CN111320910A - 一种用于塑料的导电涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于塑料的导电涂料及其制备方法，先将树脂原料、溶剂、有机改性填料和聚N‑乙烯基吡咯烷酮搅拌得到预混物，然后将预混物与分散剂混合，加热搅拌制成一种涂料产品，其在塑料表面具有良好的附着力，适用于塑料基材，并且，具有优异的导电性能和电磁屏蔽性能，特别适用于电气设备塑料外壳的表面处理。

Description

一种用于塑料的导电涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及精细化工技术领域，特别地，涉及一种用于塑料的导电涂料及其制备方法。
背景技术
塑料制品在电气设备中非常常见，比如移动电话、计算机以及各种精密医疗器械等的外壳大多采用塑料外壳，但是，塑料外壳容易产生静电，会造成射电频率干扰或者电磁场干扰、无线电噪声干扰等。而且，这些塑料外壳对于电磁波来说几乎是透明的，没有任何屏蔽作用，而电磁波干扰和信息泄漏的问题日益突出。为了保证电气设备正常操作，保护环境及人体健康，需要对这些设备和装置进行屏蔽以减小电磁辐射强度，降低电磁辐射污染。
导电涂料具有消除静电和电磁屏蔽功能，其作用原理是：通过树脂对金属粉末的包覆，使其在成膜物质中紧密而且有序的排列，形成一个可以导电的通路，从而达到可以使电流顺利通过的作用。同时在有电磁干扰的情况下，可以通过传导地方式传播，从而起到电磁屏蔽的作用。目前，导电涂料主要由成膜物质、导电填料、溶剂和助剂所组成。导电涂料主要分为添加型导电涂料和非添加型导电涂料两种，其中添加型导电涂料占主导地位。添加型导电涂料常用的导电填料主要采用银、铜、镍等金属和碳系材料。然而添加型导电涂料也存在一些问题，只要是导电涂料成膜后表面粗糙、力学性能不佳，尤其在金属表面附着力较差，且现有导电涂料的电阻率较大，导致其导电性能不佳，大大限制其应用范围。
但是，塑料的表面能和极性通常比较低，塑料在注塑成型成使用的脱模剂也会影响涂料涂装，不利于涂层的附着，塑料基材与涂层之间的附着力较差，涂装后掉漆严重，无法满足相应的涂装效果。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于塑料的导电涂料及其制备方法，以解决在塑料表面附着力差和导电性能、电磁屏蔽性能差等技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于塑料的导电涂料的制备方法，具体步骤如下：
(1)先将树脂原料、溶剂和有机改性填料置于搅拌机中，第一次搅拌，再加入聚N-乙烯基吡咯烷酮，第二次搅拌，得到预混物；
(2)然后将预混物与分散剂混合，80～90℃搅拌2～3小时，自然冷却至室温(25℃)，过滤，即得所述的一种用于塑料的导电涂料；
其中，所述树脂原料包括液体聚丁二烯、液体环氧树脂和液体丙烯酸树脂，三者质量比为1：0.5～0.8：0.1～0.2；
所述有机改性填料是通过以下方法制备得到的：先将铜单质粉末、锡单质粉末和石墨烯粉末按照摩尔比1：0.2～0.3：2～3混合复合，制成复合体；再将环氧基硅烷低聚物与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷按照质量比1：0.6～0.8混合水解得到水解产物；最后将复合体加入水解产物中，搅拌反应，后处理，即得所述的有机改性填料微粉；环氧基硅烷低聚物的用量为复合体重量的0.5～0.8倍。
优选的，所述塑料包括但不限于聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚酰胺、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸树脂、聚氨基甲酸乙酯。
优选的，树脂原料、溶剂、有机改性填料、聚N-乙烯基吡咯烷酮、分散剂的质量比为1：0.5～0.8：0.002～0.003：0.2～0.3：0.08～0.1。
优选的，所述分散剂为聚丙烯酸醇胺盐类分散剂。
优选的，所述液体聚丁二烯选自聚丁二烯110、130、MA75或MA120中的任一种，购自络合高新材料(上海)有限公司；所述液体环氧树脂为双酚A型环氧树脂，进一步优选为E-51、E-44、E42或DY-128中的任一种，均购自山东德源环氧科技有限公司；所述液体丙烯酸树脂为FB44，购自济南华凯树脂有限公司。
