CN103865308A

CN103865308A - 一种抗蠕变导电涂料及其制备方法

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Publication number: CN103865308A
Application number: CN201410088049.7A
Authority: CN
Inventors: 邓小安; 徐安莲; 黄云波
Original assignee: Perfection Science And Technology (dongguan) Co Ltd
Current assignee: Perfection Science And Technology (dongguan) Co Ltd
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2014-06-18

Abstract

本发明涉及一种抗蠕变导电涂料及其制备方法，其成分包含了10~25%高分子聚合物、0.1~1%偶联剂、2~10%抗蠕变剂、15~40%导电填料、0.5~1.5%增塑剂、0.3~2%增稠剂，其余为溶剂，各成分重量之和为100%。相比于现有技术，本发明具有如下主要优点：一是添加抗蠕变剂显著改善导电涂料的抗蠕变性能，使其兼具良好的导电性和抗蠕变性；二是采用球磨法进行导电填料和抗蠕变剂的预混合，使两类固体粉末混合更加均匀，有效发挥了抗蠕变剂的增强作用，并进一步提高了导电涂料的稳定性。

Description

一种抗蠕变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，具体涉及一种抗蠕变导电涂料及其制备方法。

背景技术

在现代航空、航天、化工、电器、电子、印刷等行业，导电涂料是一种非常重要的功能材料。导电涂料分为本征型和掺杂型两大类，其中掺杂型导电涂料因其可以在较大范围内根据使用需求调节涂料的电学和力学性能，且成本相对较低、简单易行，因为得到较为广泛的应用。掺杂型导电涂料由导电填料、高分子聚合物、溶剂和其它助剂等组成，常见的导电填料有金属系填料、碳系填料、金属氧化物系填料、复合填料和新型纳米导电填料等。因金属系填料具有优异的化学稳定性、导电性等而成为最广泛应用的导电填料。目前，市场上的导电填料主要是银粉，它兼具优异的化学稳定性能、导电性能和耐腐蚀性能，但是昂贵的银粉使得导电涂料的价格过高，从而阻碍了导电涂料在更大范围的推广应用。此外，随着科学技术水平的不断提高，导电涂料的应用环境更加严苛，现有的导电涂料往往无法满足其使用要求，特别是在抗蠕变性能不佳，迫切需要得到解决，以适应市场需求。

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抗蠕变导电涂料及其制备方法。相比于现有技术，本发明在显著降低导电涂料成本的同时，有效增强了导电涂料的抗蠕变性能，使其兼具良好的导电性能和抗蠕变性能。

本发明的目的可通过下列的措施来实现：

本发明一种抗蠕变导电涂料，其所含成分重量百分比（%）为：

高分子聚合物10~25%，

偶联剂0.1~1%，

抗蠕变剂2~10%，

导电填料15~40%，

增塑剂0.5~1.5%，

增稠剂0.3~2%，

其余为溶剂，各成分重量之和为100%。

所述的高分子聚合物为碳纤维改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、聚酰亚胺改性环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、二氧化硅改性环氧树脂中的一种或几种。其主要作用是为导电涂料提供所需的粘结性能。

所述的偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基三甲氧基硅烷中的一种或几种。其主要作用是改善了导电涂料和被涂覆物体的表面性能，增加界面粘附性，提高使用的耐久性。

所述的抗蠕变剂为锶粉、铈粉、铋粉、镧铈混合稀土粉中的一种或几种。抗蠕变剂的粉末粒径优选为20~63微米，进一步优选为25~45微米。其主要作用是显著增强导电涂料的抗蠕变性能，并为导电涂料提供一定的导电性能。

所述的导电填料为镍粉、铜粉、铝粉中的一种或几种。导电填料粉末粒径优选为20~63微米，进一步优选为25~45微米。其主要作用是为导电涂料提供良好的导电性能。

所述的增塑剂为一缩二乙二醇苯甲酸酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、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涂料固化后的塑性和韧性，提高抗冲击性能。

