一種高性能環保型導電涂料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高性能環保型導電涂料的制備方法,屬于導電涂料技術領域。
【背景技術】
[0002]高分子材料的電導率一般都很低,因而常被用作絕緣材料。但是,隨著科學技術的不斷發展與進步,特別是電子產業、信息技術等的飛速發展,具有導電功能的高分子材料引起了人們的廣泛興趣,因其兼具有良好的導電性能、力學性能,且簡單易行而被廣泛的應用于化工、印刷、電子、電器、航天和航空等眾多技術領域。
[0003]目前,導電涂料根據導電機理及其組成可分為本征型導電涂料和摻雜型導電涂料。其中摻雜型導電涂料是一類以高分子聚合物為基礎加入導電填料,通過分散復合、層積復合等物理化學方式處理后,利用導電填料的導電作用來實現涂層的導電性能。它兼有導電性能、電學性能和力學性能,并且成本較低、簡單易行,從而得到廣泛的應用。摻雜型導電涂料主要由高分子聚合物、導電填料和溶劑等組成,常用的導電填料有金屬系填料、碳系填料、金屬氧化物系填料、復合填料、新型納米導電填料等。目前,市場上主要以金屬系填料為主要的導電填料。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,且涂層密度大,大大限制其應用范圍。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種附著力和導電性都較優異的環保型導電涂料及其制備方法,并且制備工藝簡單,環保無污染。
[0005]一種高性能環保型導電涂料的制備方法,其特征在于:所述的導電涂料以聚乙烯醇縮丁醛樹脂為基體,以碳粉為導電填料,得到高性能導電涂料;該方法將聚乙烯醇縮丁醛樹脂基體溶于有機溶劑中,攪拌下加入導電填料,并混合均勻,即制備得到環保型導電涂料;其中,所述的導電涂料的組成為,聚乙烯醇縮丁醛樹脂基體為10%,導電填料為2%?10 %,有機溶劑為80 %?88 %。
[0006]本發明具體步驟為:
[0007](I)將聚乙烯醇縮丁醛粉末緩慢加入有機溶劑中并攪拌,靜置,使其充分溶解,配成無色透明溶液I;
[0008](2)將不同質量的碳粉加入溶液I中并高速攪拌,使其混合均勻,得到粘稠溶液II,即為摻雜碳粉的高性能環保型導電涂料;
[0009](3)將導電涂料涂覆在基材表面,室溫干燥24小時或50°C下干燥4小時,即可得到摻雜碳粉的導電涂料。
[0010]所述碳粉為石墨或導電炭黑,石墨包括普通石墨、纖維石墨、納米石墨的其中一種或幾種的混合;導電炭黑包括導電槽黑、導電爐黑、乙炔炭黑其中一種或幾種的混合。
[0011 ] 所述碳粉可以為石墨和導電炭黑按任意比例的混合。
[0012]所述有機溶劑為無水乙醇、異丙醇或丁醇的一種或兩者的混合溶液。
[0013]上述聚乙烯醇縮丁醛樹脂為聚乙烯醇和丁醛的縮合物,可溶于醇、酮、酯等類溶劑中。聚乙烯縮丁醛樹脂具有良好的造膜性,其形成的涂膜具有高透明性、耐寒性、耐沖擊性等優越的特性,而且,聚乙烯縮丁醛樹脂具有特殊的化學結構,因此對玻璃、金屬、陶瓷、塑膠以及木材等都有優良的附著性。最重要的是,聚乙烯醇縮丁醛樹脂為綠色環保材料,符合當今時代發展的需求。
[0014]該方法所制備的導電涂料具有優異的力學性能和導電性能,所得摻雜石墨和炭黑的高性能環保型導電材料的電導率為41.617X10_3S/cm ;附著力達到0_1級。且與現有技術相比,該涂料制造成本十分低廉,制備方法簡單,添加的助劑少,原料廉價易得,條件溫和無污染,適合批量生產。
【具體實施方式】
[0015]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。
[0016]實例1:
[0017](I)取Ig聚乙烯縮丁醛粉末加入到9g無水乙醇中,在室溫下攪拌30min,將溶液靜置10h,得到無色透明溶液I ;
[0018](2)取0.3g石墨加入溶液I中,在室溫下高速攪拌30min,使其混合均勻,得到導電涂料;
[0019](3)將導電涂料涂覆到鋁合金表面,在真空干燥箱中于50°C下干燥4h,即可得到慘雜石墨的尚性能環保型導電材料。
[0020]經檢測,所得摻雜石墨的高性能環保型導電材料的電導率為0.62X10_3S/cm ;附著力達到ο-l級。
[0021]實例2:
[0022](I)取Ig聚乙烯縮丁醛粉末加入到9g 丁醇中,在室溫下攪拌30min,將溶液靜置10h,得到無色透明溶液I ;
[0023](2)取0.6g石墨加入溶液I中,在室溫下高速攪拌30min,使其混合均勾,得到導電涂料;
[0024](3)將導電涂料涂敷到碳鋼表面,室溫下放置24h,即可得到摻雜石墨的高性能環保型導電材料。
[0025]經檢測,所得摻雜石墨的高性能環保型導電材料的電導率為1.27X10_3S/cm ;附著力達到I級。
[0026]實例3:
[0027](I)取Ig聚乙烯縮丁醛粉末加入到9g異丙醇中,在室溫下攪拌30min,將溶液靜置10h,得到無色透明溶液I ;
[0028](2)取0.3g炭黑加入溶液I中,在室溫下高速攪拌30min,使其混合均勻,得到導電涂料;
