein concentratiebereik met de macht van tien en meer. Dit gebied is de zogenaamde kritische concentratie. Als we additief blijven toevoegen, zal de geleidbaarheid hoger worden, maar niet zo snel als rond de KC. Na het bereiken van een bepaalde concentratie van het additief verbetert verdere toevoeging de geleidbaarheid niet meer. De grafiek wordt een percolatiecurve genoemd en de KC wordt ook wel de percolatiedrempel genoemd.

Grafiet

Additieven gemaakt van elektrisch geleidende koolstof worden al heel lang gebruikt. Vroeger werd grafiet gebruikt, terwijl tegenwoordig meestal eenlagige grafietkristallen worden gebruikt, die grafeen worden genoemd. Poedercoatings met een oppervlakteweerstand van 10³ tot 10⁹ Ω zijn alleen mogelijk in zwarte of antracietkleuren.

 

Koolstofzwart

Carbon black wordt gebruikt in gebieden waar slechts een matige geleidbaarheid nodig is. Carbon black ontstaat door onvolledige verbranding van koolstofverbindingen in chemische reacties. Maar waarom is roet geleidend? Carbon black is opgebouwd uit primaire deeltjes waarin koolstofatomen gerangschikt zijn als in kleine grafietkristallen.

 

Vezels

Koolstofvezels staan bekend om hun mechanisch versterkende werking, maar ze zijn ook elektrisch geleidend. Ze kleuren het onderdeel, maar verkleuren hun omgeving niet door aanraking of schuren, wat wel het geval is bij met carbon black of grafiet gevulde onderdelen. Daarom worden ze meestal gebruikt in clean room toepassingen of voor papierverwerking.

 

CNT's

Koolstofnanobuisjes zijn kleine buisjes gemaakt van grafiet met verschillende wanddiktes. We onderscheiden nanobuisjes met S- (enkelvoudige), D- (dubbele) en M- (meervoudige) wanddikte. Zelfs bij zeer lage concentraties (0,04 gewichtsprocent) kunnen hoge geleidbaarheidswaarden worden bereikt. Net als andere additieven beïnvloeden ze de kleur van een coating, maar met deze additieven zijn fellere kleuren mogelijk.

 

Mica pigmenten

Hiermee is een oppervlakteweerstand van 10⁹ tot 10¹¹ Ω mogelijk. Zowel lichte grijstinten als kleuren kunnen worden bereikt.