CN109694636B - 石墨烯导电粉末涂料及其制备方法、使用方法 - Google Patents

石墨烯导电粉末涂料及其制备方法、使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种导电粉末涂料，各组分按重量份计，包括：

Description

石墨烯导电粉末涂料及其制备方法、使用方法
技术领域
本发明涉及一种可以导电的粉末型涂料及其制备方法，尤其涉及了一种填加有石墨烯粉的导电粉末涂料。
背景技术
粉末涂料作为一种环保高效涂料，在汽车、家电、建筑、石化等领域有广泛的应用。在一些应用中，要求粉末涂料能提供导静电或导电的能力，通常是通过掺入导电填料制备导电粉末涂料实现。传统导电填料有金属粉末(金、银、镍、锌、铝等)、金属氧化物(氧化锌、氧化锑、氧化锡等)以及非金属粉末(石墨、炭黑等)。金属粉末及其氧化物导电性好但价格昂贵；石墨和炭黑价格低廉，但掺量大，会导致涂层机械性能下降，且涂层颜色深，不易调色。因此市场迫切需要一种掺量少、价格适当的优异导电填料来制备新型导电粉末涂料。
石墨烯(Graphene)严格的定义是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的二维平面结构。随着石墨烯生产制备中工艺的不同，以及为了实现在工艺中得到不同性能的石墨烯产品，本公开中的石墨烯C原子上可能会接有极少量的O原子，或者由多层二维平面结构的石墨烯堆叠在一起形成的多层结构的石墨烯产品。石墨烯是目前已知室温下导电最好的材料，其电子迁移率可达到2×105cm2/V·s，约为硅中电子迁移率的140倍，电导率可达108Ω/m，比铜和银更低。石墨烯比传统导电填料具有更加优异的电学性能，将其作为新型导电填料引入粉末涂料，势必可以制备导电性能更加优异的导电粉末涂料。
中国专利CN104312391A专利中提出了一种石墨烯抗静电粉末涂料，其在聚酯树脂体系中对比了相同质量的炭黑发现，添加石墨烯可以提高3到7个数量级的电导率，具备优异的抗静电性能。但其所述石墨烯是石墨通过机械球磨法制备的石墨烯固体粉末，该方法利用球磨将石墨或氧化石墨打碎后研磨为石墨烯，时间长(80-240h)、能耗大，且该方法不能有效控制石墨烯层数和片径。同时纯聚酯型粉末涂料交联密度低，冲击韧性差，不耐水、不耐腐蚀，且固化温度较高，限制其应用范围。
中国专利CN104497809A公开了一种导电粉末涂料，在已有导电填料的基础上再添加0.8～3％的石墨烯使得聚酯树脂体系、聚酯树脂与环氧树脂双组份体系的电阻率达到0.1～0.2×10-4Ω·m。但其所述石墨烯为单层石墨烯粉末，生产中石墨烯层数越少价格越贵，单层石墨烯价格极贵、产量极低，根本无法满足涂料批量化生产的要求；同时，该导电粉末涂料还添加了表面经过处理的功能性导电硫酸钡、导电炭黑或导电钛白粉等，相比于普通的填料大大增加了成本。
现有技术中所列明的技术内容仅代表发明人所掌握的技术，并不理所当然被认为是现有技术而用于评价本发明的新颖性和创造性。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种性能更加优越的石墨烯导电粉末涂料。
本发明的另一目的是提供上述石墨烯导电粉末涂料的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：
一种石墨烯导电粉末涂料，各组分按重量份计，包括：
Figure BDA0001439845520000021
Figure BDA0001439845520000031
优选地，所述各组分按重量份计，各组分的重量份之和为100份。
作为上述的石墨烯导电粉末涂料的进一步优选方案，各组分按重量份计，包括：
Figure BDA0001439845520000032
作为上述的石墨烯导电粉末涂料的更进一步的优选方案，各组分按重量份计，包括：
Figure BDA0001439845520000033
根据本发明的一个方面，所述树脂为环氧树脂。优选地，所述环氧树脂的环氧当量700～850，软化点为85～100℃。