优选的，步骤(1)中，所述溶剂为环己烷或正己烷。
优选的，步骤(1)中，第一次搅拌的工艺条件为：1200～1500r/min搅拌10～15分钟；第二次搅拌的工艺条件为：1000～1200r/min搅拌20～30分钟。
优选的，步骤(2)中，搅拌速率为200～300r/min。
优选的，步骤(2)中，过滤是采用120目滤网过滤。
优选的，复合体的制备方法如下：先将铜单质粉末、锡单质粉末和石墨烯粉末按照摩尔比1：0.2～0.3：2～3混合研磨，然后100～120MPa冷压成型，转移至石英管内，抽真空密封，700～900MPa微波处理20～30分钟，得到复合体。
进一步优选的，采用机械球磨实现研磨，球磨时间为5～6分钟；石英管内抽真空至真空度小于1Pa；将密封后的石英管置于坩埚中，在坩埚内壁和石英管外壁之间均匀铺设质量比1：1的碳化硅粉末和氧化铜粉末混合所得混合粉，然后将坩埚整体置于微波炉中进行微波合成。
优选的，以重量份计，水解产物的制备方法如下：先将8～9份乙醇与10份水混合均匀，然后边搅拌边加入3～4份环氧基硅烷低聚物与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的预混液，加热至回流，搅拌反应20～30分钟，自然冷却至室温(25℃)即得。所述预混液是将环氧基硅烷低聚物与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷混合后超声波振荡10～15分钟而得。
优选的，复合体与水解产物搅拌反应的工艺条件为：在搅拌速率300～500r/min和90～100℃条件下搅拌处理2～3小时。
优选的，后处理包括：过滤，洗涤，烘干。
利用上述制备方法得到的一种用于塑料的导电涂料。
本发明具有以下有益效果：
本发明先将树脂原料、溶剂、有机改性填料和聚N-乙烯基吡咯烷酮搅拌得到预混物，然后将预混物与分散剂混合，加热搅拌制成一种涂料产品，其在塑料表面具有良好的附着力，适用于塑料基材，并且，具有优异的导电性能和电磁屏蔽性能，特别适用于电气设备塑料外壳的表面处理。
由于塑料的极性通常比较低，本发明的树脂原料采用液体聚丁二烯、液体环氧树脂和液体丙烯酸树脂的组合，整体极性偏低，与低极性塑料具有良好的相容性，有利于涂料在低极性塑料表面的良好吸附。聚丁二烯中含有碳碳双键，环氧树脂中含有反应性环氧基团，丙烯酸树脂中含有羧基，涂料涂覆至塑料基材表面后，随着溶剂的挥发，涂膜粘度增大。在此过程中伴随着树脂原料之间的缠绕成膜，碳碳双键含有π键，相当于多出一个电子对，具有供电子性，环氧基团和羧基的氧均具有较好的亲电性，聚丁二烯中的碳碳双键和环氧树脂中的环氧基团、羧基的氧之间相反的供电子性、吸电子性使得它们之间相互吸引，促使聚丁二烯、环氧树脂大分子链之间的缠绕，促使成膜，涂膜粘度增大，提高在塑料基材表面的附着性。
同时，聚丁二烯中碳碳双键与环氧树脂中环氧基团、丙烯酸树脂中氧之间的吸引作用也促进了电子传导，提高涂料的导电性能。
本发明在预混物制备时加入了有机改性填料，该填料是先将铜单质粉末、锡单质粉末和石墨烯粉末混合制成复合物，然后将复合物加入环氧基硅烷低聚物与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的混合水解产物中，搅拌反应而得。环氧基硅烷低聚物与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的极性较低，复合物经相应的水解产物改性处理后也具有较低的极性，与极性较低的树脂原料具有良好的相容性，也与低极性塑料基材具有良好的相容性，保证涂料在塑料基材表面的附着性。而且，环氧基硅烷低聚物引入了环氧基，与树脂原料中的液体环氧树脂具有相同基团，相容性好，3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷引入了羧基和双键，与树脂原料中的丙烯酸树脂、聚丁二烯具有相同基团，相容性好，故环氧基硅烷低聚物和3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的共同改性作用大大提高了与低极性塑料基材的相容性。
