CN106243941B - 一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法 - Google Patents
一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106243941B CN106243941B CN201610606215.7A CN201610606215A CN106243941B CN 106243941 B CN106243941 B CN 106243941B CN 201610606215 A CN201610606215 A CN 201610606215A CN 106243941 B CN106243941 B CN 106243941B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon
- spot welding
- conductive coating
- spot
- percent concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 156
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 119
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 116
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 title abstract description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 274
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 196
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 66
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 66
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 16
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical group [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003491 array Methods 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 3
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 description 3
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013475 authorization Methods 0.000 description 1
- AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L barium(2+);oxomethanediolate Chemical compound [Ba+2].[O-][14C]([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N n-Propyl acetate Natural products CCCOC(C)=O YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPTATFGPDCLUTF-UHFFFAOYSA-N phosphanylidyneiron Chemical compound [Fe]#P DPTATFGPDCLUTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229940090181 propyl acetate Drugs 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- -1 silica Chemical class 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D167/00—Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D167/08—Polyesters modified with higher fatty oils or their acids, or with natural resins or resin acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/16—Solid spheres
- C08K7/18—Solid spheres inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
- C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/24—Electrically-conducting paints
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
一种碳系可点焊导电涂料，包括树脂、溶剂、颜填料、碳源，碳源包括碳纳米管，碳纳米管的类型为碳纳米管阵列，碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6～0.8，碳系可点焊导电涂料喷涂在金属板材上得到带漆膜的金属板材，带漆膜的金属板材点焊时，点焊电流通过漆膜产生的电阻热将焊点处的漆膜破坏排出，以使点焊完成；制备时，先将碳纳米管阵列、分散剂加入溶剂中，再用卧式砂磨机进行分散以得到碳管浆液，然后用高速分散机将碳管浆液和树脂、颜填料进行分散，以得到碳系可点焊导电涂料。本设计不仅电阻小，填料含量低，适合点焊工艺，而且制备方法简单、生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及功能涂料领域，尤其涉及一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法，主要适用于保证喷涂碳系导电涂料的板材能够顺利点焊。
背景技术
在现代制造工业中，某些钢制状构件，特别是某些小批量的大型构件都需要先涂装再焊接，以提高焊缝的防腐能力，由于漆膜的导电性不良，电阻非常大，大多时候焊接都采用弧焊工艺，在有薄板材料的焊接时，由于弧焊工艺极易造成薄板件变形，从而影响工件的平整度和外形尺寸精度。
中国专利授权公告号为CN103483997B，授权公告日为2015年9月9日的发明公开了一种可焊接防腐漆，该防腐漆采用醇酸树脂作为单组份成膜体系，以磷铁粉为导电填料，磷铁粉占干膜质量比不低于60﹪，至少包括长油度醇酸树脂100固体份，复合填料160～450份，单烷氧基类钛酸酯偶联剂1.6～9份，有机膨润土5～20份，催干剂0.1～0.5份，复合填料为磷铁粉或磷铁粉与硅酸盐类体质填料的混合物，磷铁粉为不同粒径的混合物，该发明的缺陷为：采用磷铁粉作为导电填料，电阻太大，填料含量高，只适合弧焊工艺，不适合点焊工艺。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的电阻太大，填料含量高，不适合点焊工艺的缺陷与问题，提供一种电阻小，填料含量低，适合点焊工艺的碳系可点焊导电涂料及其制备方法。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种碳系可点焊导电涂料，包括树脂、溶剂、颜填料、碳源，所述碳源包括碳纳米管，碳纳米管的类型为碳纳米管阵列，所述碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6～0.8。
所述碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪。
所述碳源还包括片状石墨、球形石墨。
所述碳纳米管阵列中的碳管为线性结构，碳纳米管阵列、片状石墨、球形石墨在所述碳系可点焊导电涂料中交织形成三维导电网络。
所述片状石墨为磷片石墨，所述球形石墨为导电炭黑SP或中间相碳微球。
所述碳系可点焊导电涂料中片状石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪，所述碳系可点焊导电涂料中球形石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪。
一种碳系可点焊导电涂料的制备方法，所述制备方法依次包括以下步骤：
a、先将碳纳米管阵列、分散剂加入溶剂中，再进行预分散以得到预分散体，然后将预分散体进行一次分散以得到碳管浆液；
b、先将树脂、颜填料加入上述碳管浆液中，再进行二次分散以得到所述碳系可点焊导电涂料，该碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6～0.8。
步骤a中，所述碳管浆液中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～2wt﹪；
步骤b中，所述碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪。
步骤a中，所述碳纳米管阵列与分散剂的质量比为1:0.5～1:2；所述预分散时，用高速分散机进行预分散以得到预分散体，高速分散机的转速为600rpm～800 rpm，预分散时间为5分钟；所述一次分散时，先用带研磨介质的卧式砂磨机将预分散体进行一次分散至其细度小于等于5微米，以得到一次分散体，再过滤掉一次分散体中的研磨介质以得到碳管浆液，分散时间为2小时；
步骤b中，所述二次分散时，先用带研磨介质的高速分散机进行二次分散以得到二次分散体，再过滤掉二次分散体中的研磨介质以得到所述碳系可点焊导电涂料，带研磨介质的高速分散机先用600rpm～800 rpm的转速进行预分散，预分散时间为5分钟，再用2000rpm的转速进行分散以得到二次分散体，分散时间为40分钟。
一种碳系可点焊导电涂料的制备方法，所述制备方法依次包括以下步骤：当所述碳源还包括片状石墨与球形石墨时：
a、先将碳纳米管阵列、分散剂加入溶剂中，再进行预分散以得到预分散体，然后将预分散体进行一次分散以得到碳管浆液；