根据本发明的一个方面，所述固化剂为双氰胺、改性双氰胺或三氮化硼乙胺络合物中的至少一种。所述改性双氰胺是由甲苯胺和间甲苯胺与双氰胺反应合成的改性双氰胺，可以从市面上购得。
根据本发明的一个方面，所述石墨烯为石墨烯粉体。优选地，所述石墨烯为采用氧化还原法制备的石墨烯粉体。
根据本发明的一个方面，所述石墨烯为层数≤10层的石墨烯粉末。
根据本发明的一个方面，所述石墨烯粒径为D50≤10μm。
根据本发明的一个方面，所述石墨烯的氮气吸附法测定比表面积为250～550m2/g。
根据本发明的一个方面，所述石墨烯碳含量≥98％。
根据本发明的一个方面，所述助剂选自流平剂、消泡剂、润湿剂、抗氧化剂、光亮剂或增电剂中的至少一种。
根据本发明的一个方面，所述助剂采用流平剂、消泡剂、润湿剂、增电剂和抗氧化剂按(10-15)：(3.5-5)：(5.6-6.3)：(1.6-3)：1的质量比的组合。
根据本发明的一个方面，所述助剂采用流平剂、消泡剂、润湿剂、增电剂和抗氧化剂按12:4:6:2:1的质量比的组合。
根据本发明的一个方面，所述流平剂包括聚丙烯酸酯。
根据本发明的一个方面，所述消泡剂包括安息香。
根据本发明的一个方面，所述润湿剂包括聚甲基丙烯酸甲酯。
根据本发明的一个方面，所述增电剂包括季铵盐化合物。
根据本发明的一个方面，抗氧化剂包括亚磷酸酯。
根据本发明的一个方面，所述填料包括钛白粉、硫酸钡、云母粉或滑石粉中的至少一种。
根据本发明的一个方面，所述填料为钛白粉、硫酸钡和云母粉按照(10-15)：(1-3)：1质量比的组合。
根据本发明的一个方面，所述填料为钛白粉、硫酸钡和云母粉按照10:2:1质量比的组合。
根据本发明的一个方面，所述蜡粉为聚酰胺蜡、聚乙烯蜡和聚四氟乙烯蜡的至少一种。
一种石墨烯导电粉末涂料的制备方法，采用上面所述导电粉末涂料的各组分及配比关系，
将树脂、固化剂、助剂和填料配制成母料，经熔融挤出、压片冷却，粉碎后得到底粉；
将底粉、石墨烯和蜡粉混合，在保护气气氛下、搅拌，期间控制物料所处环境温度为50-70℃；和
冷却，即得。
根据本发明的一个方面，所述保护气采用氮气。
根据本发明的一个方面，所述搅拌采用500～1500rpm的搅拌速度下搅拌5～30min。优选采用800rpm的搅拌速度下搅拌10min。
根据本发明的一个方面，所述冷却后还进行过筛，所述过筛采用150目筛网过筛。
根据本发明的一个方面，所述将底粉、石墨烯和蜡粉混合的执行采用混料釜进行，控制混料釜的温度为50～70℃。
上述的石墨烯导电粉末涂料的使用方法，将导电粉末涂料采用静电喷涂后在150～200℃下固化5～15min，即可。
根据本发明的一个方面，所述固化温度为180℃、固化时间为10min。
本发明针对聚酯树脂粉末涂料交联密度低、冲击韧性差的问题，采用环氧树脂体系制备粉末涂料，使得体系交联密度提高、冲击韧性增强，从而拓宽其应用范围。针对传统导电材料掺量大、价格昂贵等问题，本发明在涂料中引入新型导电材料——石墨烯作为导电填料，利用石墨烯具有的优异电学性能，添加少量石墨烯就可以显著增加粉末涂料的导电性。由于添加量少，从而不会像传统导电填料那样显著影响涂层力学性能，使得树脂可以发挥出最大优势。
同时，本发明中的制备方法采用了升温混料的方式，在50-70℃的温度下搅拌，利用蜡粉将石墨烯均匀负载于底粉微粒表面。本发明中的制备方法操作简单，具备普适性，可大规模工业化生产。由于石墨烯片层薄、密度轻，在固化过程中石墨烯可迁移至涂层表层，在极少的石墨烯掺量下即可实现粉末涂料由导静电到导电的转变。在成本方面，利用氧化还原法制备石墨烯粉体已取得较大的发展，实现了石墨烯的廉价制备，相对于传统导电材料具有综合的价格优势，因而在导电粉末涂料方面具有广阔的应用前景。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以通过增加、删除、修改等各种不同方式修改所描述的实施例。因此，描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
本发明的一个实施方式中，提供了一种导电粉末涂料，各组分按重量份计，包括：
石墨烯导电粉末涂料，各组分按重量份计，包括：
Figure BDA0001439845520000061
