CN109468042A - 一种石墨烯水性自干聚氨酯导电涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯水性自干聚氨酯导电涂料，将石墨烯单独分散，解决石墨烯在涂料中分散困难的问题，采用高速分散、超声、纳米研磨工艺将石墨烯稳定分散在去离子水介质中。石墨烯是二维的片层结构，厚度非常薄，但横向的片径较大，采用先分散石墨烯，再分散炭黑的工艺，能提高复合导电浆料的分散效率能获得更稳定的石墨烯复合导电浆料。导电炭黑的球形结构能在涂层的干燥过程中能将石墨烯隔开，阻止石墨烯的团聚，导电炭黑与石墨烯在涂层中形成三维立体导电结构，更好的发挥石墨烯导电性能好的优势，相比传统碳系导电涂层，电导率更高。同时本发明为水性涂料，VOC排放极低，小于5％，能够自干不需烘烤，符合当前环保和节能减排趋势。

Description

一种石墨烯水性自干聚氨酯导电涂料
技术领域
本发明涉及导电涂料技术领域，尤其涉及一种石墨烯水性自干聚氨酯导电涂料。
背景技术
导电涂料是指涂敷在非导电基材上，使之具有传导电流和排除积累静电荷能力的一类功能涂料。导电涂料是伴随现代科学技术而迅速发展起来的特种功能涂料，至今约有半个世纪的发展历史。导电涂料主要由导电填料、树脂、稀释剂和助剂组成。其中，导电填料一般为银、铜、镍等金属粉末，导电炭黑、石墨以及氧化物等非金属粉末。导电涂料是一种专用涂料，随着工业技术的发展及对各种电气性能要求的提高，导电涂料的应用范围也越来越广阔。现有的导电涂料的制备技术主都要存在以下几个方面不足：金属系导电填料银系导电性能虽然较好，但是价格贵且容易出现银迁移的现象；铜系填料价格低，导电性好，屏蔽效能佳，但抗氧化稳定性极差，需要进行特殊的处理；传统碳系导电炭黑类填料价格极其低廉，化学稳定性好，分散性好，但导电性比铜系低2个数量级以上，大多用于对导电性要求低的场合，在屏蔽涂料、印刷电路等方面使用效果并不十分理想；现有导电涂料多事溶剂型的，而水性的环保导电涂料鲜有报道，随着环保要求越来越高，低VOC排放高性能的水性导电涂料成为当前的研究热点和行业的发展方向。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种石墨烯水性自干聚氨酯导电涂料。
本发明的技术方案如下：
一种石墨烯水性自干聚氨酯导电涂料，由以下重量份的原料制备而成：
水性聚氨酯分散体10.0～80.0重量份；
水性聚氨酯固化剂2.0～25.0重量份；
石墨烯2.0～20.0重量份；
导电炭黑2.0～20.0重量份；
防沉剂0.5～5.0重量份；
成膜助剂0.5～5.0重量份；
增稠剂0.5～5.0重量份；
润湿分散剂1.0～15.0重量份；
消泡剂0.1～3.0重量份；
流平剂0.1～3.0重量份；
去离子水5.0～50重量份。
优选的，所述的石墨烯的片径为2～5um，厚度小于10纳米、层数少于10层、比表面积为30～200m2/g；所述石墨烯为湖南金阳烯碳新材料有限公司提供；
优选的，所述水性聚氨酯分散体包括Bayhydrol2470、Bayhydrol2427、Bayhydrol2546、Bayhydrol2542、Bayhydrol2651、Bayhydrol2601其中的一种或多种的组合；
优选的，所述水性聚氨酯固化剂Bayhydur305、BayhydurXP2547、BayhydurVPLS2150Ba、Bayhydur401-70其中的一种或多种的组合；
优选的，所述导电炭黑包括卡博特BP2000、Vxc72R、BP3200、Vxc605、Vxc305、德固赛PrintexXE2-B其中的一种或多种的组合；
优选的，所述防沉剂包括气相二氧化硅、钠基膨润土、钙基膨润土、水性聚酰胺蜡其中的一种或多种的组合；
优选的，所述成膜助剂包括丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、如丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇丙醚、苯甲醇中其中的一种或多种的组合；
