本發明涉及電容器加工技術領域，具體地，涉及一種電容器用導電涂料及制備方法。
背景技術：
近年來，開展了許多電容器的研究工作，因電容器電極材料制作是決定電容器性能的關鍵因素，因此，電極材料制作中導電基膜中導電涂料配方研究自然成為研究重點。導電基膜是涂覆在集流體上第一層電極材料，導電涂料的配方工藝、粘合劑的配方對電容器的電性能、使用壽命、成本、環境污染起著至關重要的作用。因此，導電涂料的配方研究對電容器規模化生產具有深遠的意義。
導電涂料的配方工藝直接影響電容器電極材料的性能。目前，國內在電容器導電涂料配方工藝報道很少，我國還未有適宜大規模生產的導電涂料配方工藝。因此，研究開發比容量大、電阻率小的導電涂料是當務之急。目前，大多數復合導電涂料的粘合強度、熱穩定性、耐腐蝕性、電惰性等方面均不很理想，其內阻大及比電容小，且不能滿足規模化生產要求。由于導電涂料配方工藝是電極材料規模化生產的核心技術，受知識產權保護，國外文獻報道很少。我國現有導電涂料配方工藝仍處于實驗研究階段，未達到規模化生產要求。
因此，研究開發一種粘結性能強、熱穩定性高、耐腐蝕及較好的導電效果的電容器用導電涂料，具有較好的應用價值，也符合目前市場要求。
技術實現要素：
針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種電容器用導電涂料及制備方法，所述涂料應用于電容器中，不僅具有較好的導電效果，還具有較好的粘結牢固性、熱穩定性及較好的耐腐蝕性能，大大延長了電容器的使用壽命，具有較好的應用價值。
本發明解決技術問題采用如下技術方案：
本發明涉及一種電容器用導電涂料，包括如下重量份的各組分：聚苯胺22~40份、聚乙烯醇15~21份、石墨烯0.6~2.5份、導電填料6~12份、改性凹凸棒石粘土7~15份、填充料5~10份、消泡劑3~7份、溶劑35~52份。
優選地，所述聚苯胺36份、聚乙烯醇19份、石墨烯1.3份、導電填料10份、改性凹凸棒石粘土12份、填充料8份、消泡劑5份、溶劑46份。
優選地，所述改性凹凸棒石粘土為天然凹凸棒土經提純、酸化、再經熱活化之后的產物。
優選地，所述導電填料包括云母玻璃珠、摻鋁氧化鋅、鍍銀石墨中的任一種。
優選地，所述填充料為納米二氧化硅、鈦白粉、活性炭中的一種或者多種的混合。
優選地，所述溶劑為水。
本發明還涉及一種制備如電容器用導電涂料的方法，包括如下步驟：
（1）按照配比分別稱取聚苯胺、聚乙烯醇，并將其加入到反應釜中，升溫至60~80℃，混合攪拌0.5~1h，然后向混合物中加入配比量的石墨烯，攪拌反應1~2h，得到反應產物a1；
（2）按照配比稱取改性凹凸棒石粘土，加水攪拌均勻，然后將其置于超聲波條件下，邊攪拌邊緩慢加入導電填料，加入完畢后，繼續攪拌分散20~30min，得到混合物a2；
（3）將反應產物a1轉移至攪拌機中，加入混合物a2和配比量的填充劑、消泡劑及剩余的溶劑，充分攪拌均勻，然后將混合物置于轉速為1000~2000轉/min的剪切機中剪切分散30~40min，即得所述導電涂料。
優選地，所述步驟（2）中加入水的質量為改性凹凸棒石粘土質量的2~3倍。
優選地，所述步驟（2）中改性凹凸棒石粘土的制備方法為：
取天然凹凸棒石粘土進行粉碎并過200目篩，加水，攪拌形成懸浮泥漿，取上層懸濁液于3000~3500轉/min的離心機中離心處理5~10min，真空抽濾，得濾餅；
將濾餅置于燒杯中，加入2mol/l的稀鹽酸，其中鹽酸的體積量與凹凸棒石粘土質量之比為1ml：5~10g，置于超聲波條件下超聲10~20min，靜置后真空抽濾，并用蒸餾水清洗，得濾餅；
將濾餅烘干，然后置于馬弗爐中以20℃/min的速度程序升溫至800℃，恒溫焙燒3~4h，冷卻，粉碎并過200目篩，即得改性凹凸棒石粘土。
優選地，所述導電填料和填充料在進行混合之前均需進行研磨處理，研磨至粒徑為100~200目。
與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