Figure BDA0001439845520000071
在保证上述各组分的重量份关系中，各组分的重量份之和为100份。
作为上述的石墨烯导电粉末涂料的优选方案，各组分按重量份计，包括：
Figure BDA0001439845520000072
在保证上述各组分的重量份关系中，各组分的重量份之和为100份。
作为上述的石墨烯导电粉末涂料的最佳方案，各组分按重量份计，包括：
Figure BDA0001439845520000073
根据本实施方式的一个方面，所述树脂为环氧树脂。所述环氧树脂的环氧当量700～850，软化点为85～100℃。
根据本实施方式的一个方面，所述固化剂为双氰胺、改性双氰胺或三缩水甘油基异氰尿酸酯中的至少一种。所述改性双氰胺是由甲苯胺和间甲苯胺与双氰胺反应合成的改性双氰胺，可以从市面上购得。
根据本实施方式的一个方面，所述石墨烯为采用氧化还原法制备的石墨烯粉体，为层数≤10层的石墨烯粉体。所述石墨烯粒径为D50≤10μm。所述石墨烯的氮气吸附法测定比表面积为250～550m2/g。所述石墨烯碳含量≥98％。
根据本实施方式的一个方面，述助剂选自流平剂、消泡剂、润湿剂、抗氧化剂、光亮剂或增电剂中的至少一种。本实施方式中，所述助剂采用流平剂、消泡剂、润湿剂、增电剂和抗氧化剂按(10-15)：(3.5-5)：(5.6-6.3)：(1.6-3)：1的质量比的组合。例如：流平剂：消泡剂：润湿剂：增电剂：抗氧化剂的质量比为10:5:5.6:3:1、或者为15:3.5:6.3:1.6:1、或者为11:4.5:6.1:2.8:1、或者为13.5:4:5.8:2.3:1，等等。本实施方式中，所述助剂最为优选采用流平剂、消泡剂、润湿剂、增电剂和抗氧化剂按12:4:6:2:1质量比的组合；
所述流平剂包括聚丙烯酸酯；所述消泡剂包括安息香；所述润湿剂包括聚甲基丙烯酸甲酯；所述增电剂包括季铵盐化合物；所述抗氧化剂包括亚磷酸酯。
根据本实施方式的一个方面，所述填料包括钛白粉、硫酸钡、云母粉或滑石粉中的至少一种。优选地，所述填料为钛白粉、硫酸钡和云母粉按照10:2:1的质量比的组合。
根据本实施方式的一个方面，所述蜡粉为聚酰胺蜡、聚乙烯蜡和聚四氟乙烯蜡的至少一种。
本发明的另一种实施方式中，提供了一种导电粉末涂料的制备方法，采用上面所述导电粉末涂料的各组分及配比关系，
将树脂、固化剂、助剂和填料配制成母料，经熔融挤出、压片冷却，此时树脂、固化剂、助剂和填料得以充分混合均匀，然后粉碎得到底粉；
将底粉、石墨烯和蜡粉混合，在保护气气氛下、搅拌，期间控制物料所处环境温度为50-70℃；和
冷却，即得。
根据本实施方式的一个方面，所述保护气采用氮气。
根据本实施方式的一个方面，所述搅拌采用500～1500rpm的搅拌速度下搅拌5～30min。优选采用800rpm的搅拌速度下搅拌10min。
根据本实施方式的一个方面，所述冷却采用150目筛网过筛。
根据本实施方式的一个方面，所述将底粉、石墨烯和蜡粉混合的执行采用混料釜进行，通过控制混料釜的温度在50-70℃来控制物料所处环境温度。
本发明的另一种实施方式中，提供了一种导电粉末涂料的使用方法，将导电粉末涂料采用静电喷涂后在150～200℃下烘烤5～15min，即可。
优选地，所述固化温度为180℃、固化时间为10min。
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
以下各实施例是本申请发明人按照本发明的制备方法和使用方法进行了具体实验。
以下实施例中，所述石墨烯为采用氧化还原法制备的石墨烯粉体，由第六元素材料股份有限公司生产的多种不同型号的产品中随机选取了6种，这6种石墨烯产品中，石墨烯层数均不超过10层，石墨烯粒径为D50≤10μm，所述石墨烯的氮气吸附法测定比表面积均为250～550m2/g，所述石墨烯碳含量≥98％。
以下实施例中，所述环氧树脂也是随机的在满足“环氧当量700～840，软化点为85～100℃”的环氧树脂中获取。可从市面购得。
以下实施例中，所涉及的成分物质中，除石墨烯由第六元素材料股份有限公司生产，均可从市面购得。
实施例1：