b、先将片状石墨、球形石墨、树脂、颜填料加入上述碳管浆液中，再进行二次分散以得到所述碳系可点焊导电涂料，该碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪，该碳系可点焊导电涂料中片状石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪，该碳系可点焊导电涂料中球形石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪，该碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6～0.8。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、由于本发明一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法中导电添加剂为碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列能提高涂料的导电性，使涂料电阻小，保证点焊电流顺利通过，从而使点焊顺利完成；碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，该颜填料的含量较低，点焊过程中，保证点焊高温将焊点处的漆膜迅速局部破坏排出，且不因电阻过大，导致产生焊接飞溅，甚至焊穿，使点焊完成并保证点焊质量，从而克服现有技术存在的电阻太大，填料含量高，不适合点焊工艺的缺陷。因此，本发明电阻小，填料含量低，适合点焊工艺。
2、由于本发明一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪时，涂料具备较低电阻（小于等于103欧姆），以保证点焊电流更加顺利通过，使点焊顺利完成；碳纳米管阵列中的碳管为线性结构，碳纳米管阵列、片状石墨、球形石墨在碳系可点焊导电涂料中交织形成三维导电网络，不仅进一步增强了涂料的导电性能、防腐性能，而且碳纳米管阵列中的碳管为有取向排列，同时，片状石墨为磷片石墨，球形石墨为导电炭黑SP或中间相碳微球，使得石墨程度高，易分散，达相同导电性时，碳管与石墨的用量少。因此，本发明不仅导电性能好、可点焊性能高，而且防腐性能好、成本低。
3、由于本发明一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法中，在制备产品时，先制备碳管浆液，再将碳管浆液与树脂、颜填料混合配制碳系可点焊导电涂料，步骤简易、清晰、便于操作，同时，所采用的碳管浆液和石墨直接加入即可，不需要任何前置工艺，不仅简化了工艺、降低了生产成本。因此，本发明制备方法简易、便于操作、成本低。
4、由于本发明一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法中，在制备产品时，碳管浆液中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～2wt﹪，使得制得的碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度达到0.5wt﹪～1.5wt﹪的要求，进而满足涂料导电性能好的要求，使得涂料易于点焊；另外，碳纳米管阵列与分散剂的质量比为1:0.5～1:2、用高速分散机进行预分散、用带研磨介质的卧式砂磨机进行一次分散、用带研磨介质的高速分散机进行二次分散，这些操作都是为了使树脂和溶剂充分润湿碳纳米管阵列，使得碳纳米管阵列的利用率高，达到相同导电性时，碳纳米管阵列的用量少，降低了成本。因此，本发明不仅导电性能好，易于点焊，而且成本低。
附图说明
图1是本发明的实施例3中的不同碳源构成的三维导电网络的平面示意图。
图2是本发明的实施例1中的焊接示意图。
图3是本发明的实施例2中的焊接示意图。
图1中：曲线代表碳纳米管阵列，矩形代表片状石墨，黑点代表球形石墨。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种碳系可点焊导电涂料，包括树脂、溶剂、颜填料、碳源，所述碳源包括碳纳米管，碳纳米管的类型为碳纳米管阵列，所述碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6～0.8。
所述碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪。
所述碳源还包括片状石墨、球形石墨。
所述碳纳米管阵列中的碳管为线性结构，碳纳米管阵列、片状石墨、球形石墨在所述碳系可点焊导电涂料中交织形成三维导电网络。
所述片状石墨为磷片石墨，所述球形石墨为导电炭黑SP或中间相碳微球。
所述碳系可点焊导电涂料中片状石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪，所述碳系可点焊导电涂料中球形石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪。
一种碳系可点焊导电涂料的制备方法，所述制备方法依次包括以下步骤：
a、先将碳纳米管阵列、分散剂加入溶剂中，再进行预分散以得到预分散体，然后将预分散体进行一次分散以得到碳管浆液；
b、先将树脂、颜填料加入上述碳管浆液中，再进行二次分散以得到所述碳系可点焊导电涂料，该碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6～0.8。
步骤a中，所述碳管浆液中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～2wt﹪；
步骤b中，所述碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪。
