CN101691470A - 一种既导电又阻燃的水性涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水性涂料技术领域,特别涉及一种既导电又阻燃的水性涂料,按重量百分比计,包括以下组分:水性树脂10~50%,碳系导电剂5~20%,阻燃剂5~20%,成膜助剂1~10%,水20~50%,其他助剂0~5%;本发明涂料具有良好的柔韧性、附着力、耐磨性、耐水性、阻燃性和导电性能,同时以水作为溶剂,不添加有机溶剂和各种有毒性的溶剂,使用不会造成环境污染,是一种环境友好型产品。
Description
技术领域:
本发明涉及水性涂料技术领域,特别涉及一种既导电又阻燃的水性涂料。
背景技术:
导电涂料是指涂覆在非导电基材上,使之具有传导电流和排除积累静电荷能力的一类功能涂料。导电涂料是一种专用涂料,随着工业技术的发展及对各种电器性能要求的提高,导电涂料的应用范围也越来越广阔。阻燃涂料顾名思义,就是可以防止火焰点燃,并阻止或使其延滞燃烧的涂料。然而这种定义,并不能概括它的全部功效和本质,因为有一大类阻燃涂料,除防火外,还有绝热的功能。
鉴于塑料等高分子材料、表面、体积电阻率较高,在使用中,其本身存在的一个缺陷是非常易于产生静电,同时大部分又是易燃产品,随着大规模、超大规模集成电路的发展,光通信应用日益普及,光电子、微电子行业超常规发展迫切要求市场能提供一种既能对环境友好、又能使其在高分子材料使用过程中得到静电防护,又具有阻燃性能,施工方便简单,稳定性高,防静电效果好而且持久,价格性能比优异的产品。
目前,在市场上有导电的水性涂料,也有水性的阻燃涂料,但是既导电又阻燃的水性涂料市场上还没有。
发明内容:
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种导电性能好的,同时又具有阻燃性能良好的水性涂料。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种导电又阻燃水性的涂料,按重量百分比计,包括以下组份:
水性树脂 10~50%
碳系导电剂 5~20%
阻燃剂 5~20%
成膜助剂 1~10%
去离子水 20~50%;
其中所述的水性树脂为水性聚氨酯氟硅改性树脂、水性聚氨酯氟碳改性树脂、水性丙烯酸树脂、纯丙乳液、苯丙乳液中的任意两种或两种以上混合树脂;
所述的碳系导电剂为碳纳米管、纳米级导电炭黑、石墨中的一种或者它们的混合物。
所述的阻燃剂要求无卤、高效、低烟、低毒,主要有磷酸盐、硼酸盐、硫酸盐、三氧化铝、镁-锌复合物、二茂铁、氧化锡、氧化铜、双季戊四醇等中的一种或几种;
所述的成膜助剂为十二酯醇、丙二醇苯醚、Coasol成膜助剂中的任意一种。
一种既导电又阻燃水性涂料,按重量百分比计,包括以下组份:
水性树脂 10~50%
碳系导电剂 5~20%
阻燃剂 5~20%
成膜助剂 1~8%
水 20~60%
颜填料 0~10%
消泡剂 0~5%
分散剂 0~5%
其它助剂 0~5%;
其中所述的颜填料为钛白粉、立德粉、硅灰石粉、高岭土、重钙、轻钙、云母粉、沉淀硫酸钡、滑石粉或者氧化锌中的任意一种或多种。
所述的分散剂包括湿润分散剂,湿润分散剂为BYK-182、Hydropalat 3040、SN-5040、SN-5034、Tamol 731润湿分散剂中的一种,包括分散剂为Pigment DisperserA中的一种或两种;
所述消泡剂为HX-5042,Foamaster 111,BYK-036,Foamaster 8034中的一种或两种;
所述的其它助剂包括PH调节剂、增稠剂、防腐剂、防霉剂、抗冻剂等;
所述的防腐剂为Parmetol A 26防腐剂;
所述的防霉剂为HX-6050防霉杀菌剂、TN-EM02防霉杀菌剂、X-12防霉杀菌剂等中的一种;