将环氧树脂1200g，改性双氰胺92g，助剂50g，填料650g配制成母料，经熔融共混挤出，压片冷却，粉碎后得到粉末涂料底粉。将998.5g底粉、0.5g石墨烯粉末和1g聚乙烯蜡粉置于混料釜中，通入保护氮气并在800rpm的搅拌速度下搅拌10min，期间控制混料釜温度在65℃；停止控温和搅拌，冷却后150目过筛得到石墨烯粉末样粉，静电喷涂后在190℃下固化10min即可。
其中，所述助剂为流平剂、消泡剂、润湿剂、增电剂和抗氧化剂按12:4:6:2:1的质量比的组合；所述流平剂主要成分为聚丙烯酸酯；所述消泡剂主要成分为安息香；所述润湿剂主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯；所述增电剂主要成分为季铵盐化合物；所述抗氧化剂主要成分为亚磷酸酯。所述填料为钛白粉、硫酸钡或云母粉按照10:2:1的质量比的组合。
所得涂层性能参见表1。
实施例2：
将环氧树脂1200g，三缩水甘油基异氰尿酸酯92g，助剂50g，填料650g配制成母料，经熔融共混挤出，压片冷却，粉碎后得到粉末涂料底粉。将997.5g底粉、1.5g石墨烯粉末和1g聚酰胺蜡粉置于混料釜中，通入保护氮气并在800rpm的搅拌速度下搅拌10min，期间控制混料釜温度在65℃；停止控温和搅拌，冷却后150目过筛得到石墨烯粉末样粉，静电喷涂后在190℃下固化10min即可。
其中，所述助剂为流平剂、消泡剂、润湿剂、增电剂和抗氧化剂按10：5：5.6：3：1的质量比的组合；所述流平剂主要成分为聚丙烯酸酯；所述消泡剂主要成分为安息香；所述润湿剂主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯；所述增电剂主要成分为季铵盐化合物；所述抗氧化剂主要成分为亚磷酸酯。所述填料为钛白粉、硫酸钡或云母粉按照10：3：1的质量比的组合。
所得涂层性能参见表1。
实施例3：
将环氧树脂1200g，双氰胺92g，助剂50g，填料650g配制成母料，经熔融共混挤出，压片冷却，粉碎后得到粉末涂料底粉。将996g底粉、3g石墨烯粉末和1g聚四氟乙烯蜡粉置于混料釜中，通入保护氮气并在800rpm的搅拌速度下搅拌10min，期间控制混料釜温度在65℃；停止控温和搅拌，冷却后150目过筛得到石墨烯粉末样粉，静电喷涂后在190℃下固化10min即可。
其中，所述助剂为流平剂、消泡剂、润湿剂、增电剂和抗氧化剂按15：3.5：6.3：1.6：1的质量比的组合；所述流平剂主要成分为聚丙烯酸酯；所述消泡剂主要成分为安息香；所述润湿剂主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯；所述增电剂主要成分为季铵盐化合物；所述抗氧化剂主要成分为亚磷酸酯。所述填料为钛白粉、硫酸钡或云母粉按照15：1：1的质量比的组合。
所得涂层性能参见表1。
实施例4：
将环氧树脂1200g，芳香胺改性双氰胺92g，助剂50g，填料650g配制成母料，经熔融共混挤出，压片冷却，粉碎后得到粉末涂料底粉。将994g底粉、5g石墨烯粉末和1g聚乙烯蜡粉置于混料釜中，通入保护氮气并在800rpm的搅拌速度下搅拌10min，期间控制混料釜温度在65℃；停止控温和搅拌，冷却后150目过筛得到石墨烯粉末样粉，静电喷涂后在190℃下固化10min即可。
其中，所述助剂为流平剂、消泡剂、润湿剂、增电剂和抗氧化剂按13：4.5：6：2.5：1的质量比的组合；所述流平剂主要成分为聚丙烯酸酯；所述消泡剂主要成分为安息香；所述润湿剂主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯；所述增电剂主要成分为季铵盐化合物；所述抗氧化剂主要成分为亚磷酸酯。所述填料为钛白粉、硫酸钡或云母粉按照12：1.5：1的质量比的组合。
所得涂层性能参见表1。
实施例5：
将环氧树脂1200g，改性双氰胺92g，助剂50g，填料650g配制成母料，经熔融共混挤出，压片冷却，粉碎后得到粉末涂料底粉。将992g底粉、7g石墨烯粉末和1g聚乙烯蜡粉置于混料釜中，通入保护氮气并在800rpm的搅拌速度下搅拌10min，期间控制混料釜温度在65℃；停止控温和搅拌，冷却后150目过筛得到石墨烯粉末样粉，静电喷涂后在190℃下固化10min即可。
