CN107573779A

CN107573779A - 一种碳纳米管静电喷涂底漆、制备方法及其应用

Info

Publication number: CN107573779A
Application number: CN201710891375.5A
Authority: CN
Inventors: 郭小平; 刘栓; 戚俊; 李辉
Original assignee: Wuhu Chunfeng New Material Co Ltd
Current assignee: Wuhu Chunfeng New Material Co Ltd
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2018-01-12

Abstract

本发明公开了一种碳纳米管静电喷涂底漆、制备方法及其应用，原料为：CPO改性丙烯酸树脂40～55份、碳纳米管0.5～1份、分散剂0.5～2份、二氧化钛15～30份、膨润土0.5～2份、防沉剂1～3份、甲苯10‑15份、二甲苯10‑15份和甲基异丁基酮10‑20份。与现有技术相比，本发明的导电底漆制备工艺简单、成本低，与基材的附着力好、电阻值低，颜色浅，与面漆的配套性性能优异；而且，耐水性能优异，同时可以满足静电涂装用途，提高油漆的使用效率，降低VOC。

Description

一种碳纳米管静电喷涂底漆、制备方法及其应用

技术领域

本发明属于技术领域，具体涉及一种碳纳米管静电喷涂底漆、制备方法及其应用。

背景技术

随着汽车产业和迅速发展，非金属件在汽车上面的应用越来越多，因为非金属件的不导电性，导致大量的工件需要人工进行涂装，人工涂装的随意性大，颜色与整车静电涂装的颜色配套性差，导致次品率高。

目前工业化的导静电涂料依然以掺杂型导电涂料(导静电涂料)为主，目前可以做为掺杂型导电/导静电涂料的导电介杂有金属粉、导电碳粉、石墨烯、导电碳管、导电钛白粉、导电云母粉等。其中导电金属粉有铜、镍、银粉等，因为比重大，原材料贵，易氧化等原因而限制使用，主要是用于EMI电磁屏蔽涂料中(电阻<1Ω)。导电云母粉及导电钛白粉是非碳系原料，为首选浅色导静电材料，之前主要用于地坪与原油贮罐防腐方面，对于产品细度、电阻、颜色要求不高。国内产品质量在白度、细度、电阻值与国际顶级产品差距明显，加量大价格贵限制了其使用。导电碳粉颜色深，着色力高，目前主要做黑色及深色导电/导静电涂料，要求面漆必需有一定的遮盖力。

因此，开发一种价格合适，适应于静电喷涂的导静电底漆，对于提高人们对汽车颜色的满意度、提高油漆的使用率，降低工人的劳动强度，保持颜色的稳定性等方面具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳纳米管静电喷涂底漆及其制备方法，成本较低，且形成的涂层(漆膜)与基材的附着力好、静电喷涂上漆性能优异。

本发明的另一目的在于提供一种碳纳米管静电喷涂底漆在于非金属件静电喷涂中的应用。

本发明提供的一种碳纳米管静电喷涂底漆，包括以下重量份原料：CPO改性丙烯酸树脂40～55份、碳纳米管0.5～1份、分散剂0.5～2份、二氧化钛15～30份、膨润土0.5～2份、防沉剂1～3份、甲苯10-15份、二甲苯10-15份和甲基异丁基酮10-20份。

进一步的，所述分散剂与碳纳米管的质量比为比为1:1～4:1，最佳比例为3:1。

进一步的，所述CPO改性丙烯酸树脂为热塑性聚合物，固含45-50％。

进一步的，所述CPO改性丙烯酸树脂在碳纳米管静电喷涂底漆中的含量为40-55wt％，优选为42wt％～50wt％，最优含量为46wt％。

所述碳纳米管的平均直径为1～3nm，优选为1.5～2nm，所述碳纳米管为单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管。