所述的抗冻剂为丙二醇防冻剂或者乙二醇防冻剂;
所述的PH调节剂为氨水、盐酸、乙醇胺或AMP-95多种能助剂等中的一种;
所述的增稠剂为聚氨酯类增稠剂、WT-106聚氨酯类增稠剂、纤维素增稠剂、PrimalRM-1020PR增稠剂中的一种。
一种既导电又阻燃水性涂料,按重量百分比计,包括以下组份:
水性树脂 20~35%
碳系导电剂 10~15%
阻燃剂 5~12%
成膜助剂 1~8%
去离子水 20~50%
颜填料 2~8%
消泡剂 0.1~3%
分散剂 2~4%
其它助剂 1~5%。
一种既导电又阻燃水性涂料,按重量百分比计,包括以下组份:
水性树脂 35%
碳系导电剂 11%
成膜助剂 2%
阻燃剂 12%
去离子水 30%
颜填料 3%
消泡剂 0.4%
分散剂 0.7%
其它助剂 5.9%。
一种既导电又阻燃水性涂料的制备方法为:
第一步,将去离子水、水性树脂质量的40~60%、依次加入搅拌缸中,用高速分散机以450~800转/分钟的搅拌速度进行充分搅拌,搅拌10~20分钟;
第二步,向缸中边搅拌边依次加入分散剂、成膜助剂、消泡剂质量的40~60%和其它助剂中的防腐剂、防霉杀菌剂、防冻剂,再以1200~2000转/分钟搅拌速度高速充分搅拌,搅拌20~35分钟;
第三步,将碳系导电剂、阻燃剂和颜填料依次加入搅拌缸中,先在1200~2000转/分钟搅拌速度高速充分搅拌,再进行砂磨,使颜填料、碳系导电剂和阻燃剂充分研磨,至粒径达到5um以下;
第四步,将余下的水性树脂加入到研磨后的体系中,并慢速搅拌;加入剩下的消泡剂和水;
第五步,加入其它助剂中的pH调和剂和增稠剂,调整体系的pH值到8,并调整体系至合适的黏度;
第六步,用400~600目的过滤网过滤,即得到既导电又阻燃水性涂料。
本发明有益效果为:本发明按重量百分比计,包括以下组份:水性树脂10~50%,碳系导电剂5~20%,阻燃剂5~20%,成膜助剂1~10%,水20~50%,涂料中加入10~50%水性树脂,所述水性树脂为水性聚氨酯氟硅改性树脂、水性聚氨酯氟碳改性树脂、水性丙烯酸树脂、纯丙乳液、苯丙乳液中的任意两种或两种以上混合树脂,导电剂、阻燃剂和颜填料用量减少,使得漆膜具有非常好柔韧性、附着力、耐磨性、耐水性和缓冲功效;采用5~20%的碳纳米管、纳米级导电炭黑、石墨中的一种或者它们的混合物为碳系导电剂,粒径为纳米级,碳系导电剂比表面积大、重量轻,有良好的金属或半导体导电性导电性、较高的机械强度、较强的微波吸收能力,从而使漆膜具有优良的导电性能;碳系导电剂用量为重量百分比为5~20%,就可以达到对应漆膜的电阻率大小范围为100~103。
采用阴燃剂为磷酸盐、硼酸盐、硫酸盐、三氧化铝、镁-锌复合物、二茂铁、氧化锡、氧化铜、双季戊四醇等中的一种或几种,重量百分比为5~20%,可以使漆膜具有很好的阻燃效果。
本发明的既导电又阻燃的水性涂料制备工艺简单,涂膜后稳定性好,用在木材、塑料、橡胶等高分子材料上,赋予材料导电防静电功能,同时又有很好的阻燃性;本发明以水作为溶剂,不添加有机溶剂和各种有毒性的溶剂,使用不会造成环境污染,是一种环境友好型的产品;使用本发明制造的产品不但具有导电防静电功能,而且具有阻燃功能。
具体实施方式:
为更好的理解本发明,下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1
一种既导电又阻燃水性涂料,包括以下组份(单位为g):
水性聚氨酯氟硅改性树脂 12.0
纯丙乳液 23.0
去离子水 33.94
Parmetol A 26防腐剂 0.10
HX-6050防霉杀菌剂 0.20
Pigment Disperser A分散剂 0.60
SN-5040润湿分散剂 0.20
乙二醇防冻剂 4.20
十二脂醇 2.0
Foamaster 8034消泡剂 0.50
碳纳米管 3.0
导电碳黑 6.0