其中，所述助剂为流平剂、消泡剂、润湿剂、增电剂和抗氧化剂按12:4:6:2:1的质量比的组合；所述流平剂主要成分为聚丙烯酸酯；所述消泡剂主要成分为安息香；所述润湿剂主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯；所述增电剂主要成分为季铵盐化合物；所述抗氧化剂主要成分为亚磷酸酯。所述填料为钛白粉、云母粉按照6：1的质量比的组合。
所得涂层性能参见表1。
实施例6：
将环氧树脂1200g，改性双氰胺92g，助剂50g，填料650g配制成母料，经熔融共混挤出，压片冷却，粉碎后得到粉末涂料底粉。将989g底粉、10g石墨烯粉末和1g聚乙烯蜡粉置于混料釜中，通入保护氮气并在800rpm的搅拌速度下搅拌10min，期间控制混料釜温度在65℃；停止控温和搅拌，冷却后150目过筛得到石墨烯粉末样粉，静电喷涂后在190℃下固化10min即可。
其中，所述助剂为流平剂、消泡剂、润湿剂、增电剂和抗氧化剂按12:4:6:2:1的质量比的组合；所述流平剂主要成分为聚丙烯酸酯；所述消泡剂主要成分为安息香；所述润湿剂主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯；所述增电剂主要成分为季铵盐化合物；所述抗氧化剂主要成分为亚磷酸酯。所述填料为钛白粉和硫酸钡按照3：1的质量比的组合。
所得涂层性能参见表1。
实施例7：
将环氧树脂1052g，双氰胺80g，助剂60g，填料800g配制成母料，经熔融共混挤出，压片冷却，粉碎后150目过筛得到粉末涂料底粉。将994g底粉、5g石墨烯粉末和1g聚酰胺蜡粉置于混料釜中，通入保护氮气并在1200rpm的搅拌速度下搅拌10min，期间控制混料釜温度在65℃；停止控温和搅拌，冷却后150目过筛得到石墨烯粉末样粉，静电喷涂后在180℃下固化10min即可。
其中，所述助剂为流平剂、消泡剂、润湿剂、增电剂和抗氧化剂按12:4:6:2:1的质量比的组合；所述流平剂主要成分为聚丙烯酸酯；所述消泡剂主要成分为安息香；所述润湿剂主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯；所述增电剂主要成分为季铵盐化合物；所述抗氧化剂主要成分为亚磷酸酯。所述填料为钛白粉、硫酸钡或云母粉按照10:2:1的质量比的组合。
所得涂层性能参见表1。
实施例8：
将环氧树脂1352g，双氰胺120g，助剂20g，填料500g配制成母料，经熔融共混挤出，压片冷却，粉碎后得到粉末涂料底粉。将994g底粉、5g石墨烯粉末和1g聚酰胺蜡粉置于混料釜中，通入保护氮气并在1200rpm的搅拌速度下搅拌20min，期间控制混料釜温度在60℃；停止控温和搅拌，冷却后150目过筛得到石墨烯粉末样粉，静电喷涂后在180℃下固化10min即可。
其中，所述助剂为流平剂、消泡剂、润湿剂、增电剂和抗氧化剂按12:4:6:2:1的质量比的组合；所述流平剂主要成分为聚丙烯酸酯；所述消泡剂主要成分为安息香；所述润湿剂主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯；所述增电剂主要成分为季铵盐化合物；所述抗氧化剂主要成分为亚磷酸酯。所述填料为钛白粉、硫酸钡或云母粉按照10:2:1的质量比的组合。
所得涂层性能参见表1。
对比例1：
将环氧树脂1200g，改性双氰胺92g，助剂50g，填料650g配制成母料，经熔融共混挤出，压片冷却，粉碎后得到粉末涂料底粉。将999g底粉和1g聚乙烯蜡粉置于混料釜中，通入保护氮气并在800rpm的搅拌速度下搅拌10min，期间控制混料釜温度在65℃；停止控温和搅拌，冷却后150目过筛得到石墨烯粉末样粉，静电喷涂后在190℃下固化10min即可。
所得涂层性能参见表1。
对比例2：
将环氧树脂1200g，改性双氰胺92g，助剂50g，填料650g配制成母料，经熔融共混挤出，压片冷却，粉碎后得到粉末涂料底粉。将986g底粉、15g石墨烯粉末和1g聚乙烯蜡粉置于混料釜中，通入保护氮气并在800rpm的搅拌速度下搅拌10min，期间控制混料釜温度在65℃；停止控温和搅拌，冷却后150目过筛得到石墨烯粉末样粉，静电喷涂后在190℃下固化10min即可。