步骤a中，所述碳纳米管阵列与分散剂的质量比为1:0.5～1:2；所述预分散时，用高速分散机进行预分散以得到预分散体，高速分散机的转速为600rpm～800 rpm，预分散时间为5分钟；所述一次分散时，先用带研磨介质的卧式砂磨机将预分散体进行一次分散至其细度小于等于5微米，以得到一次分散体，再过滤掉一次分散体中的研磨介质以得到碳管浆液，分散时间为2小时；
步骤b中，所述二次分散时，先用带研磨介质的高速分散机进行二次分散以得到二次分散体，再过滤掉二次分散体中的研磨介质以得到所述碳系可点焊导电涂料，带研磨介质的高速分散机先用600rpm～800 rpm的转速进行预分散，预分散时间为5分钟，再用2000rpm的转速进行分散以得到二次分散体，分散时间为40分钟。
一种碳系可点焊导电涂料的制备方法，所述制备方法依次包括以下步骤：当所述碳源还包括片状石墨与球形石墨时：
a、先将碳纳米管阵列、分散剂加入溶剂中，再进行预分散以得到预分散体，然后将预分散体进行一次分散以得到碳管浆液；
b、先将片状石墨、球形石墨、树脂、颜填料加入上述碳管浆液中，再进行二次分散以得到所述碳系可点焊导电涂料，该碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪，该碳系可点焊导电涂料中片状石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪，该碳系可点焊导电涂料中球形石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪，该碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6～0.8。
本发明的原理说明如下：
目前，在大型客车小批量生产过程中，客车蒙皮和骨架的焊接，其涂装、焊接方案一般为：先将骨架用普通底漆涂装，再用弧焊对蒙皮和骨架焊装，然后进行刮涂腻子工序。采用弧焊发热量大，漆膜烧糊有异味，温度高蒙皮面板变形严重，致使后道涂装工序使腻子的用量大，不仅填补、抹平、打磨等工作繁重，而且严重影响质量。如果在蒙皮和骨架涂装时，骨架采用可点焊导电底漆，则能够采用点焊替代弧焊，减少焊接对蒙皮平整度的影响，减少腻子用量，大幅提高客车车身质量。
为克服现有技术中存在的电阻太大，填料含量高，不适合点焊工艺的缺陷，本设计提供一种电阻小，碳管与颜填料含量较低，适合点焊工艺、生产成本较低的碳系可点焊导电涂料及其制备方法。该导电涂料涂覆的漆膜具有良好的导电性、较低的颜填料，两者共同作用使涂覆该导电涂料的金属板材可以采用点焊连接，导电涂料涂覆成的漆膜具有良好的导电性，源于碳纳米管阵列作为导电添加剂；点焊过程中，碳纳米管阵列作为导电添加剂，使涂料电阻小，保证点焊电流顺利通过，点焊电流通过漆膜产生电阻热，同时，该导电涂料具有较低的颜填料，保证点焊高温将焊点处的漆膜迅速局部破坏排出，且不因电阻过大，导致产生焊接飞溅，甚至焊穿，保证点焊质量，从而完成点焊工艺。
碳纳米管阵列中的碳管都是朝一个方向的、有取向的碳管，碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪，该碳系可点焊导电涂料经喷涂后形成的漆膜的面电阻小于等于103欧姆，碳纳米管阵列中的碳管为线性结构，碳纳米管阵列、片状石墨、球形石墨在喷涂的漆膜中交织形成三维导电网络，这些设计都是为了进一步增强漆膜的导电性，保证点焊电流更顺利通过，从而使得点焊更顺利完成。颜填料一般采用碳酸钙、碳酸钡、云母粉或氧化硅等高熔点矿物盐，在对导电涂料板进行点焊时，电流通过漆膜产生电阻热，可将焊点处的漆膜迅速局部破坏排出，从而完成点焊工艺。因此，在对导电涂料配方设计时，降低涂料中的颜填料的含量以使点焊顺利完成。
碳系可点焊导电涂料喷涂过程中，对粘度的调节是为了使喷涂后漆膜的厚度为15微米～25微米，该范围内的漆膜厚度不仅能更好的保证点焊时焊点处的漆膜迅速局部被破坏，而且更好的达到防腐要求。所述树脂为醇酸树脂、环氧树脂或丙烯酸树脂等；所述溶剂为芳香烃类、酯类或二醇衍生物类，其中，芳香烃类，如二甲苯等，酯类，如醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯以及正丁醇等，所述稀释剂即为溶剂，所述分散剂为购买的油漆专用分散剂，比如分散剂DA–01；所述步骤a中，研磨介质为直径1.2毫米～1.4毫米的锆珠，装填量为研磨腔体容积的70﹪～80﹪，预分散是为了将碳纳米管、分散剂与溶剂混合均匀，让分散剂和溶剂充分润湿碳纳米管阵列；所述步骤b中，研磨介质为直径1.0毫米～1.5毫米的玻璃珠，加入量为物料总重量的100﹪～120﹪，预分散是为了将碳管浆液与树脂混合均匀，让树脂和溶剂充分润湿碳纳米管阵列。
实施例1：
一种碳系可点焊导电涂料，包括树脂、溶剂、颜填料、碳源，所述碳源包括碳纳米管，碳纳米管的类型为碳纳米管阵列。
制备时，制备方法依次包括以下步骤：
a、先将碳纳米管阵列、分散剂加入溶剂中（碳纳米管阵列与分散剂的质量比为1:0.5～1:2），再用高速分散机进行预分散以得到预分散体，高速分散机的转速为600rpm～800 rpm，预分散时间为5分钟，然后用带研磨介质的卧式砂磨机将预分散体进行一次分散至其细度小于等于5微米，以得到一次分散体，分散时间为2小时，再过滤掉一次分散体中的研磨介质以得到碳管浆液，该碳管浆液中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～2wt﹪；
