Vernici a polvere conduttive - Rivestimento ESD

Isolatori

Gli isolanti sono sostanze in cui le cariche non possono muoversi (quasi) affatto; i loro valori di resistenza sono pari o superiori a 10¹¹ Ω. Esempi noti sono la gomma, la porcellana, il vetro, il diamante, l'acqua distillata e l'aria. Anche la maggior parte dei rivestimenti in polvere rientra in questa categoria, sebbene si possa fare una distinzione tra i diversi sistemi di resine. Le resine epossidiche, ad esempio, hanno valori di resistenza più elevati rispetto ai poliesteri. Tutti questi materiali hanno in comune il fatto che in essi non sono disponibili né ioni né elettroni debolmente legati per il trasporto di carica; tutti gli elettroni sono saldamente ancorati nei legami chimici. Tuttavia, a tensioni estremamente elevate (da diversi kilo a megavolt), gli elettroni possono essere strappati dai legami del materiale per un breve periodo. Il risultato è una corrente di "breakdown" (ad esempio un lampo) in cui viene trasportata una grande quantità di energia in un tempo molto breve.

 

Materiali con comportamento antistatico

Il comportamento antistatico si verifica nell'intervallo tra 10⁹ e 10¹¹ Ω. È necessario, ad esempio, nelle camere sterili, poiché le superfici con comportamento antistatico non attirano facilmente la polvere dall'aria.

 

Materiali per la dissipazione elettrostatica

Se i materiali hanno una resistenza superficiale compresa tra 10³ e 10⁹ Ω, sono considerati elettrostaticamente dissipativi. Ciò significa che questi materiali sono in grado di dissipare lentamente le cariche applicate. Questa proprietà è utilizzata principalmente per applicazioni antistatiche, ad esempio nell'industria automobilistica, per ridurre l'effetto di attrazione della polvere sulle superfici o nei componenti elettronici, nonché nelle aree potenzialmente esplosive per evitare scariche di gas (scintille). I materiali dissipativi elettrostatici sono anche antistatici, ma non viceversa.

 

Conduttori

I conduttori elettrici sono sostanze in cui le cariche possono muoversi facilmente. I conduttori più noti sono i metalli, la grafite, gli acidi, gli alcali e le soluzioni saline. Hanno resistenze superficiali inferiori a 10⁶ Ω. La loro capacità di scaricarsi rapidamente è richiesta, ad esempio, nelle applicazioni per i contatti di terra.

La conduttività del rivestimento in polvere può essere ottenuta aggiungendo particelle di additivo, ma l'aggiunta di tali particelle in basse concentrazioni non ha praticamente alcun effetto. La situazione cambia quando le particelle di additivo diventano così numerose da avere la pro-abilità di toccarsi e formare percorsi di corrente attraverso il provino. La conduttività aumenta di diverse potenze di dieci in un intervallo di concentrazione ristretto intorno alla cosiddetta "Concentrazione Critica" (CC) – la resistenza specifica diminuisce di conseguenza. Se si aumenta ulteriormente la concentrazione dell'additivo, si formano percorsi di corrente continui e la conduttività continua ad aumentare, ma non così rapidamente come intorno a KC. Al di sopra di una certa concentrazione di additivo, ulteriori aggiunte non consentono più di ottenere valori di conducibilità significativamente migliori. La totalità delle curve è chiamata anche curva di percolazione.

Grafite

Additivi a base di carbonio elettricamente conduttivo, alcuni dei quali sono utilizzati da molto tempo. In passato si utilizzava la grafite, mentre oggi si parla di un singolo strato di cristallo di grafite, il grafene. Con una conducibilità elettrica compresa tra 10³ e 10⁹ Ω, sono possibili solo tonalità nere/antracite (ad esempio 09/81760 o 59/80259).

 

Fuliggine conduttiva

La fuliggine conduttiva, nota anche come "carbon black", viene utilizzata in aree in cui è richiesta una moderata conduttività. La fuliggine è prodotta dalla combustione incompleta di composti di carbonio in reattori chimici. Ma perché conduce la fuliggine? La fuliggine è costituita da particelle primarie in cui gli atomi di carbonio sono disposti come in piccoli cristalli di grafite.

 

Fibre

Il carbonio e le fibre di carbonio sono noti per il loro effetto di rinforzo meccanico, ma conducono anche l'elettricità. Colorano il componente, ma non colorano l'ambiente circostante quando vengono toccate, come nel caso della fuliggine e dei componenti riempiti di grafite. Pertanto, le fibre sono più adatte per applicazioni in camere bianche o per la gestione della carta.

 

CNT’s

I nanotubi di carbonio sono minuscoli tubi di grafite con pareti di diverso spessore. Si distingue tra SWNT, DWNT e MWNT (nanotubi a parete singola, doppia o mutli). Anche a concentrazioni molto basse (0,04 wt.%), con questi materiali è possibile ottenere elevate conduttività. Come tutti gli altri additivi, influenzano la tonalità del colore, ma con essi è possibile ottenere anche tonalità più chiare (ad esempio, grigio chiaro).

 

Pigmenti di mica

Dissipazione elettrostatiche 10⁹ fino a 10¹¹ Ω, sono possibili sfumature di grigio chiara e colorate.