所得涂层性能参见表1。
对比例3：
将聚酯树脂1200g，改性双氰胺92g，助剂50g，填料650g配制成母料，经熔融共混挤出，压片冷却，粉碎后得到粉末涂料底粉。将994g底粉、5g石墨烯粉末和1g聚乙烯蜡粉置于混料釜中，通入保护氮气并在800rpm的搅拌速度下搅拌10min，期间控制混料釜温度在65℃；停止控温和搅拌，冷却后150目过筛得到石墨烯粉末样粉，静电喷涂后在230℃下固化10min即可。
所得涂层性能参见表1。
表1：
附着力等级 冲击强度(150kg·cm) 表面电阻(Ω)
对比例1 0级 正冲未开裂、反冲未开裂 10<sup>12</sup>
对比例2 1级 正冲开裂、反冲开裂 10<sup>3</sup>
对比例3 1级 正冲爆裂、反冲爆裂 10<sup>7</sup>
实施例1 0级 正冲未开裂、反冲未开裂 10<sup>9</sup>
实施例2 0级 正冲未开裂、反冲未开裂 10<sup>7</sup>
实施例3 0级 正冲未开裂、反冲未开裂 10<sup>6</sup>
实施例4 0级 正冲未开裂、反冲未开裂 10<sup>5</sup>
实施例5 0级 正冲未开裂、反冲未开裂 10<sup>3</sup>
实施例6 0级 正冲未开裂、反冲未开裂 10<sup>3</sup>
实施例7 1级 正冲未开裂，反冲开裂 10<sup>6</sup>
实施例8 0级 正冲未开裂、反冲未开裂 10<sup>8</sup>
通过上述数据可以看出，以所述方法在所述粉末涂料体系中添加所述石墨烯的量越多，导电性能越好，但是，过多的石墨烯的添加，会影响涂层附着力，导致涂层附着力下降，容易出现开裂问题。本发明中优选添加0.1-0.5wt％的石墨烯，以及结合其它组分的协同作用下，可以实现导电性和涂层附着力的兼顾，两方面性能均得到高要求的保证。次优的，我们发现，结合其它组分的作用下，石墨烯添加量在1％及以下时，涂层原有的附着力和冲击性能不会下降，再结合本发明的制备工艺，通过表面负载的方式添加石墨烯能够明显改善涂层的表面电阻。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (27)

1.一种石墨烯导电粉末涂料，各组分按重量份计，包括：
Figure FDA0003294937240000011
并按照如下方法制备而成：
将树脂、填料、固化剂和助剂配制成母料，经熔融挤出、压片冷却，粉碎后得到底粉；
将底粉、石墨烯和蜡粉混合，在保护气气氛下、搅拌，期间控制温度使物料所处环境温度在50～70℃；和
冷却，即得。
2.根据权利要求1所述的石墨烯导电粉末涂料，各组分按重量份计，包括：
Figure FDA0003294937240000012
Figure FDA0003294937240000021
3.根据权利要求2所述的石墨烯导电粉末涂料，各组分按重量份计，包括：
Figure FDA0003294937240000022
4.根据权利要求1-3任一项所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述树脂为环氧树脂。
5.根据权利要求4所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述环氧树脂的环氧当量700～850，软化点为85～100℃。
6.根据权利要求1-3任一项所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述固化剂为双氰胺、改性双氰胺或三氮化硼乙胺络合物中的至少一种。
7.根据权利要求1-3任一项所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述石墨烯为石墨烯粉体。
8.根据权利要求7所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述石墨烯为采用氧化还原法制备的石墨烯粉体。
9.根据权利要求7所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述石墨烯为层数≤10层的石墨烯粉末。
