CN103194108A - 一种耐磨导电涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明针对现有导电胶存在的耐磨损性能不理想、成本较高等问题，提出了一种耐磨导电涂料及其制备方法。其成分包含了10~55%钒改性导电填料、6~35%高分子聚合物、0.1~0.8%偶联剂、0.3~1.2%增塑剂、0.2~3%增稠剂、其余为溶剂，各成分重量之和为100%。相比于现有技术，一方面钒改性导电金属粉的添加在确保导电涂料良好导电性的同时，显著提高了导电涂料的耐磨性能；另一方面，钒改性导电金属粉取代昂贵的银粉，明显降低了导电涂料的材料成本，使其更具经济性。本发明实用，具有较大的工业应用价值。

Description

一种耐磨导电涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及导电涂料技术领域，是对现有技术的改进，具体涉及一种耐磨导电涂料及其制备方法。

背景技术

导电涂料是现代工业的一种重要功能材料，广泛应用于化工、印刷、电子、电器、航天和航空等众多技术领域。导电涂料分为本征型导电涂料和掺杂型导电涂料。其中，掺杂型导电涂料是一类以高分子聚合物为基础加入导电物质，利用导电物质的导电作用来实现涂层的导电性能，它兼具导电性能、电学性能和力学性能，并且成本较低、简单易行，从而得到广泛的应用。掺杂型导电涂料主要由高分子聚合物、导电填料、溶剂和助剂等组成，常用的导电填料有金属系填料、碳系填料、金属氧化物系填料、复合填料、新型纳米导电填料等。目前，市场上主要以金属系填料为主要的导电填料。在金属系导电填料中，银粉因其良好的化学稳定性、耐蚀性和导电性等，获得最广泛的应用。但是银粉的使用，使导电涂料的价格过高，限制了银粉导电涂料的应用范围。此外，随着现代科学技术的不断发展和人们对产品更高性能和功能需求的变化，目前的导电涂料往往存在耐磨性不足的问题，需要采用新的技术方法生产出高耐磨性导电涂料。

发明内容

本发明的目的是避免上述现有技术中的不足之处而提供的一种耐磨导电涂料及其制备方法。相比于现有技术，钒改性导电金属粉的添加在确保导电涂料良好导电性的同时，显著提高了导电涂料的耐磨性能；并且钒改性导电金属粉取代昂贵的银粉，显著降低了导电涂料的材料成本，具有广阔的应用前景。

本发明的目的可通过下列的措施来实现：

本发明一种耐磨导电涂料及其制备方法，其所含成分重量百分比（%）为：

钒改性导电填料10~55%，

高分子聚合物6~35%，

偶联剂0.1~0.8%，

增塑剂0.3~1.2%，

增稠剂0.2~3%，

其余为溶剂，各成分重量之和为100%。

所述的钒改性导电填料为表面渗钒镍粉、表面渗钒铜粉、表面镀钒镍粉、表面镀钒铜粉、钒包铜粉、钒包镍粉中的一种或两种；所述的表面渗钒镍粉、表面渗钒铜粉中渗钒层厚度为1~10微米，所述的表面镀钒镍粉、表面镀钒铜粉中镀钒层厚度为1~10微米，所述的钒包铜粉、钒包镍粉中外部的钒包覆层中铜或镍的含量为0~5%，内部的铜或镍层中钒的含量为0~5%。其主要作用赋予导电涂料良好的导电性、经济性和耐磨性。

所述的高分子聚合物为环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、醇酸改性环氧树脂、环氧改性醇酸树脂、环氧改性丙烯酸树脂、有机硅改性环氧树脂中的一种或几种。其主要作用是提供导电涂料所需的粘结强度。

所述的偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、γ- (2.3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。其主要作用是提高树脂与固体表面的粘接性能。

所述的增塑剂为甘油三醋酸酯、一缩二乙二醇苯甲酸酯、己二酸丙二醇聚酯、癸二酸丙二醇聚酯、环氧大豆油、环氧亚麻子油、环氧油酸丁酯、环氧硬脂酸辛酯、环氧化甘油三酸酯中的一种或几种。其主要作用是提高导电胶固化后的塑韧性，提高导电胶固化后的抗冲击性能。

所述的增稠剂为改性聚脲、聚乙烯蜡、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶、天然橡胶中的一种或几种。其主要作用是改进和调节导电胶的粘度，获得稳定、防沉、防淌等性能。

所述的溶剂为乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸乙烯酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸甲酯、环己酮中的一种或几种。其主要作用是降低黏度便于使用，并起到提高使用寿命的作用。

本发明一种耐磨导电涂料的制备方法如下：（1）依次将溶剂、6~35%高分子聚合物和0.1~0.8%偶联剂加入外设水循环装置的行星搅拌机中，开启外设水循环装置，搅拌至均匀，搅拌速度200~1000转/分，行星搅拌机中的温度控制在20~30℃之间；（2）依次加入10~55%钒改性导电填料、0.3~1.2%增塑剂和0.2~3%增稠剂，搅拌至均匀，搅拌速度200~500转/分，行星搅拌机中的温度控制在20~30℃之间，最后停止搅拌、关闭外设水循环装置，即得本发明一种耐磨导电涂料。

