CN103709853B

CN103709853B - 一种导电防锈涂料及其制备方法

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Publication number: CN103709853B
Application number: CN201310706827.XA
Authority: CN
Inventors: 姚杰; 孙金永; 夏新月; 刘虎林; 席忠飞; 周运垚; 杨守成; 贺自力; 周丽娜
Original assignee: SHENZHEN MOMA TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: SHENZHEN MOMA TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2033-12-19
Also published as: CN103709853A

Abstract

本发明涉及导电涂料技术领域，具体为一种导电防锈涂料及其制备方法，由导电石墨粉、铜粉、锌粉、碳纳米管、聚偏氟乙烯、草酸和N‑甲基吡咯烷酮经混合均匀制成。本发明制备的涂料具有良好的导电性和防锈性能，涂层的电导率可达10⁶S/m，可用于导电体之间的导电连接及用于金属表面防锈。涂料中的铜粉和碳纳米管，可显著提高涂料的导电性能；涂料中的锌粉通过导电石墨粉和铜粉的导电通路作为阳极，通过牺牲阳极保护法使铜粉和金属的表面免于锈蚀，从而使涂料具有防锈性能；涂料中的草酸可消除铜粉和锌粉表面的氧化层，使铜粉和锌粉能充分发挥其作用。本发明的涂料还具有优良的导热性能和电磁屏蔽性能，对水稳定，并具有可擦除性。

Description

一种导电防锈涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及导电涂料技术领域，尤其涉及一种导电防锈涂料及其制备方法。

背景技术

目前常用的连接导电体的方法有电焊、导电银浆粘结、导电胶带粘结和按压接触等。前两种连通方式不可逆，在一些需要回收反复使用导电体元件的场合不适用；后两者连接方式的连接电阻较大。此外，以上连接方式均无法对连接部位进行全面有效的防锈蚀保护。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高电导率且可擦除的导电防锈涂料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种导电防锈涂料，由以下组分组成：导电石墨粉、铜粉、锌粉、碳纳米管、聚偏氟乙烯、草酸和N-甲基吡咯烷酮。

优选地，各组分的重量份为：导电石墨粉30-40份，铜粉3-25份，锌粉0.5-10份，碳纳米管0.5-5份，聚偏氟乙烯1-20份，草酸0.1-2份，N-甲基吡咯烷酮40-70份。更优选地，各组分的重量份为：导电石墨粉30-40份，铜粉5-20份，锌粉0.5-3份，碳纳米管0.5-1.5份，聚偏氟乙烯3-10份，草酸0.1-0.5份，N-甲基吡咯烷酮40-70份。

优选地，所述导电石墨粉的粒径为10-50μm，铜粉的粒径为10-20μm，锌粉的粒径为10-20μm。

以上所述的导电防锈涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）向N-甲基吡咯烷酮中加入聚偏氟乙烯并搅拌使聚偏氟乙烯溶解形成胶液；

（2）在搅拌状态下向胶液中加入草酸、碳纳米管、导电石墨粉、铜粉和锌粉，并搅拌均匀形成涂料，密封保存。

投料顺序优选为在搅拌状态下向胶液中依次加入草酸、碳纳米管和导电石墨粉，最后加入铜粉和锌粉。并且向胶液中加入碳纳米管后搅拌1h，然后再加入导电石墨粉并搅拌2h，最后加入铜粉和锌粉并搅拌0.5h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备的涂料具有良好的导电性和防锈性能，涂层的导电率可达10⁶S/m，可用于导电体之间的导电连接及用于金属表面防锈。涂料中的铜粉和碳纳米管，可显著提高涂料的导电性能；涂料中的锌粉通过导电石墨粉和铜粉的导电通路作为阳极，通过牺牲阳极保护法使铜粉和金属的表面免于锈蚀，从而使涂料具有防锈性能；涂料中的草酸可消除铜粉和锌粉表面的氧化层，使铜粉和锌粉能充分发挥其作用。本发明的涂料还具有优良的导热性能和电磁屏蔽性能，对水稳定。此外，本发明的涂料涂覆在导电体的连接处后，可用丙酮等常用有机溶剂擦拭即可将涂层除去，简单易行。本发明的涂料成本低廉，使用简便。

附图说明

图1为两根导线通过实施例1制备的涂料连接的结构示意图；

图2为使用例2中的多层复合导电材料的结构示意图。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。

实施例1-6

将聚偏氟乙烯和草酸加入N-甲基吡咯烷酮中并搅拌至溶解完全，形成胶液；接着向胶液中加入碳纳米管并搅拌1h，然后向胶液中继续加入导电石墨粉并搅拌2h；最后向胶液中继续加入铜粉和锌粉并搅拌0.5h使各组分混合均匀，制得导电防锈涂料；导电涂料密封保存，备用。