10.根据权利要求7所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述石墨烯粒径为D50≤10μm。
11.根据权利要求7所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述石墨烯的氮气吸附法测定比表面积为250～550m2/g。
12.根据权利要求7所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述石墨烯碳含量≥98％。
13.根据权利要求1-3任一项所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述助剂选自流平剂、消泡剂、润湿剂、抗氧化剂、光亮剂或增电剂中的至少一种。
14.根据权利要求13所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述助剂采用流平剂、消泡剂、润湿剂、增电剂和抗氧化剂按(10-15)：(3.5-5)：(5.6-6.3)：(1.6-3)：1的质量比的组合。
15.根据权利要求14所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述助剂采用流平剂、消泡剂、润湿剂、增电剂和抗氧化剂按12:4:6:2:1的质量比的组合。
16.根据权利要求13所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述流平剂包括聚丙烯酸酯；和/或，所述消泡剂包括安息香；和/或，所述润湿剂包括聚甲基丙烯酸甲酯；和/或，所述增电剂包括季铵盐化合物；和/或，抗氧化剂包括亚磷酸酯。
17.根据权利要求1-3任一项所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述填料包括钛白粉、硫酸钡、云母粉或滑石粉中的至少一种。
18.根据权利要求1-3任一项所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述填料为钛白粉、硫酸钡和云母粉按照(10-15)：(1-3)：1质量比的组合。
19.根据权利要求18所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述填料为钛白粉、硫酸钡和云母粉按照10:2:1质量比的组合。
20.根据权利要求1-3任一项所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述蜡粉为聚酰胺蜡、聚乙烯蜡和聚四氟乙烯蜡的至少一种。
21.根据权利要求1所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述保护气采用氮气。
22.根据权利要求1所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述搅拌采用500～1500rpm的搅拌速度下搅拌5～30min。
23.根据权利要求1所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述搅拌采用800rpm的搅拌速度下搅拌10min。
24.根据权利要求1所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述冷却还进行过筛，所述过筛采用150目筛网过筛。
25.根据权利要求1所述的石墨烯导电粉末涂料，其特征在于，所述将底粉、石墨烯和蜡粉混合的执行采用混料釜进行，控制混料釜的温度为50～70℃。
26.根据权利要求1-25任一项所述的石墨烯导电粉末涂料的使用方法，其特征在于，将导电粉末涂料采用静电喷涂后在150～200℃下固化5～15min，即可。
27.根据权利要求26所述的石墨烯导电粉末涂料的使用方法，其特征在于，所述固化温度为180℃、固化时间为10min。
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