一种导电涂料及包含其的高分子材料导电涂层的精密涂覆工艺的制作方法

本发明涉及涂层涂覆领域，具体涉及一种导电涂料及包含其的高分子材料导电涂层的精密涂覆工艺。

背景技术：

1、静电对电子元器件、精密仪器等高精度电子产品会造成很大的危害，随着集成电路元器件线路的不断缩小，线路面积减小，耐压降低，使其耐静电冲击能力减弱，静电电场和静电电流会对这些高精度电子产品产生重大的危害。一般来说可以通过在这些产品的运输和贮存过程中使用高导电包装来降低静电的危害。

2、向涂料中添加导电剂的方式，可以制备抗静电性能的涂料，将涂料涂覆于材料表面可以增强材料表面导电能力，从而具有抗静电能力。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性。由于其具有优良的导电性，石墨烯可以在纤维中形成电子通道，先进的电子传输网络可以使纤维具有更优良的导电性能，基于石墨烯优良的导电能力和力学性能，可以将石墨烯作为涂料通过静电喷涂技术涂覆于材料表面。

3、静电粉末喷涂技术是涂装行业最环保的涂装技术之一，其原理是利用静电喷粉设备(静电喷枪)把粉末涂料喷涂到工件的表面，在静电作用下，粉末会均匀的吸附于工件表面，形成粉状的涂层；粉状涂层经过高温烘烤流平固化，变成效果各异(粉末涂料的不同种类效果)的最终涂层。

4、但是同时静电粉末喷涂技术不能喷涂导电性过好的粉末，石墨烯粉末由于本身很强的导电能力，其粉末经过静电喷枪，在静电作用下并不能带电，也就很难均匀的吸附于工件表面，造成涂层中导电能力不均匀。另外，由于作为导电填料的石墨烯是片层结构流动性较差，而且容易在复合过程中造成结构的褶皱，甚至形变成团状破坏其结构特性，稳定性较差；并且石墨烯层间的范德华力很大，外来物质和外来力很难打开，因此难以分散在聚合物中。所以现有技术中静电涂覆工艺使用石墨烯涂料时由于石墨烯的分散性较差，导致涂覆精度较低，涂层厚度较厚并且不均匀；且涂层中石墨烯结构易形变，稳定性较差，导致涂层的导电能力不均匀。

5、因此，目前亟需一种涂覆精度高，涂覆均匀且涂层稳定性强的导电涂料及其涂覆工艺。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种涂覆精度高，涂覆均匀并且涂层稳定性强的导电涂料及包含其的高分子材料导电涂层的精密涂覆工艺。

2、技术方案：

3、一种高分子材料导电涂层的精密涂覆工艺，包括以下步骤：

4、(1)将待涂覆物表面进行超声清洗；

5、(2)在待涂覆物表面喷涂底漆，干化；

6、(3)通过真空溅镀的方法在喷有底漆的待涂覆物表面镀金属层；

7、(4)通过静电喷涂的方法在待涂覆物表面涂覆导电涂料。

8、进一步地，所述步骤(2)中底漆为uv底漆。

9、进一步地，所述步骤(3)中真空溅镀的金属层选自al、cu、cr、nicr、ag或zn金属层。

10、进一步地，所述步骤(4)的工艺条件为静电高压40-55kv，静电电流5-8ua，流速压力0.30-0.55mpa。

11、上述任意一项所述的高分子材料导电涂层的精密涂覆工艺中的导电涂料，包含改性丙烯酸树脂、寡层石墨烯和固化剂。

12、导电涂料通过寡层石墨烯与改性丙烯酸树脂混合，通过高分散性的改性丙烯酸树脂和具有相容性的寡层石墨烯相混合，使制得的涂料成分均匀稳定；并且粉末状的涂料中改性丙烯酸树脂包裹寡层石墨烯，使其在静电喷涂中可以受静电影响均匀吸附于待涂覆物表面，形成涂层时改性丙烯酸树脂与寡层石墨烯分散，均匀分布于涂覆物表面，涂覆均匀。