所述碳纳米管在碳纳米管静电喷涂底漆的含量为0.4wt％～2wt％，优选为0.5wt％～1wt％，最优含量为0.6wt％。

所述二氧化钛的平均粒径为1000-1500目。所述二氧化钛包括但不限于锐钛矿型和金红石型二氧化钛等中的任意一种或两种以上的组合。

所述二氧化钛在碳纳米管静电喷涂底漆中的含量为15wt％～30wt％，优选为20wt％～25wt％，最优含量为22wt％。

所述膨润土的粒径为800-1200目。

进一步的，所述膨润土在碳纳米管静电喷涂底漆中的含量为0.5wt％～2wt％，优选为0.8wt％～1.5wt％，最优含量为1wt％。

进一步的，所述防沉剂为改性聚脲类型。所述防沉剂在碳纳米管静电喷涂底漆中的含量为1wt％～3wt％，优选为1.2wt％～2wt％，最优含量为1.5wt％。

本发明提供的一种碳纳米管静电喷涂底漆的制备方法，包括以下步骤：

1)将配方量的分散剂和碳纳米管分散在甲苯中，搅拌混匀后，加入配方量二氧化钛；得分散浆料；

2)将步骤1)所得分散浆料加入到配方量CPO改性丙烯酸树脂中，再加入膨润土、防沉剂、二甲苯和甲基异丁基酮，搅拌混匀；研磨，即得碳纳米管静电喷涂底漆。

步骤1)中所述搅拌混匀，是指在1500r/min搅拌25-35min。

步骤2)中所述搅拌混匀，是指1000r/min搅拌15-25min。

步骤2)中所述研磨是指研磨到细度小于20微米。

本发明还提供了一种碳纳米管静电喷涂底漆在非金属件静电喷涂中的应用。

具体应用方法为：在非金属基材表面喷涂上述制备的碳纳米管静电喷涂底漆，固化成膜，即可。

所述固化成膜是指室温下固化成膜。

优选的，所述非金属基材包括ABS件或PP；优选为保险杠用材料。

配方中，CPO改性丙烯酸树脂提供在底材上的附着力及耐水性能，二氧化钛提供颜色与增强对底材的遮盖能力，分散剂促进颜色与碳纳米管在体系中的分散及稳定性，膨润土改善施工性，防沉剂改进贮存状态下的颜色稳定性，碳纳米管做为导电介质主要是提供漆膜的导电能力，溶剂提供油漆较好的状态与贮存稳定性能。与现有技术相比，本发明的导电底漆制备工艺简单、成本低，与基材的附着力好、电阻值低，颜色浅(导电碳管着色力低，导电能力强)，与面漆的配套性性能优异；而且，耐水性能优异，同时可以满足静电涂装用途，提高油漆的使用效率，降低VOC。

以下结合若干实施案例对本发明做更详细的描述，但所述实施例不构成对本发明的限制。

具体实施方式

实施例1

一种碳纳米管静电喷涂底漆，包括以下重量份原料：见表1。

一种碳纳米管静电喷涂底漆的制备方法，包括以下步骤：

将1.5g聚氨酯分散剂、0.5g碳纳米管分散在15g甲苯中，1500r/min搅拌30min，然后依次加入20g二氧化钛，搅拌混匀得分散浆料，将所制分散浆料加到40gCPO改性丙烯酸树脂中，再依次加入1g膨润土，1g防沉剂，10g二甲苯和11g甲基异丁基酮，在1000r/min搅拌20min，搅拌均匀，然后研磨到细度小于20微米，即可得到碳纳米管导电底漆。

在非金属基材表面喷涂上述制备的碳纳米管静电喷涂底漆，室温下固化成膜，即可。形成的涂层的附着力、色值和电阻及耐水浸泡性能见表2。

实施例2

一种碳纳米管静电喷涂底漆，包括以下重量份原料：见表1。

一种碳纳米管静电喷涂底漆的制备方法，包括以下步骤：

将1.8g聚氨酯分散剂、0.6g碳纳米管分散在10g甲苯中，1500r/min搅拌30min，然后依次加入15.6g二氧化钛，搅拌混匀得分散浆料，将所制分散浆料加到49gCPO改性丙烯酸树脂中，再依次加入1.5g克膨润土，1.5g防沉剂，10g二甲苯和10g甲基异丁基酮，在1000r/min搅拌20min，搅拌均匀，然后研磨到细度小于20微米，即可得到碳纳米管导电底漆。

实施例3

一种碳纳米管静电喷涂底漆，包括以下重量份原料：见表1。

一种碳纳米管静电喷涂底漆的制备方法，包括以下步骤：

将2g聚氨酯分散剂、0.8g碳纳米管分散在12g二甲苯中，1500r/min搅拌30min，然后依次加入18g二氧化钛，搅拌混匀得分散浆料，将所制分散浆料加到42gCPO改性丙烯酸树脂中，再依次加入1.2g克膨润土，1g防沉剂，13g二甲苯和10g甲基异丁基酮，在1000r/min搅拌20min，搅拌均匀，然后研磨到细度小于20微米，即可得到碳纳米管导电底漆。

对比例1

按照如实施例1所述的方法，不同之处在于将0.5g碳纳米管换成0.5g导电碳黑(购制特密高公司)，二氧化钛用量是15g,制备导电底底漆，由其形成的涂层的附着力、色值、电阻值和耐水浸泡性能见表2。

表1配方

表2本发明实施例1-3及对比例1中导静电底漆的综合物理性能

物理性能	检测标准	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1
						外观	观察	平整	平整	平整	平整
附着力(PP板)	GB/T 5210	0级	0级	0级	0级
						耐水性能(h)	GB1763	10天	10天	10天	10天
颜色(L值)	美能达色差仪	74.61	73.52	71.86	43.2
						电阻值(Ω)	电阻仪	2M	1M	0.5M	2000M

应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种碳纳米管静电喷涂底漆，其特征在于，所述碳纳米管静电喷涂底漆包括以下重量份原料：CPO改性丙烯酸树脂40～55份、碳纳米管0.5～1份、分散剂0.5～2份、二氧化钛15～30份、膨润土0.5～2份、防沉剂1～3份、甲苯10-15份、二甲苯10-15份和甲基异丁基酮10-20份。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管静电喷涂底漆，其特征在于，所述分散剂与碳纳米管的质量比为比为1:1～4:1。

3.根据权利要求1或2所述的碳纳米管静电喷涂底漆，其特征在于，所述碳纳米管的平均直径为1～3nm。

4.根据权利要求1或3所述的碳纳米管静电喷涂底漆，其特征在于，所述碳纳米管为单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管。

5.根据权利要求1或2所述的碳纳米管静电喷涂底漆，其特征在于，所述防沉剂为改性聚脲类型。

6.一种权利要求1-5任一项所述的碳纳米管静电喷涂底漆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的碳纳米管静电喷涂底漆的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述搅拌混匀，是指在1500r/min搅拌25-35min。

8.根据权利要求6或7所述的碳纳米管静电喷涂底漆的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述搅拌混匀，是指1000r/min搅拌15-25min。

9.根据权利要求6或7所述的碳纳米管静电喷涂底漆的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述研磨是指研磨到细度小于20微米。

10.一种权利要求1-6任一项所述的碳纳米管静电喷涂底漆在非金属件静电喷涂中的应用。