一種高性能的復合石墨烯導電涂料的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高性能的復合石墨烯導電涂料，該復合石墨烯導電涂料以具有高效性能的石墨烯作為基本成分，并將無機的涂料復合起來，通過各種復合添加劑如分散劑、中和劑、流平劑、消泡劑、交聯劑的綜合作用，所制備的涂料具有優異的導電性能以及導電涂層，可應用于電磁屏蔽、抗靜電、防腐、散熱、耐磨及電子線路等領域，具有廣泛的應用價值。
【專利說明】一種高性能的復合石墨烯導電涂料
【技術領域】
[0001]本發明具體涉及一種高性能石墨烯復合導電涂料，屬于噴涂材料領域。
[0002]
【背景技術】
[0003]導電涂料是指能夠通過各種噴涂方法涂于非導電底材上，使之具有傳導電流及排除積累靜電荷能力的一種新型功能性涂料，涂膜后的電導率一般大于10S/m，目前已廣泛應用到各個領域。
[0004]目前導電涂料根據導電機理及組成可分為結構型導電涂料和添加型導電涂料。其中添加型導電涂料由于具有設備簡單、操作方便、成本低廉及可涂覆于各種復雜形狀表面等優點，深受大家的歡迎。人們相繼研制開發出多種強導電性導電涂料，如導電填料主要有金屬系(銀粉、銅粉、鎳粉等)、金屬/玻璃復合和炭系(石墨、炭黑)等。但是，這些導電涂料，制備得到涂層的力學強度與導電率難以同時提高，且涂層的密度較大，這些問題大大限制其應用范圍。也有人們使用石墨烯來制備導電涂料，繼而提高了噴涂的導電和力學性能，但是存在成本較聞，并且性能還有待于提聞的不足；
【發明內容】
[0005]本發明的目的是針對上述問題，本發明通過將傳統的無機導電材料與石墨烯結合起來，制備了高性能石墨烯復合導電涂料，該涂料具有更佳的導電和力學性能，所制備的涂料具有優異的導電性能以及導電涂層，可應用于電磁屏蔽、抗靜電、防腐、散熱、耐磨及電子線路等領域，具有廣泛的應用價值。
[0006]為達到上述目的，本發明研究制備了一種高性能的復合石墨烯導電涂料:由如下組分按重量份數組成:
石墨稀100-115份
無機二氧化硅納米顆粒3-8份
所述二氧化硅納米顆粒直徑為10-100納米
無機金屬銅納米顆粒5-7份
所述銅納米顆粒直徑為30-100納米
分散劑1-2份
中和劑丙醇胺1_2份
流平劑丁醚1-2份
消泡劑1-2份
交聯劑2-3份
乙醇50-80份
水 200-300 份
所述石墨烯的制備方法如下:所述分散劑為PVP、PVA、PEG中的一種或幾種；
該導電涂料的組成可以優化如下:
石墨烯110份 無機二氧化硅納米顆粒5份 無機金屬銅納米顆粒6份 分散劑1份 中和劑丙醇胺1份 流平劑丁醚1份 消泡劑2份 交聯劑2份 乙醇60份 水250份
本發明具有的有益效果: 本發明原料來源廣泛、價格低廉、并且在新型材料石墨烯作為涂料的基礎上，創造性的加入無機顆粒納米二氧化硅以及納米銅顆粒；所制備的復合的石墨烯涂料具有更好地分散性，在IOOiT1剪切速率下粘度約為5mPa *s，表面張力為l(T20mN/m。添加了納米顆粒后，能有效的填充材料和材料之間的空隙，涂料的致密度也得到進一步提高，從而導致復合涂料的力學性能也有大幅的提高，抗沖擊強度可到170 kg.cm ;當然,在石墨烯和金屬納米顆粒的共同作用下，涂料在熱處理之后，將會顯示出類似于金屬的導電性能，體積電阻率能夠達到 6.8 X 10-3 Ω.cm。
[0007]【具體實施方式】
