專利名稱：新型碳納米管/乙烯基酯乳液導電涂料的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種特種涂料的制備方法，特別涉及一種碳納米管改性乙烯基酯乳液導電涂料的制備方法。
背景技術：
導電涂料是一種具有導電和排除積累靜電荷能力的功能性涂料，其發展至今已有半個多世紀的歷史。1948年美國將銀和環氧樹脂制成導電膠，這是最早公開的導電涂料，隨后英、日等國相繼研制導電涂料，我國也早在50年代開始研究和應用導電涂料。隨著導電涂料研究開發的不斷深入，其應用也日益廣泛，在電子、建筑、航空等領域具有重要的應用價值，尤其在導電、抗靜電方面有很大的實用價值。經過半個多世紀的發展探索，國內外對導電涂料的研究開發取得了非常好的成果，多種導電涂料已經工業化生產。國外生產導電涂料的廠家主要有美國的Acme Chemicals & Insulating公司、Electro-KineticSystems 公司、Chromium Corporation 公司、BEE 公司和 TAB 公司等，英國的 RF Shielding(RFS)公司和Nut wood UK LTD公司等，日本的神東涂料、日立化成等公司。這些公司主要生產以碳黑、鎳粉和銅粉等為導電填料的導電涂料。目前，國內導電涂料的開發研究主要著眼于解決抗靜電問題，導電涂料多以碳系材料為導電填料。國內的一些高等院校和研究所等科研單位及一些大中型公司都在積極研究和開發導電涂料，并取得了較大的進展，研制出了一些高性能的非碳系導電涂料。導電涂料按組成和導電機理的不同可以分為結構型(本征型)和添加型(復合型)2種。結構型(本征型)導電涂料是利用自身或經過摻雜之后具有導電功能的高分子材料直接成膜或與其它有機高分子混合；添加型(復合型)導電涂料是通過將導電的無機粒子或有機抗靜電劑加入非導電的樹脂中，利用樹脂的物理機械性能和填料的導電能力而制備導電涂層。導電涂料一般由樹脂、導電填料、助劑和溶劑組成，導電填料是導電涂料的重要組成部分，常用的導電填料主要有碳系填料、金屬系填料、金屬氧化物系填料和復合系填料。碳系填料有炭黑、石墨等，其缺點是色彩單調且顏色較深，無法制備淺色導電涂料；金屬系填料(如金、銅、鎳等)易于氧化生成不導電的金屬氧化物，導電性能不穩定，容易沉降，耐腐蝕性能差，其應用受到限制；復合系導電填料是以價廉、質輕的材料(如玻璃、石墨等)作為基底或芯材，在其表面包覆一層或幾層化學穩定性好、耐腐蝕性強、電導率高的導電物質(如金、鎳等)而得到的復合材料。目前，國內外導電涂料研究開發的重點是開發高導電性、低成本的導電填料。
發明內容
本發明的目的是克服現有導電涂料的缺陷，提供一種具有良好抗靜電性能和力學性能的導電涂料的制備方法。 為了實現以上發明目的，本發明采用以下技術方案:一種新型碳納米管/乙烯基酯乳液導電涂料的制備方法，包括以下步驟:
(1)按以下質量份數準備原料:乙烯基酯乳液100份；碳納米管2 10份；顏填料5 10份；助劑I 5份;
(2)將碳納米管加入體積比3:1的濃硫酸和濃硝酸的混合液中，超聲處理30min，用去離子水洗滌至中性，80°C烘箱中干燥24h ；
(3 )將處理過的碳納米管低速攪拌下緩慢加入顏填料中，混合均勻，將混合漿料加入乙烯基酯乳液，并加入助劑，高速攪拌2h，制得導電涂料。所述乙烯基酯乳液為不飽和有機一元羧酸與環氧樹脂反應生成的乳液。所述碳納米管為多壁碳納米管,外徑范圍為10 20nm,長度為5 50Mm,采用強
酸氧化處理。所述顏填料包括滑石粉、二氧化鈦。所述助劑包括成膜助劑、分散劑、消泡劑、增稠劑和流平劑。
·
乙烯基酯乳液為不飽和有機一元羧酸與環氧樹脂反應生成的乳液，或者再添加改性成分生成的其改性樹脂，是新一代高度耐蝕樹脂，兼有環氧樹脂的友誼機械性能與不飽和聚酯的易加工、快速固化特性，且耐酸堿性能優于一般環氧和不飽和聚酯樹脂，具有極高的強度和耐疲勞特征。碳納米管自1991年被日本NEC的電鏡專家Ii jima教授首先發現以來，短短十幾年之間，這種納米尺寸的炭質管狀物就引起了全球性物理、化學和材料等科學界的廣泛興趣。由于碳納米管的特殊結構和優異的力學、電學和光學性能以及其潛在的工業價值，使其逐漸成為化學、物理和材料等學科領域的研究熱點，有人甚至將它譽為“21世紀的黑色鉆石”。由于碳納米管具有很好的導電性，同時又擁有較大的長徑比，因而很適合做導電填料，相對于其它金屬顆粒和石墨顆粒，用很少的量就能形成導電網鏈，且其密度比金屬顆粒小得多，不易因重力的作用而聚沉。本發明正是利用碳納米管的這些特性將其作為導電介質加入到涂料中，以增加導電涂料的導電性能。本發明的主要優點和有益效果是:
(1)本發明公開的導電涂料采用高度耐蝕樹脂，具有極高和耐疲勞特性；采用碳納米管作為導電填料，只需要添加比傳統添加量低的量即可達到較高的導電性能；
