一种水性导电涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种水性导电涂料及其制备方法，该导电涂料由水性丙烯酸树脂、氧化石墨烯、乙炔碳黑、钛酸酯、水合肼、增稠剂、偶联剂、分散剂、消泡剂和去离子水组成，制备方法是：先用钛酸酯和水合肼对氧化石墨烯进行改性，再和其它组分混合，高速搅拌制成分散体系，即可得到水性导电涂料。本发明制备工艺简便，生产效率高，生产过程和产品均能符合环保要求，制备的导电涂料有良好的相容性和稳定性，导电材料含量高，涂料成膜后能很大程度上降低涂层的电阻。
【专利说明】
一种水性导电涂料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及导电涂料技术领域，具体涉及一种水性导电涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 导电涂料是伴随现代科学技术而迅速发展起来的特种功能涂料，我国在20世纪50 年代开始研究和应用导电涂料，近几十年来的研究和发展，导电涂料已在电子、电器、航空、 化工、印刷等多种军、民用工业领域中得到应用。
[0003] 石墨烯是一种新型碳材料，具有优异的电学性质、丰富的光学特性，可应用于电子 信息、新能源、航空航天、复合材料等领域。石墨烯作为一种拥有独特结构和优异性能的新 型材料，具有优良的热导电性、高的比表面积、高的柔韧性和机械强度以及优良的载流子迀 移率，优秀的热稳定性等特性。许多方法可用于制备、生长或合成石墨烯及其衍生物。通过 微机械剥落法、化学蒸气沉积技术以及外延生长法可以制备高质量的石墨烯。到目前为止， 石墨烯以及复合材料已经在导电材料、阻燃材料、高分子修饰、能量存储和转换等领域进行 了广泛的研究和应用。
[0004] 随着纳米技术的发展，将石墨烯纳米材料与基体复合制得导电高分子材料正日益 兴起;石墨烯作为新型导电填料，具有导电性好、摩擦损耗小、污染小等优点，而且膨胀石墨 烯的加入可以大大提高高分子材料的导电性，降低其导电渗域滤值，但是目前直接将石墨 烯直接填充到涂料中，石墨烯在涂料中很难分散均匀，会导致涂料的相关性能的下降，因此 对石墨烯进行改性，使其在涂料中能够分散均匀，对防静电涂料及导电高分子复合材料的 性能的提高具有重要的应用价值。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供一种水性导电涂料及其制备方法，制备的涂料 制备的涂料具有高稳定性、相容性和导电性。
[0006] 本发明采用的技术方案如下： 一种水性导电涂料，包括以重量份计的以下组分:水性丙烯酸树脂50~80份，氧化石墨 烯5~15份，乙炔碳黑2~6份，钛酸酯10~20份，水合肼10~25份，增稠剂1~3份，偶联剂2~ 5份，分散剂2~5份，消泡剂0.6~1份，去离子水25~50份。
[0007] 优选的，所述的水性导电涂料，包括以重量份计的以下组分：水性丙烯酸树脂60 份，氧化石墨烯8份，乙炔碳黑4.5份，钛酸酯15份，水合肼20份，增稠剂2份，偶联剂3份，分散 剂3份，消泡剂0.8份，去离子水30份。
[0008] 优选的，所述的增稠剂为聚丙烯酸酯或者聚丙烯酰胺。
[0009] 优选的，所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
[0010]优选的，所述的分散剂为聚乙烯基吡咯烷酮。
[0011]优选的，所述的消泡剂为聚硅氧烷。
[0012]所述的水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按重量份称取各组分，备用； (2) 将氧化石墨烯加入到水中，搅拌至均匀分散体系，加入钛酸酯和水合肼，50°C~80 °C水浴搅拌反应1 Oh~16h，过滤，干燥，得到改性氧化石墨烯粉末； (3) 将步骤（2)制备得到的改性氧化石墨烯粉末，和其它组分加入到搅拌器中，经 1200rpm~1800rpm高速搅拌分散lh~3h，再经200目网过滤，得到水性导电涂料。
[0013] 有益效果:本发明通过用钛酸酯和水合肼对氧化石墨烯进行改性，改性后的氧化 石墨烯不仅保留了石墨烯优异的电学及其它物理性能，而且解决了一般石墨烯在涂料体系 中容易聚集的问题，不再产生团聚，故改性后的氧化石墨烯水分散体稳定性高，可长时间贮 存，适合用于复合材料及涂层材料的制备。并且制备工艺简便，生产效率高，生产过程和产 品均能符合环保要求，制备的导电涂料有良好的相容性和稳定性，导电材料含量高，涂料成 膜后能很大程度上降低涂层的电阻。
【具体实施方式】
[0014] 下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍，但不局限于此。
[0015] 实施例1 一种水性导电涂料，包括以重量份计的以下组分:水性丙烯酸树脂50份，氧化石墨烯5 份，乙炔碳黑2份，钛酸酯10份，水合肼10份，聚丙烯酰胺1份，硅烷偶联剂KH560 2份，聚乙烯 基吡咯烷酮2份，聚硅氧烷0.6份，去离子水25份。
[0016] 所述的水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按重量份称取各组分，备用； (2) 将氧化石墨烯加入到水中，搅拌至均匀分散体系，加入钛酸酯和水合肼，80°C水浴 搅拌反应16h，过滤，干燥，得到改性氧化石墨稀粉末； (3) 将步骤（2)制备得到的改性氧化石墨烯粉末，和其它组分加入到搅拌器中，经 ISOOrpm高速搅拌分散3h，再经200目网过滤，得到水性导电涂料。