磷酸铵 10.0
滑石粉 3.0
聚氨酯类增稠剂 0.16
25%氨水 0.10;
其中水性树脂为水性聚氨酯氟硅改性树脂12.0g和纯丙乳液23.0g,一共35.0g;碳系导电剂为碳纳米管3.0g,导电碳黑6.0g,一共9.0g;磷酸铵10g;3.0g的滑石粉作为颜填料;分散剂为Pigment Disperser A分散剂0.60g,SN-5040润湿分散剂0.20g,一共0.8g,其它助剂中的防腐剂为Parmetol A 26防腐剂0.10g,防霉剂为HX-6050防霉杀菌剂0.20g、抗冻剂为乙二醇防冻剂5.20、PH调节剂为25%氨水0.10g,增稠剂为聚氨酯类增稠剂0.16g,其它助剂一共为5.76g。
其制备方法为:将水性聚氨酯氟硅改性树脂,去离子水质量的50%,倒入搅拌缸中,用高速分散机以600转/分钟搅拌速度充分搅拌,搅拌10分钟;再向缸中边搅拌边依次加入防腐剂、防霉杀菌剂、分散剂、润湿分散剂、防冻剂、成膜助剂、消泡剂质量的50%,再以1200转/分钟搅拌速度充分搅拌,搅拌30分钟;然后将碳纳米管、导电碳黑、磷酸铵、滑石粉加入其中,再高速分散,然后进行砂磨,使颜填料和导电材料充分研磨,至细度达到5um以下;再将纯丙乳液加入到研磨后的体系中,并慢速搅拌;加入剩下的消泡剂和去离子水;加入浓度25%氨水和聚氨酯类增稠剂调整体系的PH值到8.0,并调整体系至合适的黏度,最后用400目的过滤网过滤,即得到水性既导电又阻燃水性涂料。
实施例2
一种既导电又阻燃纳米涂料,包括以下组份(单位为g):
水性聚氨酯氟硅改性树脂 12.0
水溶性丙烯酸树脂 30.0
去离子水 24.7
Parmetol A 26防腐剂 0.10
TN-EM02防霉杀菌剂 0.20
BYK-182分散剂 0.50
SN-5040润湿分散剂 0.20
丙二醇防冻剂 1.50
十二酯醇 2.0
HX-5042消泡剂 0.50
碳纳米管 3.0
铝化合物及其复配物 13.0
导电纳米石墨 8.0
碳酸轻钙 4.0
WT-106聚氨酯类增稠剂 0.20
5%的盐酸PH调节剂 0.10;
其中水性树脂为水性聚氨酯氟硅改性树脂12.0g,水溶性丙烯酸树脂30.0g,一共42.0g;碳系导电剂为碳纳米管3.0g,导电纳米石墨8.0g,一共11.0g;铝化合物及其复配物13.0g;4.0g的碳酸轻钙作为颜填料;分散剂为BYK-182分散剂0.50g,SN-5040润湿分散剂0.20g,一共0.7.0g,其它助剂中的防腐剂为Parmetol A26防腐剂0.10g,防霉剂为TN-EM02防霉杀菌剂0.2g、抗冻剂为丙二醇防冻剂2.0、PH调节剂为5%的盐酸0.1g,增稠剂为WT-106聚氨酯类增稠剂0.2g,其它助剂一共为2.60g。
制备步骤与实施例1相同,这里不再赘述。
实施例3
水性聚氨酯氟碳改性树脂 12.0
苯丙乳液 31.0
去离子水 19.35
Parmetol A 26防腐剂 0.10
X-12防霉杀菌剂 0.15
Hydropalat 3040分散剂 0.30
SN-5040润湿分散剂 0.50
乙二醇防冻剂 2.0
丙二醇苯醚 1.5
Foamaster 8034消泡剂 0.50
碳纳米管 8.0
导电碳黑 7.0
双季戊四醇 15.0
滑石粉 2.0
Modicol VD-S增稠剂 0.50
25%氨水 0.10;
其中水性树脂为水性聚氨酯氟碳改性树脂12.0g,苯丙乳液31.0g,一共43.0g;碳系导电剂为碳纳米管8.0g,导电碳黑7.0g,一共15.0g;双季戊四醇阻燃剂15.0g,4.0g的滑石粉作为颜填料;分散剂为Hydropalat 3040分散剂0.30g,SN-5040润湿分散剂0.50g,一共0.8g,其它助剂中的防腐剂为Parmetol A 26防腐剂0.10g,防霉剂为X-12防霉杀菌剂0.15g、抗冻剂为乙二醇防冻剂2.0、PH调节剂为25%氨水0.1g,增稠剂为Modicol VD-S增稠剂0.5g,其它助剂一共为3.85g。
制备步骤与实施例1相同,这里不再赘述。
上述实施例中对6项项目检测指标均符合国家环保标准,见下表:
序号 | 项目 | 指标 |
1 | Pb | <2ppm |
2 | Cd | <2ppm |
3 | Hg | <2ppm |
4 | Cr6+ | <2ppm |
5 | 多溴联苯 | 无 |
6 | 多氯联苯 | 无 |
当然,以上所述的实施例只是本发明的较佳实施例而已,故凡依本发明申请专利范围所述的配方组成、含量及原理所做的等效变化或修饰,均包括于本发明申请专利范围内。
Claims (5)
1.一种既导电又阻燃的水性涂料,其特征在于:按重量百分比计,包括以下组份:
水性树脂 10~50%
碳系导电剂 5~20%
阻燃剂 5~20%
成膜助剂 1~10%
去离子水 20~50%
其中所述的水性树脂为水性聚氨酯氟硅改性树脂、水性聚氨酯氟碳改性树脂、水性丙烯酸树脂、纯丙乳液、苯丙乳液中的任意两种或两种以上混合树脂;
所述的碳系导电剂为碳纳米管、纳米级导电炭黑、石墨中的一种或者它们的混合物;
所述的阻燃剂为磷酸盐、硼酸盐、硫酸盐、三氧化铝、镁-锌复合物、二茂铁、氧化锡、氧化铜、双季戊四醇中的一种或多种;
所述的成膜助剂为十二酯醇、丙二醇苯醚、Coasol成膜助剂中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的一种既导电又阻燃的水性涂料,其特征在于:按重量百分比计,包括以下组份:
水性树脂 10~50%
碳系导电剂 5~20%
阻燃剂 5~20%
成膜助剂 1~8%
去离子水 20~50%
颜填料 0~10%
消泡剂 0~5%
分散剂 0~5%
其它助剂 0~5%;
其中所述的颜填料为钛白粉、立德粉、硅灰石粉、高岭土、重钙、轻钙、云母粉、沉淀硫酸钡、滑石粉或者氧化锌中的任意一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种既导电又阻燃的水性涂料,其特征在于:按重量百分比计,包括以下组份:
水性树脂 20~35%
碳系导电剂 7~15%
阻燃剂 5~15%
成膜助剂 1~8%
去离子水 20~50%
颜填料 3~8%
消泡剂 0.1~3%
分散剂 2~4%
其它助剂 2~5%。
4.根据权利要求3所述的一种既导电又阻燃的水性涂料,其特征在于:按重量百分比计,包括以下组份:
水性树脂 35%
碳系导电剂 11%
阻燃剂 8%
成膜助剂 2%
去离子水 35%
颜填料 3%
消泡剂 0.3%
分散剂 0.5%
其它助剂 5.2%。
5.根据权利要求1~4任意一项所述的一种既导电又阻燃的水性涂料,其特征在于:其制备方法为:
第一步,将去离子水、水性树脂质量的40~60%,依次加入搅拌缸中,用高速分散机以450~800转/分钟的搅拌速度进行充分搅拌,搅拌10~20分钟;
第二步,向缸中边搅拌边依次加入分散剂、成膜助剂、消泡剂质量的40~60%和其它助剂中的防腐剂、防霉杀菌剂、防冻剂,再以1200~2000转/分钟搅拌速度高速充分搅拌,搅拌20~35分钟;
第三步,将碳系导电剂、阻燃剂和颜填料依次加入搅拌缸中,先在1200~2000转/分钟搅拌速度高速充分搅拌,再进行砂磨,使颜填料、碳系导电剂和阻燃剂充分研磨,至粒径达到5um以下;
第四步,将余下的水性树脂加入到研磨后的体系中,并慢速搅拌,加入剩下的消泡剂和水;
第五步,加入其它助剂中的pH调节剂和增稠剂,调整体系的pH值到8,并调整体系至合适的黏度;
第六步,用400~600目的过滤网过滤,即得所述水性涂料。
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