优选的，所述增稠剂包括羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、缔合型聚氨酯ACRYSOLTMTT-935、ACRYSOLTMRM-8W、ACRYSOLTMRM-2020NPR其中的一种或多种的组合；
优选的，所述润湿分散剂包括SN5040、SN5027、BYK180、BYK190、BYK191、迪高Dispers750W、迪高Dispers740W、德谦FA115，FA620，FN211，FX600其中的一种或多种的组合；
优选的，所述消泡剂为BYK024、BYK022、TEGOFoamex825、TEGOAirex910、TEGOAirex920、德谦水性消泡剂AP7010，AP7015，DF7005其中的一种或多种的组合；
优选的，所述流平剂为BYK380N、BYK333、BYK346、BYK306、BYK345其中的一种或多种的组合。
优选的，本发明提供一种水性石墨烯自干聚氨酯导电涂料的制备方法，其依次包括以下步骤：
S1石墨烯分散：将去离子水、分散剂加入分散罐中，低速分散均匀，然后缓慢加入少层石墨烯粉体，再高速分散均匀，球磨处理90-150min，再超声处理90-150min，然后加入增稠剂，再通过纳米砂磨机研磨至细度小于5um；
S2石墨烯复合导电浆料：将导电炭黑分批缓慢加入S1水性石墨烯分散液中，高速分散均匀，然后再通过球磨、纳米研磨将水性石墨烯复合导电浆料研磨至细度小于3um；
S3水性石墨烯自干聚氨酯导电涂料A组分：将水性聚氨酯分散体、助剂加入S3水性石墨烯复合导电浆料中分散均匀，然后再检测包装得到A组分；
S4水性石墨烯自干聚氨酯导电涂料B组分：将水性聚氨酯固化剂单独包装作为B组分；
S5将涂料A组分和B组分按规定的比例混合然后搅拌8-15min，再静置8-15min即完成水性石墨烯自干聚氨酯导电涂料的制备。
本发明的有益之处在于：
本发明将石墨烯单独分散，解决石墨烯在涂料中分散困难的问题，采用高速分散、超声、纳米研磨工艺将石墨烯稳定分散在去离子水介质中。石墨烯是二维的片层结构，厚度非常薄，但横向的片径较大，采用先分散石墨烯，再分散炭黑的工艺，能提高复合导电浆料的分散效率能获得更稳定的石墨烯复合导电浆料。导电炭黑的球形结构能在涂层的干燥过程中能将石墨烯隔开，阻止石墨烯的团聚，导电炭黑与石墨烯在涂层中形成三维立体导电结构，更好的发挥石墨烯导电性能好的优势，相比传统碳系导电涂层，电导率更高。同时本发明为水性涂料，VOC排放极低，小于5％，能够自干不需烘烤，符合当前环保和节能减排趋势。
附图说明
图1是本发明实施例提供的水性石墨烯复合导电浆料电镜图片。
图2是本发明实施例制备的水性石墨烯自干聚氨酯导电涂料涂层电镜图片。
具体实施方式
实施例1：
水性石墨烯复合导电浆料制备方法，由以下重量份的原料制备而成：湖南金阳烯碳新材料科技有限公司石墨烯粉体7.0份，导电炭黑卡博特Vxc605 5.0份，SN5027分散剂3.0份，羟甲基丙基纤维素(HPMC)1.5份，德谦FN211 1.0份，消泡剂BYK022 0.5份，苯甲醇4.0，份去离子水78.0份。其中石墨烯片径5～30um，石墨烯层数少于10层，石墨烯比表面积30～200m2/g,厚度小于10nm，纯度大于99.0％。
将1.5份HPMC缓慢78.0分去离子水中分散10分钟，待HPMC完全溶解再加入3.0份5027分散剂，4.0份苯甲醇，低速搅拌10分钟，然后缓慢加入4.0份石墨烯，高速分散均匀，再加入3.0份石墨烯高速分散均匀。将分散均匀的水性石墨烯浆料超声处理2小时，然后再用砂磨机进行研磨，当石墨烯粒度D50小于5微米时，加入0.5份BYK022消泡剂，加入1.0份德谦FN211分散剂，搅拌分散均匀，然后再缓慢加入5.0份卡博特Vxc605导电炭黑，高速分散均匀，再用砂磨机进行研磨，至水性石墨烯复合导电浆料细度小于5um。
表1：实施例1的水性石墨烯自干聚氨酯导电涂料配方表；
水性石墨烯自干聚氨酯导电涂料制备工艺流程：