[0017] 实施例2 一种水性导电涂料，包括以重量份计的以下组分:水性丙烯酸树脂80份，氧化石墨烯15 份，乙炔碳黑6份，钛酸酯20份，水合肼25份，聚丙烯酰胺3份，硅烷偶联剂KH560 5份，聚乙烯 基吡咯烷酮5份，聚硅氧烷1份，去离子水50份。
[0018] 所述的水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按重量份称取各组分，备用； (2) 将氧化石墨烯加入到水中，搅拌至均匀分散体系，加入钛酸酯和水合肼，50°C水浴 搅拌反应1 Oh，过滤，干燥，得到改性氧化石墨稀粉末； (3) 将步骤（2)制备得到的改性氧化石墨烯粉末，和其它组分加入到搅拌器中，经 1200rpm高速搅拌分散lh，再经200目网过滤，得到水性导电涂料。
[0019] 实施例3 一种水性导电涂料，包括以重量份计的以下组分:水性丙烯酸树脂70份，氧化石墨烯13 份，乙炔碳黑3份，钛酸酯18份，水合肼22份，聚丙烯酸酯2.5份，娃烷偶联剂KH560 4份，聚乙 烯基吡咯烷酮3份，聚硅氧烷0.7份，去离子水30份。
[0020] 所述的水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按重量份称取各组分，备用； (2) 将氧化石墨烯加入到水中，搅拌至均匀分散体系，加入钛酸酯和水合肼，70°C水浴 搅拌反应15h，过滤，干燥，得到改性氧化石墨稀粉末； (3) 将步骤（2)制备得到的改性氧化石墨烯粉末，和其它组分加入到搅拌器中，经 1500rpm高速搅拌分散2h，再经200目网过滤，得到水性导电涂料。
[0021] 实施例4 一种水性导电涂料，包括以重量份计的以下组分:水性丙烯酸树脂60份，氧化石墨烯8 份，乙炔碳黑4.5份，钛酸酯15份，水合肼20份，聚丙烯酸酯2份，娃烷偶联剂KH560 3份，聚乙 烯基吡咯烷酮3份，聚硅氧烷0.8份，去离子水30份。
[0022]所述的水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按重量份称取各组分，备用； (2) 将氧化石墨烯加入到水中，搅拌至均匀分散体系，加入钛酸酯和水合肼，60°C水浴 搅拌反应12h，过滤，干燥，得到改性氧化石墨稀粉末； (3) 将步骤（2)制备得到的改性氧化石墨烯粉末，和其它组分加入到搅拌器中，经 1600rpm高速搅拌分散2.5h，再经200目网过滤，得到水性导电涂料。
[0023] 对比例 实施例4 一种水性导电涂料，包括以重量份计的以下组分:水性丙烯酸树脂60份，氧化石墨烯8 份，乙炔碳黑4.5份，聚丙烯酸酯2份，硅烷偶联剂KH560 3份，聚乙烯基吡咯烷酮3份，聚硅氧 烧0.8份，去尚子水30份。
[0024] 所述的水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按重量份称取各组分，备用； (2) 将各组分加入到搅拌器中，经1600rpm高速搅拌分散2.5h，再经200目网过滤，得到 水性导电涂料。
[0025] 对上述实施例1至4及对比例制备得到的水性导电涂料进行性能测试，其测试结果 如下表所示：
从上述实验结果可以看出，实施例1至4制备得到的水性导电涂料均具有低电阻率和较 高的热分解温度，且具有良好的稳定性，而且性能均优于对比例，主要是因为用钛酸酯和水 合肼对氧化石墨烯进行改性，在水浴加热法下发生反应，使氧化石墨烯还原并同时嫁接上 钛酸酯分子，由于钛酸酯对氧化石墨烯进行了表面修饰，不再产生团聚，故石墨烯水分散体 稳定性高，使制备的涂料性能优异且稳定，可长时间保存。
【主权项】
1. 一种水性导电涂料，其特征在于包括以重量份计的以下组分:水性丙烯酸树脂50~ 80份，氧化石墨稀5~15份，乙炔碳黑2~6份，钛酸酯10~20份，7K合肼1〇~25份，增稠剂1~ 3份，偶联剂2~5份，分散剂2~5份，消泡剂0.6~1份，去离子水25~50份。2. 根据权利要求1所述的水性导电涂料，其特征在于包括以重量份计的以下组分:水性 丙烯酸树脂60份，氧化石墨烯8份，乙炔碳黑4.5份，钛酸酯15份，水合肼20份，增稠剂2份，偶 联剂3份，分散剂3份，消泡剂0.8份，去离子水30份。3. 根据权利要求1所述的水性导电涂料，其特征在于所述的增稠剂为聚丙烯酸酯或者 聚丙烯酰胺。4. 根据权利要求1所述的水性导电涂料，其特征在于所述的偶联剂为硅烷偶联剂 KH560。5. 根据权利要求1所述的水性导电涂料，其特征在于所述的分散剂为聚乙烯基吡咯烷 酮。6. 根据权利要求1所述的水性导电涂料，其特征在于所述的消泡剂为聚硅氧烷。7. 权利要求1至6任意一项所述的水性导电涂料的制备方法，其特征在于包括以下步 骤： (1) 按重量份称取各组分，备用； (2) 将氧化石墨烯加入到水中，搅拌至均匀分散体系，加入钛酸酯和水合肼，50°C~80 °C水浴搅拌反应1 Oh~16h，过滤，干燥，得到改性氧化石墨烯粉末； (3) 将步骤（2)制备得到的改性氧化石墨烯粉末，和其它组分加入到搅拌器中，经 1200rpm~1800rpm高速搅拌分散lh~3h，再经200目网过滤，得到水性导电涂料。
【文档编号】C09D7/12GK105969009SQ201610374724
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】灏や负, 尤为
【申请人】无锡伊佩克科技有限公司