所述的增稠剂为干酪素、硅凝胶、顺丁橡胶、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。其主要作用是调节导电涂料的粘度，使其具有更好的稳定性、防沉淀性能和防流淌性能。

所述的溶剂为乙醇、丁醇、异丁醇、异丙醇、戊醇、甲乙酮、环己酮、丙酮、甲基丙基酮、乙酸丁酯、乙酸异丁酯中的一种或几种。其主要作用是使导电涂料各成分均匀分散，并便于施工。

本发明一种抗蠕变导电涂料的制备方法，包括如下两个步骤：（1）球磨固体粉末，依次将15~40%导电填料和2~10%抗蠕变剂加入氩气保护的行星球磨机中，球料比为6~7：1，转速为300转/分±50转/分，球磨时间为30分钟±10分钟，即得球磨后的固体粉末；（2）导电涂料的制备，依次将溶剂、10~25%高分子聚合物、0.1~1%偶联剂、0.5~1.5%增塑剂和0.3~2%增稠剂加入真空搅拌机中搅拌至均匀，真空度为0.065~0.085兆帕、转速为300转/分±100转/分；然后在搅拌的同时缓慢加入步骤（1）制得的球磨固体粉末，搅拌至均匀，即得一种抗蠕变导电涂料。

本发明相比现有技术具有如下优点：一是避免使用昂贵的银作为导电剂，显著降低了导电涂料的成本；二是添加抗蠕变剂显著提高了导电涂料的抗蠕变性能，使其兼具良好的导电性能和抗蠕变性能；三是采用球磨法进行导电填料和抗蠕变剂的预混合，使两类固体粉末混合更加均匀，有效发挥了抗蠕变剂的增强作用，并进一步提高了导电涂料的稳定性，使其有望于更加广泛的应用。

具体实施方式

实施例1：碳纤维改性环氧树脂10%，

3-环氧丙氧基三甲氧基硅烷0.1%，

25~45微米的锶粉2%，

25~45微米的镍粉15%，

环氧油酸丁酯0.5%，

羟乙基纤维素0.3%，

乙酸丁酯72.1%。

制备方法，包括如下两个步骤：（1）球磨固体粉末，依次将15%的镍粉（粒径为25~45微米）和2%锶粉（粒径为25~45微米）加入氩气保护的行星球磨机中，球料比为6：1，转速为300转/分，球磨时间为30分钟，即得球磨后的固体粉末；（2）导电涂料的制备，依次将72.1%乙酸丁酯、10%碳纤维改性环氧树脂、0.1%的3-环氧丙氧基三甲氧基硅烷、0.5%环氧油酸丁酯和0.3%羟乙基纤维素加入真空搅拌机中搅拌至均匀，真空度为0.075兆帕、转速为300转/分；然后在搅拌的同时缓慢加入步骤（1）制得的球磨固体粉末，搅拌至均匀，即得一种抗蠕变导电涂料。

实施例2：碳纤维改性环氧树脂8%，

有机硅改性环氧树脂10%，

3-氨丙基三乙氧基硅烷0.2%，

3-氨丙基三甲氧基硅烷0.3%，

25~45微米的锶粉5%，

25~45微米的铈粉1%，

25~45微米的镍粉20%，

25~45微米的铜粉10%，

环氧化甘油三酸酯1%，

羟丙基甲基纤维素0.8%，

顺丁橡胶0.4%，

甲基丙基酮35.3%，

异丙醇8%。

制备方法，包括如下两个步骤：（1）球磨固体粉末，依次将20%的镍粉（粒径为25~45微米）、10%的铜粉（粒径为25~45微米）、5%锶粉（粒径为25~45微米）和1%铈粉（粒径为25~45微米）加入氩气保护的行星球磨机中，球料比为6：1，转速为300转/分，球磨时间为30分钟，即得球磨后的固体粉末；（2）导电涂料的制备，依次将35.3%甲基丙基酮、8%异丙醇、8%碳纤维改性环氧树脂、10%有机硅改性环氧树脂、0.2%的3-氨丙基三乙氧基硅烷、0.3%的3-氨丙基三甲氧基硅烷、1%环氧化甘油三酸酯、0.8%羟丙基甲基纤维素和0.4%顺丁橡胶加入真空搅拌机中搅拌至均匀，真空度为0.075兆帕、转速为300转/分；然后在搅拌的同时缓慢加入步骤（1）制得的球磨固体粉末，搅拌至均匀，即得一种抗蠕变导电涂料。

