一种水性导电涂料组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种水性导电涂料组合物。
【背景技术】
[0002] 随着信息、家电、电子、军事以及航空技术的发展，电磁波辐射的危害性受到人们 的高度重视。电磁波辐射不仅影响人体的身体健康，同时还干扰电子设备的正常使用功能。 如何有效地防止电磁波辐射的干扰日益受到人们的重视。目前高电阻率的塑料底材的大量 使用使得防止电磁辐射干扰尤其重要。
[0003] 常用的防止电磁辐射的方法为在底材的表面形成导电层，使底材具有传导电流和 排除积累静电荷的能力，从而起到防止电磁辐射干扰的作用。可以通过真空溅射、电镀、涂 导电涂料等方式在底材的表面形成导电层。与真空溅射和电镀方式相比，导电涂料具有施 工方便、设备简单、成本低廉、应用范围广等诸多优点，尤其适用于各种复杂形状表面的涂 覆。
[0004] 例如，CN1441014A公开了一种环保型纳米导电涂料组合物，其特征在于，以导电 涂料组合物总重量计，该导电涂料组合物含有5-80 %的成膜树脂，2-80 %的纳米导电粒子， 10-90%的溶剂，1-20%的金属粒子固定剂和0. 01-15%的纳米粒子的表面改性剂，其中成 膜树脂选自下面树脂中的一种或几种：氨基树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯和环氧树脂，所选用 氨基树脂的分子量范围为8000-100000,丙烯酸树脂的分子量为10000-100000,聚氨酯粘 度为100-1500厘泊，环氧树脂的粘度为100-1200厘泊；所使用的溶剂为二元酸酯，所述二 元酸酯是戊二酸酯、己二酸酯及琥珀酸二酯中至少两种的合成物。该导电涂料组合物的缺 点是在导电涂料组合物的使用过程中容易造成底材扰曲或爆裂；如CN101096470B公开了 一种导电涂料组合物，所述涂料的原料为导电粒子、树脂和溶剂，其中，所述树脂为醇溶性 树脂，所述溶剂为醇溶剂，所述涂料虽然对底材的腐蚀性较弱、在一定程度上能够避免对底 材的扰曲或爆裂，但是效果还有待提高。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了克服现有的导电涂料组合物对底材的腐蚀性强、容易造成底 材扰曲或爆裂的缺点，提供一种对底材的腐蚀性弱、不会造成底材扰曲或爆裂的导电涂料 组合物。
[0006] 本发明的发明人发现，造成对底材的腐蚀性强，在导电涂料组合物的使用过程中 容易造成底材扰曲或爆裂的原因是现有导电涂料组合物中，所使用的成膜树脂为油溶性树 月旨，油溶性树脂需要使用酯类溶剂，油溶性树脂和酯类强溶剂对底材的腐蚀性强，因此容易 造成底材扰曲或爆裂。
[0007] 本发明提供的导电涂料组合物含有导电粒子、水溶性树脂、固化剂和水，能够显著 降低涂料对底材的腐蚀能力。
[0008] 本发明还提供了一种导电涂料组合物的制备方法，该方法包括将配方量的导电粒 子、水溶性树脂、固化剂和溶剂混合。
[0009] 在本发明提供的导电涂料组合物中，所使用的树脂和溶剂分别为水溶性树脂和 水，由于水溶性树脂和水对底材的腐蚀性很弱，因此本发明的导电涂料组合物在使用时不 会造成底材扰曲或爆裂。而且水溶性树脂和水对人体和环境无刺激性，本发明提供的导电 涂料组合物还具有环保安全的特性。
【具体实施方式】
[0010] 本发明提供的导电涂料组合物含有导电粒子、水溶性树脂、固化剂和水。
[0011] 以导电涂料组合物的总重量为基准，所述导电粒子的含量为2-26重量％，如5重 量％、8重量％、10重量％、12重量％、15重量％、18重量％、20重量％、23重量％或25重 量％，树脂的含量为5-60重量％，如10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、 35重量％、40重量％、45重量％、50重量％或55重量％，所述固化剂的含量为0. 1-8重 量％，如0. 5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％或7重量％， 水的含量为20-70重量％，如25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重 量％、55重量％、60重量％或65重量％，优选为，所述导电粒子的含量为10-20重量％，树 脂的含量为20-40重量％，所述固化剂的含量为2-5重量％，水的含量为30-50重量％。
[0012] 根据本发明提供的导电涂料组合物，所述树脂为水溶性树脂。所述水溶性树脂选 自水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂、有机硅树脂或醇酸树脂中的任意一种 或者至少两种的混合物，优选环氧树脂、有机硅树脂或水性丙烯酸树脂中的任意一种或者 至少两种的混合物。所述水溶性树脂可以商购得到。
[0013] 所述导电粒子优选为下列金属粒子中的一种或几种：银、铜、银铜合金、镍和钛。导 电粒子的平均粒子直径为〇. 1-40微米，如0. 5微米、1微米、5微米、10微米、15微米、20微 米、25微米、30微米、35微米或38微米，优选为0. 5-25微米，更优选为1-10微米。