将A组分编号为1、3、4、5、6、7、8的材料按重量份依次缓慢加入分散罐，高速分散均匀，然后再加入编号为2的材料，中速分散均匀，再依次加入编号为9、10、11、12的材料，搅拌分散均匀，过滤包装的石墨烯自干聚氨酯导电涂料A组分。
将固化剂作为B组分单独包装。
A组分和B组分的配比为A：B＝10:1，将A组分和B组分按规定配比混合均匀然后涂膜，干燥后测试性能，水性石墨烯自干聚氨酯导电涂料性能如表2所示。
表2：实施例1的水性石墨烯自干聚氨酯导电涂料的性能检测结果；
测试项目 指标 测试标准
附着力(百格法) 1级 GB9286-98
铅笔硬度 H GB/T6739-1996
表面电阻 0.5欧姆
表干时间 4小时 GB/T 9273-1988
实干时间 24小时
适用时间 6小时
实施例2
表3：实施例2的水性石墨烯自干聚氨酯导电涂料配方表；
水性石墨烯自干聚氨酯导电涂料制备工艺流程：
将A组分编号为1、3、4、5、6、7、8的材料按重量份依次缓慢加入分散罐，高速分散均匀，然后再加入编号为2的材料，中速分散均匀，再依次加入编号为9、10、11、12的材料，搅拌分散均匀，过滤包装的石墨烯自干聚氨酯导电涂料A组分。
将固化剂作为B组分单独包装。
A组分和B组分的配比为A：B＝5:1，将A组分和B组分按规定配比混合均匀然后涂膜。
实施例3
水性石墨烯自干聚氨酯导电涂料制备工艺流程：
将A组分编号为1、3、4、5、6、7、8的材料按重量份依次缓慢加入分散罐，高速分散均匀，然后再加入编号为2的材料，中速分散均匀，再依次加入编号为9、10、11、12的材料，搅拌分散均匀，过滤包装的石墨烯自干聚氨酯导电涂料A组分。
将固化剂作为B组分单独包装。
A组分和B组分的配比为A：B＝8:1，将A组分和B组分按规定配比混合均匀然后涂膜。
表4：实施例3的水性石墨烯自干聚氨酯导电涂料配方表；
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种石墨烯水性自干聚氨酯导电涂料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
水性聚氨酯分散体10.0～80.0重量份；
水性聚氨酯固化剂2.0～25.0重量份；
石墨烯2.0～20.0重量份；
导电炭黑2.0～20.0重量份；
防沉剂0.5～5.0重量份；
成膜助剂0.5～5.0重量份；
增稠剂0.5～5.0重量份；
润湿分散剂1.0～15.0重量份；
消泡剂0.1～3.0重量份；
流平剂0.1～3.0重量份；
去离子水5.0～50重量份。
2.如权利要求1所述的石墨烯水性自干聚氨酯导电涂料，其特征在于，所述的石墨烯的片径为2～5um，厚度小于10纳米、层数少于10层、比表面积为30～200m2/g。
3.如权利要求1所述的石墨烯水性自干聚氨酯导电涂料，其特征在于，所述水性聚氨酯分散体包括Bayhydrol2470、Bayhydrol2427、Bayhydrol2546、Bayhydrol2542、Bayhydrol2651、Bayhydrol2601其中的一种或多种的组合；所述水性聚氨酯固化剂Bayhydur305、BayhydurXP2547、BayhydurVPLS2150Ba、Bayhydur401-70其中的一种或多种的组合。
4.如权利要求1所述的石墨烯水性自干聚氨酯导电涂料，其特征在于，所述导电炭黑包括卡博特BP2000、Vxc72R、BP3200、Vxc605、Vxc305、德固赛PrintexXE2-B其中的一种或多种的组合。
5.如权利要求1所述的石墨烯水性自干聚氨酯导电涂料，其特征在于，所述防沉剂包括气相二氧化硅、钠基膨润土、钙基膨润土、水性聚酰胺蜡其中的一种或多种的组合。
6.如权利要求1所述的石墨烯水性自干聚氨酯导电涂料，其特征在于，所述成膜助剂包括丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、如丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇丙醚、苯甲醇中其中的一种或多种的组合。