[0008]為進一步說明本發明，下面結合具體實施的例子對本發明做進一步詳細的描述。
[0009]實施例1:
一種高性能的復合石墨烯導電涂料 氧化石墨烯110份 無機二氧化硅納米顆粒5份 所述二氧化硅納米顆粒直徑為10納米 無機金屬銅納米顆粒6份 所述銅納米顆粒直徑為30納米 分散劑PVP 1份 中和劑丙醇胺1份 流平劑丁醚1份 消泡劑2份 交聯劑2份 乙醇60份 水250份。
[0010]實施例2:一種高性能的復合石墨烯導電涂料 氧化石墨烯100份 無機二氧化硅納米顆粒3份 所述二氧化硅納米顆粒直徑為10納米 無機金屬銅納米顆粒5份 所述銅納米顆粒直徑為30納米 分散劑PVA 1份 中和劑丙醇胺1份 流平劑丁醚1份 消泡劑1份 交聯劑2份 乙醇50份 水200份。
[0011]實施例3:
一種高性能的復合石墨烯導電涂料
石墨烯115份
無機二氧化硅納米顆粒8份
所述二氧化硅納米顆粒直徑為100納米
無機金屬銅納米顆粒7份
所述銅納米顆粒直徑為100納米
分散劑2份
中和劑丙醇胺2份
流平劑丁醚2份
消泡劑2份
交聯劑3份
乙醇80份
水300份。
[0012]實施例4:
一種高性能的復合石墨烯導電涂料
石墨烯110份
無機二氧化硅納米顆粒8份
所述二氧化硅納米顆粒直徑為10納米
無機金屬銅納米顆粒7份
所述銅納米顆粒直徑為30納米
分散劑1.5份
中和劑丙醇胺1.5份
流平劑丁醚2份
消泡劑1份
交聯劑3份乙醇50份 水300份。
[0013]實施例5:
一種高性能的復合石墨烯導電涂料
石墨烯115份
無機二氧化硅納米顆粒8份
所述二氧化硅納米顆粒直徑為30納米
無機金屬銅納米顆粒7份
所述銅納米顆粒直徑為100納米
分散劑2份
中和劑丙醇胺1份
流平劑丁醚2份
消泡劑2份
交聯劑2份
乙醇10份
水200份。
[0014]對比例1:
一種高性能的復合石墨烯導電涂料
氧化石墨烯110份
分散劑PVP 1份
中和劑丙醇胺1份
流平劑丁醚1份
消泡劑2份
交聯劑2份
乙醇60份
水250份。
[0015]具體實施例中各種導電涂層的力學和電學性能如下:
【權利要求】
1.一種高性能的復合石墨烯導電涂料，其特征在于:由如下組分按重量份數組成:石墨稀100-115份無機二氧化硅納米顆粒3-8份所述二氧化硅納米顆粒直徑為10-100納米無機金屬銅納米顆粒5-7份所述銅納米顆粒直徑為30-100納米分散劑1-2份中和劑丙醇胺1_2份流平劑丁醚1-2份消泡劑1-2份交聯劑2-3份乙醇50-80份 水 200-300 份。
2.如權利要求1所述的高性能的復合石墨烯導電涂料，其特征在于:所述石墨烯為溶液法制備的氧化石墨烯。
3.如權利要求2所述的高性能的復合石墨烯導電涂料，其特征在于:分散劑為PVP、PVA、PEG中的一種或幾種。
4.如權利要求3所述的高性能的復合石墨烯導電涂料，其特征在于:石墨烯110份無機二氧化硅納米顆粒5份無機金屬銅納米顆粒6份分散劑1份中和劑丙醇胺1份流平劑丁醚1份消泡劑2份交聯劑2份乙醇60份水250份。
【文檔編號】C09D1/00GK103897446SQ201410159865
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月21日 優先權日:2014年4月21日
【發明者】黃曉明, 姚海波 申請人:蘇州鉉動三維空間科技有限公司