[0014] 所述导电粒子更优选包括球状导电粒子和片状导电粒子，以导电粒子的重量为基 准，球状导电粒子的含量为30-70重量％，如35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、 60重量％或65重量％，片状导电粒子的含量为70-30重量％，如35重量％、40重量％、45 重量％、50重量％、60重量％或65重量％，优选为，球状导电粒子的含量为40-60重量％， 片状导电粒子的含量为60-40重量％，所述球状粒子的平均粒子直径为0. 1-3微米，片状粒 子的平均粒子直径为大于3微米小于等于40微米。球状导电粒子可以增加所述导电涂料 组合物在底材上的附着力，而片状导电粒子能够起到降低所述导电涂料组合物的电阻的作 用。因此，当导电粒子同时包括球状导电粒子和片状导电粒子时，所述导电涂料组合物可以 具有良好的导电性和附着力。
[0015] 所述固化剂在涂料组合物中的含量为0. 1-8重量％，如如0.5重量％、1重量％、2 重量％、3重量％、4重量％、4. 5重量％、5重量％、5. 5重量％、6重量％、7重量％或7. 5重 量％，所述固化剂选自Bayhydur2487、VestanatB1358/100 或ComonateAQ-130 中的任意 一种或者至少两种的混合物。所述固化剂可以商购获得，如VestanatB1358/100购自德固 赛公司。
[0016]所述导电涂料组合物还可以含有本领域的一些常规助剂，以提高导电涂料组合 物的分散稳定性、存储性能和在底材上的附着力。所述助剂的种类包括润湿分散剂、防沉 剂、偶联剂和附着力促进剂，以导电涂料组合物的总重量为基准，润湿分散剂的含量优选为 0. 1-5重量％，如0. 5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％或4. 5重量％，，优选 为0.5-3重量％ ;防沉剂的含量优选为0. 1-8重量％，如0.5重量％、1重量％、2重量％、3 重量％、4重量％、4. 5重量％、5重量％、5. 5重量％、6重量％、7重量％或7. 5重量％，优选 为0.5-5重量％ ;偶联剂的含量优选为0. 1-8重量％，如0.5重量％、1重量％、2重量％、 3重量％、4重量％、4. 5重量％、5重量％、5. 5重量％、6重量％、7重量％或7. 5重量％，优 选为0.5-5重量％ ;附着力促进剂的含量优选为0. 1-8重量％，如0.5重量％、1重量％、2 重量％、3重量％、4重量％、4. 5重量％、5重量％、5. 5重量％、6重量％、7重量％或7. 5重 量％，优选为〇. 5-5重量％。
[0017] 上述各种助剂都可以商购得到，例如，所述润湿分散剂的例子包括德谦的DP983 和BYK的104S;所述的防沉剂为有机改性的硼润土、聚酰胺防沉蜡浆、气相二氧化硅中的一 种或几种，可以购自德固萨公司和R0CKW00D公司；所述附着力促进剂为附着力促进树脂， 如德固萨公司的LTW树脂。
[0018] 本发明提供的导电涂料组合物的制备方法包括将配方量的导电粒子、水溶性树 月旨、固化剂和水混合，所述混合在混合机中进行或在超声辅助下混合。
[0019] 所述制备方法还包括加入助剂并混合，所述助剂的种类包括润湿分散剂、防沉剂、 偶联剂和附着力促进剂。所述各助剂的用量使得在制得的导电涂料组合物中，以导电涂料 组合物的总重量为基准，润湿分散剂的含量优选为〇. 1-5重量％，更优选为0. 5-3重量％; 防沉剂的含量优选为〇. 1-8重量％，更优选为0. 5-5重量％;偶联剂的含量优选为0. 1-8重 量％，更优选为〇. 5-5重量％ ;附着力促进剂的含量优选为0. 1-8重量％，更优选为0. 5-5 重量％。
[0020] 优选情况下，在2000-4000转/分钟的搅拌速度下，先将树脂和助剂混合，然后再 往得到的混合物中加入导电粒子和溶剂并混合均匀。
[0021] 以下通过实施例来更详细地描述本发明。
[0022] 实施例1
[0023] 该实施例用于说明本发明提供的导电涂料组合物。
[0024] 将15重量份环氧树脂、5重量份有机改性的硼润土防沉剂818(Elementis Specialties公司生产）、2重量份润湿分散剂（DP983,德谦公司生产）、2重量份单烷氧钛 酸酯偶联剂T204 (南京翔飞公司生产）混合，以3000转/分钟的速度搅拌30分钟。然后向 得到的混合物中加入16重量份的平均粒子直径为1微米的球状导电银粉（SA-1，昆明理工 恒达）和10重量份的平均粒子直径为10微米的片状导电银粉（PA-1D，昆明理工恒达），2 重量份固化剂Bayhydur2487,再加入50重量份的水，以3000转/分钟的速度搅拌4小时， 得到导电涂料组合物S1。
[0025] 实施例2
[0026] 该实施例用于说明本发明提供的导电涂料组合物。
[0027] 将25重量份的水性聚氨酯树脂、、50重量份的平均粒子直径为1微米的球状导电 银粉（宁夏东方特种材料）、8重量份的固化剂VestanatB1358/100和25重量份的水混合， 以2000转/分钟的速度搅拌3. 5小时，得到导电涂料组合物S2。
[0028] 实施例3
[0029] 该实施例用于说明本发明提供的导电涂料组合物。
[0030] 将35重量份的水性丙烯酸树脂、6重量份的附着力促进剂（LTW树脂，德固萨）、4 重量份的有机改性的硼润土防沉剂818 (ElementisSpecialties)和2重量份的润湿分散剂 (BYK160分散剂，BYK公司生产）混合，以3500转/分钟的速度搅拌30分钟。然后向得到 的混合物中加入13重量份的平均粒子直径为0. 5微米的球状导电银粉（SA-2,昆明理工恒 达）和20重量份的平均粒子直径为5微米的片状导电银粉（FERRO)，再加入20重量份的 水，0. 1重量份的固化剂ComonateAQ-130,以