b、先将树脂、颜填料加入上述碳管浆液中，再用带研磨介质的高速分散机进行二次分散以得到二次分散体，所述二次分散时，带研磨介质的高速分散机先用600rpm～800rpm的转速进行预分散，预分散时间为5分钟，再用2000rpm的转速进行分散以得到二次分散体，分散时间为40分钟，然后过滤掉二次分散体中的研磨介质以得到所述碳系可点焊导电涂料，该碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪，该碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为20wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.7。
喷涂时，先将所述碳系可点焊导电涂料用稀释剂调整其粘度，用稀释剂调整后，于25摄氏度下，用涂–4杯测得碳系可点焊导电涂料的喷涂粘度为16s～20s，再将调整粘度后的碳系导电涂料喷涂在0.8毫米的钢板上，喷涂方式为单面喷涂，然后放入80摄氏度的烘箱中烘烤30分钟，以得到带漆膜的金属板材，用表面电阻仪测得漆膜的面电阻小于等于103欧姆，用测厚仪测得漆膜的厚度为15微米～25微米，漆膜的硬度，为铅笔硬度为2B～H。参见图2，先按照上述制作带漆膜的金属板材的方法制作一号金属板材1，一号金属板材1的表面涂覆有一号漆膜11，再将一号金属板材1与钢板2进行点焊试验，点焊时，点焊电流通过漆膜产生的电阻热，可将焊点处的漆膜迅速局部破坏排出，从而使点焊完成以形成焊点3，因此，带漆膜的金属板材可焊接。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
参见图3，先按照上述制作带漆膜的金属板材的方法制作二号金属板材4，二号金属板材4的表面涂覆有二号漆膜41，再将一号金属板材1与二号金属板材4进行点焊试验，点焊时，点焊电流通过漆膜产生的电阻热，可将焊点处的漆膜迅速局部破坏排出，从而使点焊完成以形成焊点5，因此，带漆膜的金属板材可焊接。
实施例3：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
当所述碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为25wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.75，所述碳源还包括片状石墨与球形石墨时：步骤b中，先将片状石墨（片状石墨为磷片石墨）、球形石墨（球形石墨为导电炭黑SP或中间相碳微球）、树脂、颜填料加入上述碳管浆液中，再用带研磨介质的高速分散机进行二次分散以得到二次分散体，然后用滤网过滤掉二次分散体中的研磨介质以得到所述碳系可点焊导电涂料，该碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪，该碳系可点焊导电涂料中片状石墨的质量百分比浓度1wt﹪，该碳系可点焊导电涂料中球形石墨的质量百分比浓度1wt﹪，对该碳系可点焊导电涂料进行分析得到如图1所述的结构，该结构中碳纳米管阵列中的碳管为线性结构，碳纳米管阵列、片状石墨、球形石墨在碳系可点焊导电涂料中交织形成三维导电网络；将喷涂该碳系导电涂料的金属板材和钢板进行点焊试验，或者将两块喷涂该碳系导电涂料的金属板材进行点焊试验，发现两种点焊试验中该带漆膜的金属板材均可焊接。
实施例4：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
当所述碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6时：将最后得到的碳系导电涂料喷涂在金属板材上，然后将该带漆膜的金属板材与钢板进行点焊试验，或者将两块该带漆膜的金属板材进行点焊试验，发现两种点焊试验中该带漆膜的金属板材均可焊接。
实施例5：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
当所述碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.8时：将最后得到的碳系导电涂料喷涂在金属板材上，然后将该带漆膜的金属板材与钢板进行点焊试验，或者将两块该带漆膜的金属板材进行点焊试验，发现两种点焊试验中该带漆膜的金属板材均可焊接。
Claims (6)
1.一种碳系可点焊导电涂料，包括树脂、溶剂、颜填料、碳源，其特征在于：所述碳源包括碳纳米管，碳纳米管的类型为碳纳米管阵列，所述碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6～0.8，所述碳源还包括片状石墨、球形石墨，所述碳纳米管阵列中的碳管为线性结构，碳纳米管阵列、片状石墨、球形石墨在所述碳系可点焊导电涂料中交织形成三维导电网络，所述碳系可点焊导电涂料中片状石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪，所述碳系可点焊导电涂料中球形石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪。
2.根据权利要求1所述的一种碳系可点焊导电涂料，其特征在于：所述碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪。
3.根据权利要求1所述的一种碳系可点焊导电涂料，其特征在于：所述片状石墨为磷片石墨，所述球形石墨为导电炭黑SP或中间相碳微球。
4.一种权利要求1所述的碳系可点焊导电涂料的制备方法，其特征在于：所述制备方法依次包括以下步骤：