[0029](3)將導電涂料涂覆到鋁合金表面,在真空干燥箱中于50°C下干燥4h,即可得到慘雜炭黑的尚性能環保型導電材料。
[0030]經檢測,所得摻雜炭黑的高性能環保型導電材料的電導率為0.57X10_3S/cm ;附著力達到I級。
[0031]實例4:
[0032](I)取Ig聚乙烯縮丁醛粉末加入到9g無水乙醇中,在室溫下攪拌30min,將溶液靜置10h,得到無色透明溶液I ;
[0033](2)取0.6g炭黑加入溶液I中,在室溫下高速攪拌30min,使其混合均勻,得到導電涂料;
[0034](3)將導電涂料涂敷到碳鋼表面,室溫下放置24h,即可得到摻雜炭黑的高性能環保型導電材料。
[0035]經檢測,所得摻雜炭黑的高性能環保型導電材料的電導率為9.27X10_3S/cm ;附著力達到I級。
[0036]實例5
[0037](I)取Ig聚乙烯縮丁醛粉末加入到9g無水乙醇中,在室溫下攪拌30min,將溶液靜置10h,得到無色透明溶液I ;
[0038](2)取0.32g石墨和0.08g炭黑加入溶液I中,在室溫下高速攪拌30min,使其混合均勻,得到導電涂料;
[0039](3)將導電涂料涂敷到碳鋼表面,在真空干燥箱中于50°C下干燥4h,即可得到摻雜石墨和炭黑的尚性能環保型導電材料。
[0040]經檢測,所得摻雜石墨和炭黑的高性能環保型導電材料的電導率為4.0llXlO^S/cm ;附著力達到0-1級。
[0041]實例6
[0042](I)取Ig聚乙烯縮丁醛粉末加入到1g無水乙醇和丁醇混合溶液中,在室溫下攪拌30min,將溶液靜置10h,得到無色透明溶液I ;
[0043](2)取0.72g石墨和0.18g炭黑加入溶液I中,在室溫下高速攪拌30min,使其混合均勻,得到導電涂料;
[0044](3)將導電涂料涂覆到鋁合金表面,在真空干燥箱中于50°C下干燥4h,即可得到慘雜石墨和炭黑的尚性能環保型導電材料。
[0045]經檢測,所得摻雜石墨和炭黑的高性能環保型導電材料的電導率為41.617Xl(T3S/cm ;附著力達到 0-1 級。
[0046]實例7
[0047](I)取Ig聚乙烯縮丁醛粉末加入到1g 丁醇中,在室溫下攪拌30min,將溶液靜置10h,得到無色透明溶液I ;
[0048](2)取0.8g石墨和0.2g炭黑加入溶液I中,在室溫下高速攪拌30min,使其混合均勻,得到導電涂料;
[0049](3)將導電涂料涂敷到碳鋼表面,室溫下放置24h,即可得到摻雜石墨和炭黑的高性能環保型導電材料。
[0050]經檢測,所得摻雜石墨和炭黑的高性能環保型導電材料的電導率為34.754X l(T3S/cm ;附著力達到I級。
【主權項】
1.一種高性能環保型導電涂料的制備方法,其特征在于:所述的導電涂料以聚乙烯醇縮丁醛樹脂為基體,以碳粉為導電填料,得到高性能導電涂料;該方法將聚乙烯醇縮丁醛樹脂基體溶于有機溶劑中,攪拌下加入導電填料,并混合均勻,即制備得到環保型導電涂料;其中,所述的導電涂料的組成為,聚乙烯醇縮丁醛樹脂基體為10%,導電填料為2%?10 %,有機溶劑為80 %?88 %。
2.如權利要求1所述的高性能環保型導電涂料的制備方法,其特征在于:具體步驟為: (1)將聚乙烯醇縮丁醛粉末緩慢加入有機溶劑中并攪拌,靜置,使其充分溶解,配成無色透明溶液I; (2)將不同質量的碳粉加入溶液I中并高速攪拌,使其混合均勻,得到粘稠溶液II,即為慘雜碳粉的尚性能環保型導電涂料; (3)將導電涂料涂覆在基材表面,室溫干燥24小時或50°C下干燥4小時,即可得到摻雜碳粉的導電涂料。
3.如權利要求1或2所述的高性能環保型導電涂料的制備方法,其特征在于:所述碳粉為石墨或導電炭黑,石墨包括普通石墨、纖維石墨、納米石墨的其中一種或幾種的混合;導電炭黑包括導電槽黑、導電爐黑、乙炔炭黑其中一種或幾種的混合。
4.如權利要求3所述的高性能環保型導電涂料的制備方法,其特征在于:所述碳粉為石墨和導電炭黑按任意比例的混合。
5.如權利要求1或2所述的高性能環保型導電涂料的制備方法,其特征在于:所述有機溶劑為無水乙醇、異丙醇或丁醇的一種或兩者的混合溶液。
【專利摘要】本發明公開了一種高性能環保型導電涂料的制備方法,屬于導電涂料技術領域。該環保型導電涂料以具有優異的附著力和力學性能且綠色環保的聚乙烯醇縮丁醛樹脂為基體,以具有高效導電性能的碳粉作為導電填料,溶于溶劑中,所制備的導電涂料具有優異的力學性能和導電性能,所得摻雜石墨和炭黑的高性能環保型導電材料的電導率為41.617×10-3S/cm;附著力達到0-1級。且與現有技術相比,該涂料制造成本十分低廉,制備方法簡單,添加的助劑少,原料廉價易得,條件溫和無污染,適合批量生產。
【IPC分類】C09D5-24, C09D7-12, C09D129-14
【公開號】CN104774512
【申請號】CN201510162098
【發明人】王金偉, 吳欣雨, 霍珊珊
【申請人】北京科技大學
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月7日