实施例1-6中各组分的重量份额如下：

其中，导电石墨粉的粒径为10-50μm，铜粉的粒径为10-20μm，锌粉的粒径为10-20μm。

检测数据：

将实施例1-6所制备的涂料分别均匀涂布后制成厚为25um，宽20mm，长为1m的均匀涂料长条。然后使用直流电阻测试仪分别测试各实施例的涂料所形成的涂料长条的直流电阻，并利用公式ρ=R·S/l将直流电阻换算成电阻率。此外，测试与涂料长条等尺寸的纯铜条的直流电阻，并换算成电阻率，以作对比。测试结果如下表所示：（DCR为直流电阻，ρ为电阻率，κ为导电率。）

测试样品	DCR（mΩ）	ρ（Ω·mm²/m）	κ（S/m）
				实施例1	1622	0.810	1.23×10⁶
实施例2	644	0.320	3.13×10⁶
				实施例3	1752	0.876	1.14×10⁶
实施例4	805	0.402	2.49×10⁶
				实施例5	630	0.315	3.17×10⁶
实施例6	670	0.335	2.99×10⁶
				实施例7	620	0.310	3.23×10⁶
实施例8	583	0.291	3.44×10⁶
				实施例9	579	0.289	3.46×10⁶
实施例10	600	0.300	3.33×10⁶
				Cu	34	0.017	5.88×10⁷

经过大量的实验发现，涂料的电阻率先随涂料中铜含量的增大而减小，当铜含量增大到一定程度后（25重量份），涂料的电阻率只是略有减少，继续增大涂料中的铜含量，由于分散问题，涂料的电阻率甚至略有增大。

同时还发现，原料组分的粒径大小对涂料的性质也有影响。粒径过大，所制备的涂料不稳定，颗粒易沉降，难以长期保存；粒径过小，颗粒易团聚，难以分散，所制备的涂料均匀性差。因此，原料的粒径应在本发明所公开的粒径范围内，才能制备出具有良好导电性能和涂料性能的导电防锈涂料。

涂料的使用方法：

使用例1

如图1所示，将实施例1制备的涂料12涂刷于待连通的两根导线11间，然后用热风吹干；可根据需要，在两根导线11的连接处缠绕普通胶带13（或绝缘胶带）以加固连接处。

通过该方式将涂料涂刷在两导电体之间，可有效连通导电体，涂层电导率与铜相近。由于涂料电导率高，接头处电阻小，通电时的电损耗也小，同时涂料还具有良好的散热性，进一步降低了长期通电时接头处热量积累引发的安全事故风险。此外，该涂料具有防锈、耐水的性能，且用有机溶剂易将其擦除，对金属表面不造成损害。

使用例2

如图2所示，在20um厚的第一铜箔21上刷涂或滚涂实施例2制备的涂料22，涂料22的厚度为30um，烘干后压实；在第二铜箔24上涂5um厚导电胶层23并使之与第一铜箔21的涂层面贴合，得到铜-高导电防锈涂层-铜的多层复合导电材料。所得多层复合导电材料的层向电导率高达3.1×10⁷S/m，接近铜电导率。多层复合导电材料的密度相对铜的密度小，使材料较轻；并且用部分涂料替代铜箔，不仅使多层复合导电材料的成本低于纯铜箔，还可增大多层复合导电材料的载流量。此外，由于涂料具有防锈的性能，因此铜箔表面不容易被锈蚀。

该使用例中各材料层的厚度还可以根据实际需要加以调整。

以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims

1.一种导电防锈涂料，其特征在于，由以下各重量份组分组成：导电石墨粉30-40份，铜粉5-20份，锌粉0.5-3份，碳纳米管0.5-1.5份，聚偏氟乙烯3-10份，草酸0.1-0.5份，N-甲基吡咯烷酮40-70份；所述导电石墨粉的粒径为10-50μm，铜粉的粒径为10-20μm，锌粉的粒径为10-20μm。

2.一种如权利要求1所述的导电防锈涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)向N-甲基吡咯烷酮中加入聚偏氟乙烯并搅拌使聚偏氟乙烯溶解形成胶液；

(2)在搅拌状态下向胶液中加入草酸、碳纳米管、导电石墨粉、铜粉和锌粉，并搅拌均匀形成涂料，密封保存。

3.根据权利要求2所述的导电防锈涂料的制备方法，其特征在于，在搅拌状态下向胶液中依次加入草酸、碳纳米管和导电石墨粉，最后加入铜粉和锌粉。

4.根据权利要求3所述的导电防锈涂料的制备方法，其特征在于，向胶液中加入碳纳米管后搅拌1h，然后再加入导电石墨粉并搅拌2h，最后加入铜粉和锌粉并搅拌0.5h。