本发明相比现有技术具有如下优点：一方面钒改性导电金属粉的添加在确保导电涂料良好导电性的同时，显著提高了导电涂料的耐磨性能；另一方面，钒改性导电金属粉取代昂贵的银粉，明显降低了导电涂料的材料成本，使其更具经济性。本发明实用，具有较大的工业应用价值。

具体实施方式

实施例1：表面渗钒镍粉（渗钒层厚度为5微米）10%，

环氧树脂6%，

异丁基三乙氧基硅烷0.1%，

甘油三醋酸酯0.3%，

改性聚脲3%，

乙酸丁酯80.6%。

制备步骤：（1）依次将80.6%乙酸丁酯、6%环氧树脂和0.1%异丁基三乙氧基硅烷，加入外设水循环装置的行星搅拌机中，开启外设水循环装置，搅拌至均匀，搅拌速度500转/分，行星搅拌机中的温度控制在20~30℃之间；（2）依次加入10%表面渗钒镍粉（渗钒层厚度为5微米）、0.3%甘油三醋酸酯和3%改性聚脲，搅拌至均匀，搅拌速度300转/分，行星搅拌机中的温度控制在20~30℃之间，最后停止搅拌、关闭外设水循环装置，即得本发明一种耐磨导电涂料。

实施例2：钒包铜粉（外部的钒包覆层中铜的含量为0~5%，内部的铜层中钒的含量为0~5%）35%，

醇酸改性环氧树脂10%，

环氧树脂10%，

γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.3%，

γ- (2.3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.2%，

癸二酸丙二醇聚酯0.6%，

阿拉伯树胶0.6%，

聚乙烯蜡0.6%，

乙酸乙酯10%，

乙酸异丁酯12.7%。

制备步骤：（1）依次将10%乙酸乙酯、12.7%乙酸异丁酯、10%醇酸改性环氧树脂、10%环氧树脂、0.3%γ-氨丙基三乙氧基硅烷和0.2%γ- (2.3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷加入外设水循环装置的行星搅拌机中，开启外设水循环装置，搅拌至均匀，搅拌速度500转/分，行星搅拌机中的温度控制在20~30℃之间；（2）依次加入35%钒包铜粉（外部的钒包覆层中铜的含量为0~5%，内部的铜层中钒的含量为0~5%）、0.6%癸二酸丙二醇聚酯、0.6%阿拉伯树胶和0.6%聚乙烯蜡，搅拌至均匀，搅拌速度300转/分，行星搅拌机中的温度控制在20~30℃之间，最后停止搅拌、关闭外设水循环装置，即得本发明一种耐磨导电涂料。

实施例3：表面镀钒铜粉（镀钒层厚度为10微米）55%，

丙烯酸改性环氧树脂35%，

异丁基三甲氧基硅烷0.8%，

己二酸丙二醇聚酯1.2%，

改性聚脲0.2%，

乙酸丁酯7.8%。

制备步骤：（1）依次将7.8%乙酸丁酯、35%丙烯酸改性环氧树脂和0.8%异丁基三甲氧基硅烷加入外设水循环装置的行星搅拌机中，开启外设水循环装置，搅拌至均匀，搅拌速度500转/分，行星搅拌机中的温度控制在20~30℃之间；（2）依次加入55%表面镀钒铜粉（镀钒层厚度为10微米）、1.2%己二酸丙二醇聚酯和0.2%改性聚脲，搅拌至均匀，搅拌速度300转/分，行星搅拌机中的温度控制在20~30℃之间，最后停止搅拌、关闭外设水循环装置，即得本发明一种耐磨导电涂料。

表1为本发明实施例1-3与一款市售导电涂料的主要性能试验对比数据。

表1  实施例1-3的主要性能试验结果对比数据

Claims (5)

1.一种耐磨导电涂料，其所含成分重量百分比（%）为：

钒改性导电填料10~55%，

高分子聚合物6~35%，

偶联剂0.1~0.8%，

增塑剂0.3~1.2%，

增稠剂0.2~3%，

其余为溶剂，各成分重量之和为100%。

2.根据权利要求1所述的一种耐磨导电涂料，其特征在于：所述的钒改性导电填料为表面渗钒镍粉、表面渗钒铜粉、表面镀钒镍粉、表面镀钒铜粉、钒包铜粉、钒包镍粉中的一种或两种。

3.根据权利要求2所述的一种耐磨导电涂料，其特征在于：所述的表面渗钒镍粉、表面渗钒铜粉中渗钒层厚度为1~10微米。

4.根据权利要求2所述的一种耐磨导电涂料，其特征在于：所述的表面镀钒镍粉、表面镀钒铜粉中镀钒层厚度为1~10微米。

5.根据权利要求2所述的一种耐磨导电涂料，其特征在于：所述的钒包铜粉、钒包镍粉中外部的钒包覆层中铜或镍的含量为0~5%，内部的铜或镍层中钒的含量为0~5%。