CN101096470B - 一种导电涂料组合物 - Google Patents

Abstract

一种导电涂料组合物含有导电粒子、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。本发明还提供了所述导电涂料组合物的制备方法。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醇溶性树脂和醇溶剂，由于醇溶性树脂和醇溶剂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爆裂。而且醇溶性树脂和醇溶剂对人体和环境的刺激性很小，本发明提供的导电涂料组合物还具有环保的特性。

Description

一种导电涂料组合物

技术领域

本发明是关于一种导电涂料组合物。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

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。

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脂，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。

本发明提供的导电涂料组合物含有导电粒子、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。

本发明还提供了一种导电涂料组合物的制备方法，该方法包括将导电粒子、树脂和溶剂混合，其中，所述树脂为醇溶性树脂，所述溶剂为醇溶剂。

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醇溶性树脂和醇溶剂，由于醇溶性树脂和醇溶剂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。而且醇溶性树脂和醇溶剂对人体和环境的刺激性很小，本发明提供的导电涂料组合物还具有环保的特性。

具体实施方式

本发明提供的导电涂料组合物含有导电粒子、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。

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2-80重量％，优选为5-70重量％，更优选为10-60重量％；树脂的含量为2-60重量％，优选为3-50重量％，更优选为5-40重量％；溶剂的含量为2-70重量％，优选为5-60重量％，更优选为10-50重量％。

根据本发明提供的导电涂料组合物，所述树脂为醇溶性树脂。所述醇溶性树脂选自醇溶性氨基树脂、醇溶性丙烯酸树脂、醇溶性聚氨酯树脂、醇溶性环氧树脂、醇溶性醛酮树脂、醇溶性聚乙烯醇缩丁醛树脂和醇溶性硝基纤维素树脂中的一种或几种。所述醇溶性树脂可以商购得到，例如首诺公司(Solutia Inc.)生产的聚乙烯醇缩丁醛树脂B-79树脂和B-76树脂，罗门哈斯公司的B-67树脂。

所述溶剂为醇溶剂，醇溶剂可以为现有的各种醇溶剂，优选为碳原子数为2-6的一元醇、二元醇或多元醇，更优选为乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或几种，进一步优选为乙醇、异丙醇、正丁醇和异丁醇中的一种或几种。

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0.1-40微米，优选为0.5-25微米，更优选为1-10微米。

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10-90重量％，优选为30-70重量％，片状导电粒子的含量为10-90重量％，优选为30-70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。

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％，更优选为0.5-3重量％；防沉剂的含量优选为0.1-8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0.5-5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％。

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ROCKWOOD公司；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂，可以购自肯尼奇公司和南京翔飞公司；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。

本发明提供的导电涂料组合物的制备方法包括将导电粒子、树脂和溶剂混合，其中，所述树脂为醇溶性树脂，所述溶剂为醇溶剂。

所述导电粒子、树脂和溶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，所述导电粒子的含量为2-80重量％，优选为5-70重量％，更优选为10-60重量％；树脂的含量为2-60重量％，优选为3-50重量％，更优选为5-40重量％；溶剂的含量为2-70重量％，优选为5-60重量％，更优选为10-50重量％。

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0.1-5重量％，更优选为0.5-3重量％；防沉剂的含量优选为0.1-8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0.5-5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％。

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。

以下通过实施例来更详细地描述本发明。

实施例1

该实施例用于说明本发明提供的导电涂料组合物。

将15重量份B-67树脂(罗门哈斯公司生产)、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)，再加入50重量份的溶剂(体积比为1：1的乙醇和异丙醇)，以3000转/分钟的速度搅拌4小时，得到导电涂料组合物D1。

实施例2

该实施例用于说明本发明提供的导电涂料组合物。

将25重量份的的聚乙烯醇缩丁醛树脂(B-79树脂，Solutia Inc.)、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)和25重量份的溶剂(体积比为1：1的乙醇和异丙醇)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D2。

实施例3

该实施例用于说明本发明提供的导电涂料组合物。

将35重量份的B-67树脂(罗门哈斯公司生产)、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重量份的溶剂(体积比为1：1的乙醇和异丙醇)，以4000转/分钟的速度搅拌4小时，得到导电涂料组合物D3。

