Vernice elettroconduttiva base rame e grafite

Vernice elettroconduttiva

Vernici per rendere conduttivi materiali isolanti

 La vernice elettroconduttiva è un trattamento superficiale per conferire a delle superfici e materiali che non presentano conducibilità questa caratteristica superficiale. I prodotti sviluppati e proposti da Cromas sono principalmente di due tipologie:

  • Vernice ad elevata conducibilità elettrica (bassa resistenza), a base di rame elettrolitico
  • Vernice a bassa conducibilità (elevata resistenza), a base di grafite

Questi due prodotti sono profondamente diversi, di seguito vengono analizzate nel dettaglio le caratteristiche.

Entrambi questi prodotti sono destinati ad utilizzatori professionali e rispondono alla normativa RoHS.

Vernice elettroconduttiva a base rame SV388 ZERO-OHM

 Questa vernice crea una vera e propria superficie elettroconduttiva, conferendo ai supporti trattati la massima conducibilità possibile combinando resistenza ed adesione del film realizzato. Le vernici elettroconduttive a base rame mostrano normalmente una conducibilità molto lontana da quella del metallo originale, questo perché superficialmente il metallo polverizzato tende a rivestirsi di una sottile patina di ossido.

Cromas ha sviluppato uno speciale processo di attivazione superficiale durante la realizzazione della vernice che ne rimuove la sottile patina di ossido, ottenendo un livello di conducibilità estremamente elevato. Da notare che questo trattamento porta ad avere una conducibilità elevata che avvicina le caratteristiche di conducibilità di questa vernice a quelle di base di microsfere rivestite d’argento con costi molto inferiori.

Questa vernice non è quindi adatta solo a dissipare cariche elettrostatiche, ma anche a condurre elettricità per attivare o disattivare sensori, interruttori, etc…

Un importante studio è stato fatto nella ricerca della matrice polimerica con minore interferenza alla conducibilità, la resina comunque porta ad avere una resistenza che si evidenzia quanto più è lunga la superficie e tanto minore è il materiale depositato.

La valutazione della resistenza (Ohm) che mostriamo è solo indicativa e a parità di lunghezza dipende molto da:

  • Superficie di applicazione
  • Quantità di materiale applicato (inteso come residuo secco)
  • Tipo di applicazione (a spruzzo o a pennello)

E’ importante quindi fare delle valutazioni e test applicativi sul progetto in studio. L’applicazione con pistola a spruzzo è quella che permette di ottenere delle superfici a maggiore conducibilità.

Abbiamo realizzato un breve video dove vengono mostrate alcune proprietà della vernice elettroconduttiva, la stessa è stata applicata su un supporto isolante per eccellenza, il legno. In questo video viene mostrata la conducibilità a bassa tensione con due pile alcaline da 1,5V e l’accensione di diodi led. Il prodotto attualmente è base solvente per uso professionale, è in studio una versione senza solvente per applicazioni murali o dove non è possibile utilizzare solvente.

Vernice elettroconduttiva a base grafite SV102AF02

La vernice a base di grafite porta a vernici a bassa conducibilità elettrica, molto inferiori a quelle a base rame. Se la vernice a base rame può avere 10 Ohm su 10 cm, la vernice a base grafite può avere 10-100 kΩ ogni 10cm, in funzione di molte variabili, principalmente la quantità di materiale, intesa come residuo secco, applicato.

Come nel caso della vernice a base rame molta attenzione è stata posta nella resina utilizzata, per evitare interferenze e nella scelta della grafite macinata a temperatura ambiente e non a freddo.

Queste vernici a bassa conducibilità sono utilizzate soprattutto per dissipare cariche elettrostatiche da supporti non conduttivi o generati da campi elettromagnetici.

Vernice elettroconduttiva a base di argento

La vernice elettroconduttiva a base argento è in realtà composta da microsfere rivestite d’argento. Questa vernice non è attualmente da noi prodotta in quanto molto costosa rispetto alle caratteristiche di conducibilità effettivamente apportate. In particolare il nuovo processo di attivazione superficiale del rame studiato dal Laboratorio R&D di Cromas, ha permesso di ottenere prestazioni soddisfacenti approvate dai nostri principali clienti a costi decisamenti inferiori.

Risposte a domande frequenti sulle vernici elettroconduttive

Per cosa è usata la vernice elettroconduttiva?