（1）本發明所述的電容器用導電涂料，應用于電容器中，不僅具有較好的導電效果，還具有較好的粘結牢固性、熱穩定性及較好的耐腐蝕性能，大大延長了電容器的使用壽命，具有較好的應用價值。
（2）本發明所述的電容器用導電涂料采用聚苯胺和聚乙烯醇摻雜作為基材，具有較好的導電特性、化學及環境穩定性，再加上聚苯胺本身具有原料易得、合成工藝簡單的特點，大大降低了原料的使用成本；此外聚乙烯醇優異的粘結性能，使得制備得到的導電涂料具有較好的粘結牢固性。
（3）本發明所述的電容器用導電涂料中添加有石墨烯，由于石墨烯獨特的片層狀結構，能夠形成致密的物理保護膜，具有較好的防水、防腐蝕性能，首先將其與聚苯胺和聚乙烯醇進行改性處理，使得改性之后的聚合物制備得到的涂料具有較好的防水、防腐蝕性能。此外，由于石墨烯優異的導電性能、較好的力學性能及較好的環境穩定性，為涂料的導電性能、耐刮擦、抗剝落的力學性能及環境穩定性提供了較好的保障。
（4）本發明所述的電容器用導電涂料采用的導電填料具有使用成本低、導電效果好的特點，在提高電容器導電效果的同時，降低了加工成本。
（5）本發明所述的電容器用導電涂料中添加有改性凹凸棒土，由于凹凸棒石粘土具有較大的比表面積，具有較好的吸附性能，而改性后的凹凸棒石粘土的吸附效果大大增加，首先將其與導電填料混合，使得導電填料能夠均勻負載吸附在凹凸棒石粘土的表面，提高了導電填料的分布均勻性，也為電容器的導電均勻性提供了保障。
（6）本發明所述的電容器用導電涂料的制備方法簡單、操作方便，工藝條件溫和，適合工業化推廣生產。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。
實施例1：
本實施例涉及一種電容器用導電涂料及制備方法；
所述導電涂料由如下組分制備而成：
聚苯胺36份、聚乙烯醇19份、石墨烯1.3份、導電填料10份、改性凹凸棒石粘土12份、填充料8份、消泡劑5份、溶劑46份。
優選地，所述改性凹凸棒石粘土為天然凹凸棒土經提純、酸化、再經熱活化之后的產物。
其中，所述導電填料包括摻鋁氧化鋅。
其中，所述填充料為納米二氧化硅、鈦白粉的混合，其中兩者的質量比為1:1。
其中，所述溶劑為水。
本發明制備如電容器用導電涂料的方法，包括如下步驟：
（1）按照配比分別稱取聚苯胺、聚乙烯醇，并將其加入到反應釜中，升溫至75℃，混合攪拌1h，然后向混合物中加入配比量的石墨烯，攪拌反應2h，得到反應產物a1；
（2）按照配比稱取改性凹凸棒石粘土，加水攪拌均勻，然后將其置于超聲波條件下，邊攪拌邊緩慢加入導電填料，加入完畢后，繼續攪拌分散30min，得到混合物a2；
（3）將反應產物a1轉移至攪拌機中，加入混合物a2和配比量的填充劑、消泡劑及剩余的溶劑，充分攪拌均勻，然后將混合物置于轉速為2000轉/min的剪切機中剪切分散30min，即得所述導電涂料。
其中，所述步驟（2）中加入水的質量為改性凹凸棒石粘土質量的3倍。
其中，所述步驟（2）中改性凹凸棒石粘土的制備方法為：
取天然凹凸棒石粘土進行粉碎并過200目篩，加水，攪拌形成懸浮泥漿，取上層懸濁液于3000轉/min的離心機中離心處理10min，真空抽濾，得濾餅；
將濾餅置于燒杯中，加入2mol/l的稀鹽酸，其中鹽酸的體積量與凹凸棒石粘土質量之比為1ml：8g，置于超聲波條件下超聲15min，靜置后真空抽濾，并用蒸餾水清洗，得濾餅；
將濾餅烘干，然后置于馬弗爐中以20℃/min的速度程序升溫至800℃，恒溫焙燒4h，冷卻，粉碎并過200目篩，即得改性凹凸棒石粘土。
其中，所述導電填料和填充料在進行混合之前均需進行研磨處理，研磨至粒徑為200目。
實施例2：
本實施例涉及一種電容器用導電涂料及制備方法；
所述導電涂料由如下組分制備而成：
聚苯胺22份、聚乙烯醇15份、石墨烯0.6份、導電填料6份、改性凹凸棒石粘土7份、填充料5份、消泡劑3份、溶劑35份。
優選地，所述改性凹凸棒石粘土為天然凹凸棒土經提純、酸化、再經熱活化之后的產物。