实施例3：丙烯酸改性环氧树脂25%，

3-环氧丙氧基三甲氧基硅烷1%，

25~45微米的锶粉8.5%，

25~45微米的镧铈混合稀土粉1.5%，

25~45微米的铜粉40%，

环氧硬脂酸辛酯1.5%，

硅凝胶2%，

乙酸丁酯20.5%。

制备方法，包括如下两个步骤：（1）球磨固体粉末，依次将40%的铜粉（粒径为25~45微米）、8.5%锶粉（粒径为25~45微米）和1.5%镧铈混合稀土粉（粒径为25~45微米）加入氩气保护的行星球磨机中，球料比为6：1，转速为300转/分，球磨时间为30分钟，即得球磨后的固体粉末；（2）导电涂料的制备，依次将20.5%乙酸丁酯、25%丙烯酸改性环氧树脂、1%的3-环氧丙氧基三甲氧基硅烷、1.5%环氧硬脂酸辛酯和2%硅凝胶加入真空搅拌机中搅拌至均匀，真空度为0.075兆帕、转速为300转/分；然后在搅拌的同时缓慢加入步骤（1）制得的球磨固体粉末，搅拌至均匀，即得一种抗蠕变导电涂料。

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

Figure 2014100880497100002DEST_PATH_IMAGE002

Claims

1.一种抗蠕变导电涂料，其所含成分重量百分比（%）为：

高分子聚合物10~25%，

偶联剂0.1~1%，

抗蠕变剂2~10%，

导电填料15~40%，

增塑剂0.5~1.5%，

增稠剂0.3~2%，

其余为溶剂，各成分重量之和为100%。

2.根据权利要求1所述的一种抗蠕变导电涂料，其特征在于：所述的高分子聚合物为碳纤维改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、聚酰亚胺改性环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、二氧化硅改性环氧树脂中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种抗蠕变导电涂料，其特征在于：所述的偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种抗蠕变导电涂料，其特征在于：所述的抗蠕变剂为锶粉、铈粉、铋粉、镧铈混合稀土粉中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述的一种抗蠕变导电涂料，其特征在于：所述的抗蠕变剂的粉末粒径优选为20~63微米，进一步优选为25~45微米。

6.根据权利要求1所述的一种抗蠕变导电涂料，其特征在于：所述的导电填料为镍粉、铜粉、铝粉中的一种或几种；所述的导电填料粉末粒径优选为20~63微米，进一步优选为25~45微米。

7.根据权利要求1所述的一种抗蠕变导电涂料，其特征在于：所述的增塑剂为一缩二乙二醇苯甲酸酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、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；所述的增稠剂为干酪素、硅凝胶、顺丁橡胶、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种抗蠕变导电涂料，其特征在于：所述的溶剂为乙醇、丁醇、异丁醇、异丙醇、戊醇、甲乙酮、环己酮、丙酮、甲基丙基酮、乙酸丁酯、乙酸异丁酯中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的一种抗蠕变导电涂料的制备方法，其特征在于：包括如下两个步骤：（1）球磨固体粉末，依次将15~40%导电填料和2~10%抗蠕变剂加入氩气保护的行星球磨机中，球料比为6~7：1，转速为300转/分±50转/分，球磨时间为30分钟±10分钟，即得球磨后的固体粉末；（2）导电涂料的制备，依次将溶剂、10~25%高分子聚合物、0.1~1%偶联剂、0.5~1.5%增塑剂和0.3~2%增稠剂加入真空搅拌机中搅拌至均匀，真空度为0.065~0.085兆帕、转速为300转/分±100转/分；然后在搅拌的同时缓慢加入步骤（1）制得的球磨固体粉末，搅拌至均匀，即得一种抗蠕变导电涂料。