L’utilizzo di questa vernice è in generale quello di rendere conduttivo un supporto o superficie che non conduce elettricità, allo scopo principale di:

  • Scaricare cariche elettrostatiche da superfici/attrezzature
  • Creare circuiti semplici che possano comandare interruttori o segnali/produrre moderate quantità di calore
  • Galvanizzare superfici che altrimenti non potrebbero essere trattate

Su quali materiali si può applicare?

Dipende dalla vernice ma in generale plastiche come ABS, ABS-PC, Nylon, Bachelite, resine epossidiche o poliuretaniche, legno, vetro con appositi additivi.

Come funziona la vernice elettroconduttiva?

Il funzionamento è semplice in linea teorica ma difficile da realizzare: all’interno di una matrice polimerica vengono bloccate particelle che conducono elettricità. Una volta essiccate queste devono incontrarsi il più possibile per generare interazioni stabili che diano luogo a conducibilità elettrica. La matrice polimerica e gli additivi devono creare minori interferenze possibile.

Quale resistenza e altre caratteristiche tecniche legate alla conducibilità ha il film essiccato?

Ci vengono poste una grande varietà e vastità di richieste, molto differenti tra loro e legate alle diverse specificità dei progetti elettrici. Noi non possiamo rispondere a queste richieste, dobbiamo invitarvi a provare se il prodotto è adatto alla vostra applicazione.

Il film essiccato della vernice a base di rame è resistente o richiede uno strato protettivo?

Il film di vernice di rame si comporta in modo non dissimile dal rame, è morbido e tende ad ossidare. Se previsto l’utilizzo in esterno o deve avere resistenze a sfregamento/umidità/pulizia/etc deve essere protetto con resina epossidica o smalto epossidico o acrilico adeguato. In questo caso vi consigliamo di prendere contatto con i nostri tecnici.

La vernice conduttiva a base rame è saldabile con stagno?

Dalle nostre prove il film essiccato non è saldabile con la lega SnPb 60/40 utilizzata largamente prima della normativa RoHS ne con i suoi sostituti senza Pb.

Si può trasformare una qualsiasi vernice in vernice conduttiva?

Si può rendere debolmente conduttiva (nell’ordine dei MΩ – GΩ) quasi ogni vernice ma le vernici elettroconduttive nascono con caratteristiche particolari appunto perché l’elevata conducibilità è frutto di una attenta formulazione.

La vernice con aspetto metallico o argento è conduce elettricità?

No, l’aspetto metallico delle vernici non ha nulla a che vedere con la conducibilità elettrica perché le vernici metallizzate sono scaglie di metallo con rivestimento polimerico per proteggerne l’aspetto estetico ed isolante.

Quali colori può avere la vernice che conduce elettricità?

La vernice ad elevata conducibilità Cromas ha il colore rosso-bruno del rame, la vernice a base di grafite è nera. Introducendo dei pigmenti colorati si può modificare il colore ma con un forte impatto sulla conducibilità.

Esistono dei dei materiali conduttivi sintetici di colore più chiaro ma Cromas non produce attualmente vernici con questi materiali.

La mica è un conduttore?

Il minerale mica di per sé non conduce elettricità, esistono delle miche trattate e sintetiche che hanno proprietà di conducibilità elettrica dipendente dal materiale conduttore con il quale sono rivestite.

Come si usa la vernice elettroconduttiva?

Viene applicata sui supporti da trattare, a spruzzo, pennello e talvolta per immersione. E’ necessario verificare l’adesione sui supporti tra trattare prima di procedere ad una produzione industriale.

La vernice elettroconduttiva può sviluppare calore?

Quella ad alta conducibilità a base rame sì, è necessario però eseguire test e prestare attenzione a non surriscaldarla perché la parte polimerica può dar luogo a combustione

Come isolare la vernice elettroconduttiva?

Superficialmente, sopra o sotto, i migliori isolanti sono resine epossidiche e vernici epossidiche, delle quali Cromas ha una ampia gamma adatta a molti utilizzi

La vernice elettroconduttiva al rame può sostituire fili di rame e circuiti stampati?

No, la vernice conduttiva al rame può essere impiegata dove è necessario uno spessore molto basso o su supporti non conduttivi. A differenza del rame metallico puro ha una resistenza e di questo si deve tenere conto. Risulta difficile ad esempio azionare motorini elettrici ed altri componenti che richiedono un passaggio di corrente (Ampere) non minimo, come ad esempio sono dei diodi led.

Per approfondire l’argomento “conducibilità elettrica” consigliamo i seguenti link:

Conducibilità e resistenza elettrica https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_resistivity_and_conductivity

Fisica della conducibilità elettrica https://www.britannica.com/science/electrical-conductivity

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