(2)本發明公開的導電涂料施工簡便，采用噴涂或人工涂刷即可，常溫固化，表干時間短，小于3h，實干時間小于12h。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明作進一步的說明。實施例一:
按以下質量份數準備原料:乙烯基酯乳液100份；碳納米管2份；滑石粉3份、二氧化鈦5份；成膜助劑0.1份、分散劑0.5份、消泡劑0.2份、增稠劑I份和流平劑11份；
將碳納米管加入體積比3:1的濃硫酸和濃硝酸的混合液中，超聲處理30min，用去離子水洗滌至中性，80°C烘箱中干燥24h ；
將處理過的碳納米管低速攪拌下緩慢加入滑石粉和二氧化鈦中，混合均勻，將混合漿料加入乙烯基酯乳液，并加入成膜助劑、分散劑、消泡劑、增稠劑和流平劑，高速攪拌2h，制得導電涂料。實施例二:
按以下質量份數準備原料:乙烯基酯乳液100份；碳納米管4份；滑石粉5份、二氧化鈦5份；成膜助劑I份、分散劑0.6份、消泡劑0.4份、增稠劑2份和流平劑1.2份；
將碳納米管加入體積比3:1的濃硫酸和濃硝酸的混合液中，超聲處理30min，用去離子水洗滌至中性，80°C烘箱中干燥24h ；
將處理過的碳納米管低速攪拌下緩慢加入滑石粉和二氧化鈦中，混合均勻，將混合漿料加入乙烯基酯乳液，并加入成膜助劑、分散劑、消泡劑、增稠劑和流平劑，高速攪拌2h，制得導電涂料。實施例三:
按以下質量份數準備原料:乙烯基酯乳液100份；碳納米管5份；滑石粉4份、二氧化鈦2份；成膜助劑1份、分散劑0.5份、消泡劑0.2份、增稠劑1份和流平劑0.5份；
將碳納米管加入體積比3:1的濃硫酸和濃硝酸的混合液中，超聲處理30min，用去離子水洗滌至中性，80°C烘箱中干燥24h ；
將處理過的碳納米管低速攪拌下緩慢加入滑石粉和二氧化鈦中，混合均勻，將混合漿料加入乙烯基酯乳液，并加入成膜助劑、分散劑、消泡劑、增稠劑和流平劑，高速攪拌2h，制得導電涂料。實施例四:
按以下質量份數準備原料:乙烯基酯乳液100份；碳納米管10份；滑石粉4份、二氧化鈦4份；成膜助劑0.6份、分散劑0.2份、消泡劑0.5份、增稠劑3份和流平劑0.8份；
將碳納米管加入體積比3:1的濃硫酸和濃硝酸的混合液中，超聲處理30min，用去離子水洗滌至中性，80°C烘箱中干燥24h ；
將處理過的碳納米管低速攪拌下緩慢加入滑石粉和二氧化鈦中，混合均勻，將混合漿料加入乙烯基酯乳液，并加入成膜助齊IJ、分散劑、消泡齊U、增稠劑和流平劑，高速攪拌2h，制得導電涂料。所制得的涂料制成涂層試板后檢測各項指標，測得涂層表面電阻為1.45
2.33 X IO6 Ω，鉛筆硬度為2H，耐沖擊性約為50cm，附著力I級，耐戒指性能良好，在蒸餾水中以及10%的硫酸和10%氫氧化鈣中浸泡48h無變化。除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。
權利要求
1.一種新型碳納米管/乙烯基酯乳液導電涂料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)按以下質量份數準備原料:乙烯基酯乳液100份；碳納米管2 10份；顏填料5 10份；助劑1 5份; (2)將碳納米管加入體積比3:1的濃硫酸和濃硝酸的混合液中，超聲處理30min，用去離子水洗滌至中性，80°C烘箱中干燥24h ； (3)將處理過的碳納米管低速攪拌下緩慢加入顏填料中，混合均勻，將混合漿料加入乙烯基酯乳液，并加入助劑，高速攪拌2h，制得導電涂料。
2.根據權利要求1所述的新型碳納米管/乙烯基酯乳液導電涂料的制備方法，其特征在于:所述乙烯基酯乳液為不飽和有機一元羧酸與環氧樹脂反應生成的乳液。
3.根據權利要求1所述的新型碳納米管/乙烯基酯乳液導電涂料的制備方法，其特征在于:所述碳納米管為多壁碳納米管，外徑范圍為10 20nm，長度為5 50觸，采用強酸氧化處理。
4.根據權利要求1所述的新型碳納米管/乙烯基酯乳液導電涂料的制備方法，其特征在于:所述顏填料包括滑石粉、二氧化鈦。
5.根據權利要求1所述的新型碳納米管/乙烯基酯乳液導電涂料的制備方法，其特征在于:所述助劑包括成膜助劑、分散劑、消泡劑、增稠劑和流平劑。
全文摘要
本發明公開了一種新型碳納米管/乙烯基酯乳液導電涂料制備方法，以具有高度耐蝕樹脂乙烯基酯乳液為基底，添加碳納米管為導電填料，制備的導電涂料具有良好抗靜電性能和力學性能，并且導電涂料施工簡便，采用噴涂或人工涂刷即可，常溫固化，表干時間短，小于3h，實干時間小于12h。
文檔編號C09D5/24GK103073973SQ20121048004
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月23日 優先權日2012年11月23日
發明者高凡 申請人:高凡