其中，所述導電填料包括云母玻璃珠。
其中，所述填充料為鈦白粉、活性炭的混合，其中兩者的質量比為2:1。
其中，所述溶劑為水。
本發明制備如電容器用導電涂料的方法，包括如下步驟：
（1）按照配比分別稱取聚苯胺、聚乙烯醇，并將其加入到反應釜中，升溫至60℃，混合攪拌1h，然后向混合物中加入配比量的石墨烯，攪拌反應1h，得到反應產物a1；
（2）按照配比稱取改性凹凸棒石粘土，加水攪拌均勻，然后將其置于超聲波條件下，邊攪拌邊緩慢加入導電填料，加入完畢后，繼續攪拌分散20min，得到混合物a2；
（3）將反應產物a1轉移至攪拌機中，加入混合物a2和配比量的填充劑、消泡劑及剩余的溶劑，充分攪拌均勻，然后將混合物置于轉速為1000轉/min的剪切機中剪切分散40min，即得所述導電涂料。
其中，所述步驟（2）中加入水的質量為改性凹凸棒石粘土質量的2倍。
其中，所述步驟（2）中改性凹凸棒石粘土的制備方法為：
取天然凹凸棒石粘土進行粉碎并過200目篩，加水，攪拌形成懸浮泥漿，取上層懸濁液于3000轉/min的離心機中離心處理10min，真空抽濾，得濾餅；
將濾餅置于燒杯中，加入2mol/l的稀鹽酸，其中鹽酸的體積量與凹凸棒石粘土質量之比為1ml：5g，置于超聲波條件下超聲10min，靜置后真空抽濾，并用蒸餾水清洗，得濾餅；
將濾餅烘干，然后置于馬弗爐中以20℃/min的速度程序升溫至800℃，恒溫焙燒3h，冷卻，粉碎并過200目篩，即得改性凹凸棒石粘土。
其中，所述導電填料和填充料在進行混合之前均需進行研磨處理，研磨至粒徑為100目。
實施例3：
本實施例涉及一種電容器用導電涂料及制備方法；
所述導電涂料由如下組分制備而成：
聚苯胺40份、聚乙烯醇21份、石墨烯2.5份、導電填料12份、改性凹凸棒石粘土15份、填充料10份、消泡劑7份、溶劑52份。
優選地，所述改性凹凸棒石粘土為天然凹凸棒土經提純、酸化、再經熱活化之后的產物。
其中，所述導電填料包括鍍銀石墨。
其中，所述填充料為納米二氧化硅。
其中，所述溶劑為水。
本發明制備如電容器用導電涂料的方法，包括如下步驟：
（1）按照配比分別稱取聚苯胺、聚乙烯醇，并將其加入到反應釜中，升溫至80℃，混合攪拌0.5h，然后向混合物中加入配比量的石墨烯，攪拌反應2h，得到反應產物a1；
（2）按照配比稱取改性凹凸棒石粘土，加水攪拌均勻，然后將其置于超聲波條件下，邊攪拌邊緩慢加入導電填料，加入完畢后，繼續攪拌分散30min，得到混合物a2；
（3）將反應產物a1轉移至攪拌機中，加入混合物a2和配比量的填充劑、消泡劑及剩余的溶劑，充分攪拌均勻，然后將混合物置于轉速為2000轉/min的剪切機中剪切分散30min，即得所述導電涂料。
其中，所述步驟（2）中加入水的質量為改性凹凸棒石粘土質量的3倍。
其中，所述步驟（2）中改性凹凸棒石粘土的制備方法為：
取天然凹凸棒石粘土進行粉碎并過200目篩，加水，攪拌形成懸浮泥漿，取上層懸濁液于3500轉/min的離心機中離心處理5min，真空抽濾，得濾餅；
將濾餅置于燒杯中，加入2mol/l的稀鹽酸，其中鹽酸的體積量與凹凸棒石粘土質量之比為1ml：10g，置于超聲波條件下超聲20min，靜置后真空抽濾，并用蒸餾水清洗，得濾餅；
將濾餅烘干，然后置于馬弗爐中以20℃/min的速度程序升溫至800℃，恒溫焙燒4h，冷卻，粉碎并過200目篩，即得改性凹凸棒石粘土。
其中，所述導電填料和填充料在進行混合之前均需進行研磨處理，研磨至粒徑為200目。
綜上所述，本發明所述的電容器用導電涂料，應用于電容器中，不僅具有較好的導電效果，還具有較好的粘結牢固性、熱穩定性及較好的耐腐蝕性能，大大延長了電容器的使用壽命，具有較好的應用價值。此外，所述的電容器用導電涂料的制備方法簡單、操作方便，工藝條件溫和，適合工業化推廣生產。
以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。