a、先将碳纳米管阵列、分散剂加入溶剂中，再进行预分散以得到预分散体，然后将预分散体进行一次分散以得到碳管浆液；
b、先将片状石墨、球形石墨、树脂、颜填料加入上述碳管浆液中，再进行二次分散以得到所述碳系可点焊导电涂料，该碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪，该碳系可点焊导电涂料中片状石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪，该碳系可点焊导电涂料中球形石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪，该碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6～0.8。
5.根据权利要求4所述的一种碳系可点焊导电涂料的制备方法，其特征在于：
步骤a中，所述碳管浆液中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～2wt﹪；
步骤b中，所述碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪。
6.根据权利要求4所述的一种碳系可点焊导电涂料的制备方法，其特征在于：
步骤a中，所述碳纳米管阵列与分散剂的质量比为1:0.5～1:2；所述预分散时，用高速分散机进行预分散以得到预分散体，高速分散机的转速为600rpm～800 rpm，预分散时间为5分钟；所述一次分散时，先用带研磨介质的卧式砂磨机将预分散体进行一次分散至其细度小于等于5微米，以得到一次分散体，再过滤掉一次分散体中的研磨介质以得到碳管浆液，分散时间为2小时；
步骤b中，所述二次分散时，先用带研磨介质的高速分散机进行二次分散以得到二次分散体，再过滤掉二次分散体中的研磨介质以得到所述碳系可点焊导电涂料，带研磨介质的高速分散机先用600rpm～800 rpm的转速进行预分散，预分散时间为5分钟，再用2000rpm的转速进行分散以得到二次分散体，分散时间为40分钟。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610606215.7A CN106243941B (zh) | 2016-07-29 | 2016-07-29 | 一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610606215.7A CN106243941B (zh) | 2016-07-29 | 2016-07-29 | 一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106243941A CN106243941A (zh) | 2016-12-21 |
| CN106243941B true CN106243941B (zh) | 2018-08-07 |
Family
ID=57604880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610606215.7A Active CN106243941B (zh) | 2016-07-29 | 2016-07-29 | 一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106243941B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110862743B (zh) * | 2019-11-21 | 2022-03-22 | 安徽新大陆特种涂料有限责任公司 | 一种工程机械用铁红环氧防腐涂料 |
| CN116344830B (zh) * | 2023-03-24 | 2024-04-19 | 江阴纳力新材料科技有限公司 | 一种高导电低吸水纳米涂碳集流体及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1259548A (zh) * | 1998-12-01 | 2000-07-12 | 天润集团有限公司 | 彩色显像管用内导电灰色涂料的配方与制作工艺 |
| CN102184820A (zh) * | 2011-04-19 | 2011-09-14 | 清华大学 | 碳纳米管浆料的制备方法 |
| CN104387828A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-03-04 | 东风商用车有限公司 | 一种碳系导电涂料及其制备方法 |
| CN104403397A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-03-11 | 东风商用车有限公司 | 车用碳纳米管复合底漆及其制备、使用方法 |
| CN104449022A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-03-25 | 东风商用车有限公司 | 一种超低碳管含量碳系导电涂料及其制备方法 |
| CN105017831A (zh) * | 2014-04-18 | 2015-11-04 | 新材料与产业技术北京研究院 | 水性电热纳米涂料用组合物及水性电热纳米涂料及其制备方法和应用 |
-
2016