实施例4

该实施例用于说明本发明提供的导电涂料组合物。

将30重量份的B-76树脂(Solutia Inc.)、3.5重量份的防沉剂(流变添加剂CLAYTON APA，ROCKWOOD公司生产)、2重量份的分散剂(DP983，德谦公司生产)和1.5重量份单烷氧钛酸酯偶联剂T204(南京翔飞公司生产)混合，以4000转/分钟的速度搅拌30分钟。然后向得到的混合物中加入5重量份的平均粒子直径为1微米的球状导电银粉(SA-2，昆明理工恒达)和10重量份的平均粒子直径为20微米的片状导电银包铜合金粉(银含量为20重量％，银包铜，昆明理工恒达)，再加入48重量份的溶剂(体积比为1：1的乙醇和异丙醇)，以3000转/分钟的速度搅拌5小时，得到导电涂料组合物D4。

实施例5

该实施例用于说明本发明提供的导电涂料组合物。

将20重量份的聚氨酯树脂(HIND086PU)、5重量份的硝酸纤维素树脂(L1/4a，四川北方硝化棉有限责任公司生产)、4重量份的气相二氧化硅防沉剂(A-200，德固萨公司生产)、2重量份的分散剂(904S分散剂，德谦公司生产)和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3500转/分钟的速度搅拌30分钟。然后向得到的混合物中加入15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份重量的平均粒子直径为5微米的片状导电银粉(FERRO)，再加入42重量份的溶剂(体积比为1：1的乙醇和异丙醇)，以4000转/分钟的速度搅拌4小时，得到导电涂料组合物D5。

实施例6-10

实施例6-10用于说明实施例1-5中制备的导电涂料组合物D1-D5的性质。

由实施例1-5制备的导电涂料组合物D1-D5分别用乙醇以体积比1：1稀释，然后喷涂在聚对苯二甲酸乙二酯底材上，在空气中干燥5分钟，之后在70℃下干燥10分钟，得到厚度为12.5微米的涂层。然后用下面的方法分别测定涂层的薄层电阻率和附着力，测定结果如表1所示。

薄层电阻率的测定方法：GB/T16906-1997

附着力的测定方法：ASTMD3359

表1

 

实施例编号	导电涂料组合物	薄层电阻率(毫欧姆/平方米/12.5微米)	附着力
				实施例6	D1	95	5B
实施例7	D2	101	5B
				实施例8	D3	90	4B
实施例9	D4	92	5B
				实施例10	D5	94	5B

从表1所示的测定结果可以看出，由本发明提供的导电涂料组合物得到的涂层具有较低的薄层电阻率和较高的附着力。

同时，本发明提供的导电涂料组合物所使用的树脂和溶剂分别为醇溶性树脂和醇溶剂，由于醇溶性树脂和醇溶剂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。

Claims (9)

1.一种导电涂料组合物，该组合物含有导电粒子、树脂和溶剂，其特征在于，所述树脂为醇溶性树脂，所述溶剂为醇溶剂；所述导电粒子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％，片状导电粒子的含量为70-30重量％；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％，树脂的含量为5-60重量％，溶剂的含量为20-70重量％。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述醇溶性树脂选自醇溶性氨基树脂、醇溶性丙烯酸树脂、醇溶性聚氨酯树脂、醇溶性环氧树脂、醇溶性醛酮树脂、醇溶性聚乙烯醇缩丁醛树脂和醇溶性硝基纤维素树脂中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述醇溶剂为乙醇、丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述醇溶剂为异丙醇。

5.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述导电粒子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0.1-40微米。

6.根据权利要求1所述的组合物，其中，该组合物还含有润湿分散剂、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，润湿分散剂的含量为0.1-5重量％，防沉剂的含量为0.1-8重量％，偶联剂的含量为0.1-8重量％，附着力促进剂的含量为0.1-8重量％。

7.一种导电涂料组合物的制备方法，该方法包括将导电粒子、树脂和溶剂混合，其特征在于，所述树脂为醇溶性树脂，所述溶剂为醇溶剂；所述导电粒子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％，片状导电粒子的含量为70-30重量％；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％，树脂的含量为5-60重量％，溶剂的含量为20-70重量％。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述醇溶性树脂选自醇溶性氨基树脂、醇溶性丙烯酸树脂、醇溶性聚氨酯树脂、醇溶性环氧树脂、醇溶性醛酮树脂、醇溶性聚乙烯醇缩丁醛树脂和醇溶性硝基纤维素树脂中的一种或几种。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述导电粒子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0.1-40微米。