13、进一步地，所述导电涂料的制备方法为：将改性丙烯酸树脂、寡层石墨烯和固化剂搅拌后置于三辊研磨机中，分散至细度小于10μm，制得所述导电涂料；

14、导电涂料选择寡层石墨烯作为导电成分，通过石墨烯稳定的晶格结构和零能隙的特点，使导电涂料具有优异的导电性能；并且寡层石墨烯可以降低分子间的范德华力，增强与聚合物的相容性，与涂料混合后可以降低涂料颗粒大小，减少涂层厚度。

15、所述固化剂选自聚酰胺类固化剂或脂肪族胺类固化剂中的一种；

16、所述改性丙烯酸树脂、寡层石墨烯和固化剂的质量比为(8-10)：(1-1.5)：(0.3-0.5)。

17、进一步地，所述改性丙烯酸树脂具有如下所示结构：

18、

19、其中，m＝60-100，n＝5-15。

20、改性丙烯酸树脂中聚合含有酰胺结构和大空间位阻的萘环结构的2,3-萘二甲酰亚胺，可以显著增强聚合物的分散性。

21、导电涂料中添加改性丙烯酸树脂一方面提高涂料的渗透性和表面强度，另一方面通过聚合物中的酰胺结构和大空间位阻的基团增强聚合物之间的分散性。

22、进一步地，所述改性丙烯酸树脂的制备，包括以下步骤：

23、(a)在反应器中，加入2,3-萘二甲酰亚胺和醇类溶剂，搅拌混合均匀，在氮气保护下，升温到35-45℃，缓慢滴加溴丙烯，滴加时间2-3小时，滴加结束后升温至50-55℃，保温反应18-24小时后，除去溶剂，重结晶后制得2,3-萘二甲酰胺丙烯；

24、(b)在反应器中，加入丙烯酸、2,3-萘二甲酰胺丙烯溶于溶剂中，通入氮气20-30分钟，加入引发剂，密闭反应器，绝热保温反应，待反应完全后，冷却至室温，将产物洗涤、造粒烘干后制得所述改性丙烯酸树脂。

25、进一步地，所述改性丙烯酸树脂的制备，步骤(a)中2,3-萘二甲酰亚胺和溴丙烯的摩尔比为1：1.1-1.2。

26、进一步地，所述改性丙烯酸树脂的制备，步骤(b)中丙烯酸和2,3-萘二甲酰胺丙烯的摩尔比为4-20：1；所述引发剂选自偶氮二异丁脒盐酸盐或2,2'-氮杂双(2-咪唑啉)二盐酸盐中的一种。

27、根据导电涂料中改性丙烯酸树脂和寡层石墨烯相结合的结构，使用静电喷涂的工艺方法，调控工艺条件，使涂层厚度低，具有高度可控性，涂覆精密度高。

28、有益效果：

29、(1)本发明提供的高分子材料导电涂层的精密涂覆工艺中，导电涂料中选择寡层石墨烯作为导电成分，通过石墨烯稳定的晶格结构和零能隙的特点，使导电涂料具有优异的导电性能；并且寡层石墨烯可以降低分子间的范德华力，增强与聚合物的相容性，与涂料混合后可以降低涂料颗粒大小，减少涂层厚度。

30、(2)本发明提供的高分子材料导电涂层的精密涂覆工艺中，导电涂料中添加改性丙烯酸树脂一方面提高涂料的渗透性和表面强度，另一方面通过聚合物中的酰胺结构和大空间位阻的基团增强聚合物之间的分散性。

31、(3)本发明提供的高分子材料导电涂层的精密涂覆工艺中，导电涂料通过寡层石墨烯与改性丙烯酸树脂混合，通过高分散性的改性丙烯酸树脂和具有相容性的寡层石墨烯相混合，使制得的涂料成分均匀稳定；并且粉末状的涂料中改性丙烯酸树脂包裹寡层石墨烯，使其在静电喷涂中可以受静电影响均匀吸附于待涂覆物表面，形成涂层时改性丙烯酸树脂与寡层石墨烯分散，均匀分布于涂覆物表面，涂覆均匀。

32、(4)本发明提供的高分子材料导电涂层的精密涂覆工艺中，根据导电涂料中改性丙烯酸树脂和寡层石墨烯相结合的结构，使用静电喷涂的工艺方法，调控工艺条件，使涂层厚度低，具有高度可控性，涂覆精密度高。