- 2016-07-29 CN CN201610606215.7A patent/CN106243941B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1259548A (zh) * | 1998-12-01 | 2000-07-12 | 天润集团有限公司 | 彩色显像管用内导电灰色涂料的配方与制作工艺 |
| CN102184820A (zh) * | 2011-04-19 | 2011-09-14 | 清华大学 | 碳纳米管浆料的制备方法 |
| CN105017831A (zh) * | 2014-04-18 | 2015-11-04 | 新材料与产业技术北京研究院 | 水性电热纳米涂料用组合物及水性电热纳米涂料及其制备方法和应用 |
| CN104387828A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-03-04 | 东风商用车有限公司 | 一种碳系导电涂料及其制备方法 |
| CN104403397A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-03-11 | 东风商用车有限公司 | 车用碳纳米管复合底漆及其制备、使用方法 |
| CN104449022A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-03-25 | 东风商用车有限公司 | 一种超低碳管含量碳系导电涂料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106243941A (zh) | 2016-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2740222B2 (ja) | 改良されたシヨツプ・プライマー組成物の製造方法 | |
| CN106243941B (zh) | 一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法 | |
| AU2003229697A2 (en) | Mixture for applying a polymeric corrosion-proof electrically weldable covering and method for producing this covering | |
| JP4895502B2 (ja) | 顔料分散体及び塗料 | |
| KR101226413B1 (ko) | 카본블랙 수성 안료와 그 수성 분산체의 제조 방법 | |
| CN105733325A (zh) | 一种基于石墨烯改性的无机硅酸锌车间底漆及其制备方法 | |
| CN112548399B (zh) | 一种不锈钢焊接用活性剂及其制备方法和应用 | |
| CN109796846A (zh) | 一种基于导电复合材料的高导电性可焊接预涂底漆及其制备方法 | |
| CN106917059A (zh) | 一种热喷涂复合粉体及其制备方法和用途 | |
| CN104449025B (zh) | 一种油漆生产方法 | |
| JP5757759B2 (ja) | アルミニウムインク組成物及びそれを用いた印刷物 | |
| EP3184228B1 (de) | Verwendung von sauerstoffbarrierebeschichtungen auf metallischen substraten | |
| JP3419123B2 (ja) | 印刷インキ用カーボンブラック | |
| JP2018098412A (ja) | 厚膜抵抗体用組成物、厚膜抵抗体用ペースト、厚膜抵抗体およびこれらの製造方法 | |
| CN107384142A (zh) | 一种新型焊缝涂料及其制备方法和使用方法 | |
| CN108080812B (zh) | 一种用于Cu-Sn-Ti钎料粉体的成膏体的制备方法 | |
| KR101670416B1 (ko) | 논리핑 알루미늄 페이스트의 연속식 제조 방법 | |
| US3389116A (en) | Metal pigment and method of making same | |
| CN109396418B (zh) | 一种用于铝合金轮毂的涂层与制法、及将该涂层复合于轮毂上的方法 | |
| CN105778727A (zh) | 涂料组合物及建筑模板 | |
| US20180230315A1 (en) | Aluminum pigment, method for producing aluminum pigment, coating composition comprising aluminum pigment, coating film, article having the coating film, ink composition, and printed product | |
| CN108676404B (zh) | 一种高仿金属粉末涂料及其制备方法 | |
| CN107057466A (zh) | 一种用于纸塑基的喷墨打印用纳米银墨水 | |
| CN206632363U (zh) | 一种锌‑银‑磷化硼体系的钎焊料的制备系统 | |
| TWI777933B (zh) | 玻璃物品及其製造方法與應用以及玻璃料及導電膏之用途 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |