CN101792634A - 一种导电涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导电涂料，该导电涂料由如下重量份配比的原料组成：成膜物质5-20，导电粉体、偶联剂20-75，增稠剂5-30，导电粉体∶偶联剂＝100∶2-10。导电粉体为镍粉、铝粉、锌粉、钛粉、锰粉、铬粉、镀银镍粉、镀银铝粉、镀镍铜粉、镀银铜粉中的一种或几种。用于电脑、手机、GPS、电子医疗设备、电子仪表、电子、电工通讯产品的外壳，电磁屏蔽，效果显著。

Description

一种导电涂料及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种新型导电涂料及其制备方法，属于化工技术领域。

背景技术：

导电涂料是电导率在10^-10s.cm^-1以上，具有传导电流和排除积累静电荷能力的涂料。该涂料一般含有基体树脂、溶剂和导电物质，可以在基材上形成导电涂层。一方面可以防止环境中电磁波辐射对电子产品信号的干扰，使电子产品的信号保真、稳定；另一方面可以防止电子产品对环境的电磁波辐射污染，使电子产品的信号保密。该涂料作为一种流体材料，具有制备方法简单、成本低廉、可以方便地喷涂或刷涂于各种形状的塑料制品表面，形成导电的电磁屏蔽涂层，从而达到电磁波屏蔽的目的等优点，广泛应用于电子元件和线路板印刷、建筑业、运输及军事、航空航天等领域，成为目前应用最广泛的电磁屏蔽材料。

随着电子技术的迅速发展，电子线路、电子元器件已经达到高度集成化、功能化、数字化和高频化，正因为如此，导致电磁干扰日益严重，需要通过采取屏蔽电磁干扰的方法来减少电磁干扰所带来的危害。鉴于此，中国专利申请号200610157784.4公开了一种导电涂料及其制备方法，其组成包括成膜物质30-55％，导电涂料助剂1-10％，导电涂料(银粉、铜粉或二者混合)15-30％，混合稀释剂40-69％，所述的成膜物质是树脂，包括环氧树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、氟碳树脂或IPN树脂中的一种或几种。但银粉成本较高，铜粉易氧化，限制了其应用。中国专利申请号200710034219.3公开了一种复合导电涂料的制备方法，其组成为20-45％的SSB(Sb/SnO₂/BaSO₄)复合导电粉末，27-43％的成膜物质及助剂。该涂料耐磨擦抗冲击好，但制作工艺复杂，且成本较高。中国专利(CN-1060858A)公开了一种以炭黑或石墨为导电填料的导电涂料的制备方法，但该涂料分散稳定性差，颜色深且较单一，不利于涂料的调色，对于要求浅色的涂料体系不适用。中国专利申请号200610096617.3公布了一种金属底材用烘烤型导电涂料及其制备方法，该涂料成膜物质中直接含固化物，导电粉体采用石墨和经无机物掺杂且硅氧化物包覆的金属导电粉的混合物。该导电涂料由于采用硅氧化物包覆，所以导电性差，且成膜介质中含固化物，稳定性差。同时固化过程中需要烘烤温度大于140度，施工环境要求高，仅适合于金属底材或耐高温材料表面涂覆。

中国专利申请号200510025782.5公开了一种新型导电涂料及其制备方法，该专利涂料采用的导电粉为钛混合价氧化物和钨混合剂氧化物；中国专利申请号200510028828.9公开了一种导电涂料的制备方法，该涂料采用混合价的钼氧化物和混合剂锡氧化物为导电介质；中国专利申请号200610047819.9公布了一种基于TiB2的导电涂料及其制备方法和应用。该导电涂料仅仅采用TiB2和碳素类填料作为导电粉体。这三种导电涂料均采用贵金属，成本高，且导电性差。同时这些导电涂料在制备过程中均已把稀释剂加入。

发明内容：

本发明的目的之一是提供一种高导电、耐酸碱、耐氧化、成本低、原料易得，可防止金属粉末沉降、稳定性好和方便使用的导电涂料；本发明的目的之二是提供一种为实现目的之一的工艺简单、方便操作的导电涂料的制备方法。

本发明的目的之一可通过如下技术措施来实现：

该导电涂料由如下重量份配比的原料组成：

成膜物质            5-20

导电粉体、偶联剂    20-75

增稠剂              5-30

导电粉体∶偶联剂＝100∶2-10。

本发明的目的之一还可通过如下技术措施来实现：

所述成膜物质是环氧树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、氟碳树脂或IPN树脂其中之一种或任意几种混合。

所述导电粉体为镍粉、铝粉、锌粉、钛粉、锰粉、铬粉其中之一种或任意几种混合，成本更低；所述导电粉体为镀镍铜粉、镀银镍粉、镀银铜粉、镀银铝粉其中之一种或任意几种混合，导电性能更好。

所述的增稠剂是碱溶膨胀乳状增稠剂；如有机膨润土、聚丙烯酰胺等；所述的导电粉体的粒径为100-800目；所述的导电粉体∶偶联剂＝100∶5-8。

本发明的目的之二可通过如下技术措施来实现：

该导电涂料的制备方法按如下步骤进行：

a.取成膜物质加助剂，搅拌至完全溶解；

b.将增稠剂置入步骤a中，再加入偶联剂，充分搅拌；

c.向步骤b的混合物中加入导电粉体，充分搅拌。

本发明的目的之二还可通过如下技术措施来实现：

b步骤所述的搅拌时间为20-50min，c步骤所述的搅拌时间为2-5h。

本发明所述导电粉体可以为本领域常用的各种导电粉，原料易得，成本低，所述导电粉体可以是各种形状的，例如球状导电粉体、片状导电粉体。

本发明中增稠剂可使涂料具有一定的黏度，防止均匀分布的金属粉末沉降，稳定性好。

对于双组分涂料，在使用过程中加入固化剂，所述的固化剂为多元胺类或甲苯二异氰酸酯缩合物中的一种。一般控制固化剂的加入量为导电涂料∶固化剂＝1∶0.1-0.3重量份，所述的导电涂料的量即前述的成膜物质、导电粉体、偶联剂和增稠剂的总量。

本发明所采用的导电物质为金属粉或者金属包覆粉体，导电性好，且均为常用金属，容易采购。现有技术的导电涂料在制备过程中就已经把稀释剂加入。本发明的导电涂料是在使用过程中根据不同的环境需要和使用现场要求酌情确定利用稀释剂调整粘度，一般用量为导电涂料用量的5-60％，适用范围大，灵活性大，节省包装运输费用，使用方便。

所述稀释剂为甲苯、二甲苯、正丁醇、叔碳酸正丁基缩水甘油醚、丙酮或酯类中的任何一种或几种组成的混合物。

本发明还可以并优选包括种类、含量和作用已为本领域技术人员所共知的各种助剂。例如：流平剂、防沉剂、消泡剂、润湿分散剂、调节剂中的一种或几种。

本发明所述的固化剂，其制备方法如下：

(1)将助剂按一定比例加入到溶解槽中，经高速分散机混合搅拌5-30min；

(2)将一定量的固化剂置入步骤(1)的混合物中，搅拌至固化剂完全溶解。

用上述方法制备的导电涂料附着力好、内聚力强、无疏松粒子，可直接喷涂，它比电子产品通过电镀、溅镀来屏蔽的效果要好得多，防屏蔽能力更强，生产环境符合ROHS标准，可应用于电脑、手机、GPS、电子医疗设备、电子仪表、电子、电工通讯产品的外壳，电磁屏蔽效果显著。

本发明所制备的导电涂料随着导电粉体添加量的增加，涂料的电阻率不断下降。因此可以根据实际需要，通过调整导电粉体的添加量，来控制涂料的电阻率。

本发明与现有技术相比，通过导电涂料的组成及配比，制得的涂料导电性能优良、耐酸碱、耐氧化、同时，本发明所制备的导电涂料根据金属粉末添加量的不同，导电性能随之变化，金属粉末添加量的增大，导电涂料的电阻率不断下降，可根据需要调整涂料的电阻值，使其达到最佳的使用效果。

本发明所述的导电涂料具有以下优点：

1、导电涂料不仅导电性能优异，而且耐酸碱、耐氧化的性能优异；

2、导电涂料所用原材料来源广泛，成本低，市场供应充足；

3、导电涂料施工工艺简单，无需特殊加工和特殊环境；

4、导电涂料具有优异的干膜附着力、色泽光亮、涂料平整度好；

5、导电涂料具有一定的粘度，使金属导电粉体在涂料中均匀分布，稳定性好。

具体实施方式：

以下实施例是镀银铜粉优选的配方，这些配方非限定性实施方式，只是用于具体说明本发明，本领域的技术人员完全可以根据本发明的思路和选料配比筛选出的配方均为本发明的保护范围。

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明：

实施例1：

导电涂料的配方为：

原料名称	用量/g
		丙烯酸树脂	5
导电粉体	75
		增稠剂	5
偶联剂	1.5

(1)按上述配比将环氧树脂完全溶解；

(2)将增稠剂倒入到溶解的树脂中去，搅拌0.5h；

(3)将导电粉体加入到上述份额混合物中，搅拌5h，即得到导电涂料。

实施例2：

导电涂料的配方为：

原料名称	用量/g
		丙烯酸树脂	5
导电粉体	20
		增稠剂	30
偶联剂	2

按照上述配比，具体实施方式与实施例1相同，搅拌分散后制成导电涂料成品。

实施例3：

导电涂料的配方为：

原料名称	用量/g
		丙烯酸树脂	20
导电粉体	75
		增稠剂	5
偶联剂	6

按照上述配比，具体实施方式与实施例1相同，搅拌分散后制成导电涂料成品。

实施例4：

导电涂料的配方为：

原料名称	用量/g
		丙烯酸树脂	20
导电粉体	20
		增稠剂	30
偶联剂	1

按照上述配比，具体实施方式与实施例1相同，搅拌分散后制成导电涂料成品。

实施例5：

双组份导电涂料的配方为：

原料名称	用量/g
		环氧树脂	5
导电粉体	20
		增稠剂	5
偶联剂	0.4
		固化剂	2

(1)按上述配比将环氧树脂完全溶解；

(2)将增稠剂倒入到溶解的树脂中去，搅拌0.5h；

(3)将导电粉体加入到上述份额混合物中，搅拌5h，即得到导电涂料。该涂料所用固化剂制备方法如下：

(4)将助剂加入到溶解槽中，经高速分散机混合搅拌20min。

(5)将固化剂倒入溶解槽中，搅拌至固化剂完全溶解，即得到固化剂。

实施例6：

双组份导电涂料的配方为：

原料名称	用量/g
		环氧树脂	5
导电粉体	75
		增稠剂	30
偶联剂	7.5
		固化剂	2.25

按照上述配比，具体实施方式与实施例5相同，搅拌分散后制成导电涂料成品。

实施例7：

双组份导电涂料的配方为：

原料名称	用量/g
		环氧树脂	20
导电粉体	20
		增稠剂	5
偶联剂	1.6
		固化剂	0.34

按照上述配比，具体实施方式与实施例5相同，搅拌分散后制成导电涂料成品。

实施例8：

双组份导电涂料的配方为：

原料名称	用量/g
		环氧树脂	20
导电粉体	75
		增稠剂	30
偶联剂	3.75
		固化剂	2.25

按照上述配比，具体实施方式与实施例5相同，搅拌分散后制成导电涂料成品。

Claims (9)

1.一种导电涂料，其特征在于该导电涂料由如下重量份配比的原料组成：

成膜物质            5-20

导电粉体、偶联剂    20-75

增稠剂              5-30

导电粉体∶偶联剂＝100∶2-10。

2.根据权利要求1所述的一种导电涂料，其特征在于所述成膜物质是环氧树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、氟碳树脂或IPN树脂其中之一种或任意几种混合。

3.根据权利要求1所述的一种导电涂料，其特征在于所述导电粉体为镍粉、铝粉、锌粉、钛粉、锰粉、铬粉、镀镍铜粉、镀银镍粉、镀银铜粉、镀银铝粉其中之一种或任意几种混合。

4.根据权利要求1所述的一种导电涂料，其特征在于所述的增稠剂是碱溶膨胀乳状增稠剂。

5.根据权利要求1或2所述的一种导电涂料，其特征在于所述的增稠剂是有机膨润土或聚丙烯酰胺。

6.根据权利要求1所述的一种导电涂料，其特征在于所述的导电粉体的粒径为100-800目。

7.根据权利要求1所述的一种导电涂料，其特征在于所述的导电粉体∶偶联剂＝100∶5-8。

8.一种如权利要求1所述的导电涂料的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：

a.取成膜物质加助剂，搅拌至完全溶解；

b.将增稠剂置入步骤a中，再加入偶联剂，充分搅拌；

c.向步骤b的混合物中加入导电粉体，充分搅拌。

9.根据权利要求9所述的导电涂料的制备方法，其特征在于b步骤所述的搅拌时间为20-50min，c步骤所述的搅拌时间为2-5h。