7.如权利要求1所述的石墨烯水性自干聚氨酯导电涂料，其特征在于，所述增稠剂包括羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、缔合型聚氨酯ACRYSOLTMTT-935、ACRYSOLTMRM-8W、ACRYSOLTMRM-2020NPR其中的一种或多种的组合；所述润湿分散剂包括SN5040、SN5027、BYK180、BYK190、BYK191、迪高Dispers750W、迪高Dispers740W、德谦FA115，FA620，FN211，FX600其中的一种或多种的组合；所述消泡剂为BYK024、BYK022、TEGOFoamex825、TEGOAirex910、TEGOAirex920、德谦水性消泡剂AP7010，AP7015，DF7005其中的一种或多种的组合；所述流平剂为BYK380N、BYK333、BYK346、BYK306、BYK345其中的一种或多种的组合。
8.如权利要求1-7任一所述的石墨烯水性自干聚氨酯导电涂料，其特征在于，其制备方法，依次包括以下步骤：
S1石墨烯分散：将去离子水、分散剂加入分散罐中，低速分散均匀，然后缓慢加入少层石墨烯粉体，再高速分散均匀，球磨处理90-150min，再超声处理90-150min，然后加入增稠剂，再通过纳米砂磨机研磨至细度小于5um；
S2石墨烯复合导电浆料：将导电炭黑分批缓慢加入S1水性石墨烯分散液中，高速分散均匀，然后再通过球磨、纳米研磨将水性石墨烯复合导电浆料研磨至细度小于3um；
S3水性石墨烯自干聚氨酯导电涂料A组分：将水性聚氨酯分散体、助剂加入S3水性石墨烯复合导电浆料中分散均匀，然后再检测包装得到A组分；
S4水性石墨烯自干聚氨酯导电涂料B组分：将水性聚氨酯固化剂单独包装作为B组分；
S5将涂料A组分和B组分按规定的比例混合然后搅拌8-15min，再静置8-15min即完成水性石墨烯自干聚氨酯导电涂料的制备。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111205713A (zh) * 2020-02-22 2020-05-29 东莞市鹏威能源科技有限公司 一种石墨烯屏蔽膜浆料及其制备方法和应用
CN111471382A (zh) * 2019-12-16 2020-07-31 广东一纳科技有限公司 一种组合物、制备方法及其在发热材料中的应用
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CN114085412A (zh) * 2021-12-02 2022-02-25 湖南昇通新材料科技有限公司 一种石墨烯导电材料及其制备方法、应用
CN116410650A (zh) * 2021-12-29 2023-07-11 湖州欧美化学有限公司 热固性涂料、热固性涂料的制备方法及热固性涂层

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111471382A (zh) * 2019-12-16 2020-07-31 广东一纳科技有限公司 一种组合物、制备方法及其在发热材料中的应用
CN111205713A (zh) * 2020-02-22 2020-05-29 东莞市鹏威能源科技有限公司 一种石墨烯屏蔽膜浆料及其制备方法和应用
CN111205713B (zh) * 2020-02-22 2021-08-31 东莞市鹏威能源科技有限公司 一种石墨烯屏蔽膜浆料及其制备方法和应用
CN114068064A (zh) * 2021-11-17 2022-02-18 深圳市哈深智材科技有限公司 一种导电浆料、制备方法及导电薄膜的制备方法
CN114085412A (zh) * 2021-12-02 2022-02-25 湖南昇通新材料科技有限公司 一种石墨烯导电材料及其制备方法、应用
CN116410650A (zh) * 2021-12-29 2023-07-11 湖州欧美化学有限公司 热固性涂料、热固性涂料的制备方法及热固性涂层

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