复合物中含有铜、锡和石墨烯，石墨烯具有片状结构，石墨烯每个碳原子的垂直于层表面的pz轨道可形成贯穿圈层的多原子大π键，具有优良的导电性能，金属的导电性促进了石墨烯载流子迁移速率，提高了导电性能。也正是因为导电性能的提高，使得涂料会产生与原电磁场相反的电流和磁极化，减弱了原电磁场的辐射效果，导电性越好，电磁屏蔽性能也就越好。尽管石墨烯具有优异的导电性能，但是石墨烯没有能带隙，其导电性能的稳定性欠佳，自由载流子密度偏低，故本发明引入了金属与石墨烯搭配使用。本发明的金属选择了铜和锡的组合，导电性能自然是铜更优，在元素周期表中，铜属于第一副族，锡属于第四主族，主族元素的电子都是先排内层，也就是次外层以内必须饱和，而副族元素最外层一个电子，次外层不满，在这种情况下铜的次外层也具有较强的成键倾向，占用石墨烯过多导电通道，影响石墨烯网络的导电性能，适量锡的引入恰好可以平衡铜高导电性与占用石墨烯导电通道之间的平衡，保证涂料的导电性能和电磁屏蔽性能。铜和锡的组合有助于打开石墨烯能带隙，改变石墨烯的电子结构，提高石墨烯的自由载流子密度，从而提高石墨烯的导电性能和稳定性。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本发明涉及的环氧基硅烷低聚物，型号QX-1260，购自南京全希化工有限公司；3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，型号KH570BR，购自上海联迈生物工程有限公司。
为便于比较涂料性能，具体实施方式部分的塑料基材统一选择聚丙烯，但本发明针对的塑料基材并不限于聚丙烯。
实施例1：
一种用于塑料的导电涂料的制备方法，具体步骤如下：
(1)先将树脂原料、溶剂和有机改性填料置于搅拌机中，第一次搅拌，再加入聚N-乙烯基吡咯烷酮，第二次搅拌，得到预混物；
(2)然后将预混物与分散剂混合，80℃搅拌3小时，自然冷却至室温(25℃)，过滤，即得所述的一种用于塑料的导电涂料；
其中，所述树脂原料包括液体聚丁二烯、液体环氧树脂和液体丙烯酸树脂，三者质量比为1：0.5：0.2；
所述有机改性填料是通过以下方法制备得到的：先将铜单质粉末、锡单质粉末和石墨烯粉末按照摩尔比1：0.2：3混合复合，制成复合体；再将环氧基硅烷低聚物与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷按照质量比1：0.6混合水解得到水解产物；最后将复合体加入水解产物中，搅拌反应，后处理，即得所述的有机改性填料微粉；环氧基硅烷低聚物的用量为复合体重量的0.8倍。
树脂原料、溶剂、有机改性填料、聚N-乙烯基吡咯烷酮、分散剂的质量比为1：0.5：0.003：0.2：0.1。
所述分散剂为聚丙烯酸醇胺盐类分散剂。
所述液体聚丁二烯为聚丁二烯110，购自络合高新材料(上海)有限公司；所述液体环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-51，购自山东德源环氧科技有限公司；所述液体丙烯酸树脂为FB44，购自济南华凯树脂有限公司。
步骤(1)中，所述溶剂为环己烷。
步骤(1)中，第一次搅拌的工艺条件为：1200r/min搅拌15分钟；第二次搅拌的工艺条件为：1000r/min搅拌30分钟。
步骤(2)中，搅拌速率为200r/min。
步骤(2)中，过滤是采用120目滤网过滤。
复合体的制备方法如下：先将铜单质粉末、锡单质粉末和石墨烯粉末按照摩尔比1：0.3：2混合研磨，然后120MPa冷压成型，转移至石英管内，抽真空密封，700MPa微波处理30分钟，得到复合体。
采用机械球磨实现研磨，球磨时间为5分钟；石英管内抽真空至真空度小于1Pa；将密封后的石英管置于坩埚中，在坩埚内壁和石英管外壁之间均匀铺设质量比1：1的碳化硅粉末和氧化铜粉末混合所得混合粉，然后将坩埚整体置于微波炉中进行微波合成。
以重量份计，水解产物的制备方法如下：先将9份乙醇与10份水混合均匀，然后边搅拌边加入3份环氧基硅烷低聚物与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的预混液，加热至回流，搅拌反应30分钟，自然冷却至室温(25℃)即得。所述预混液是将环氧基硅烷低聚物与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷混合后超声波振荡10分钟而得。
复合体与水解产物搅拌反应的工艺条件为：在搅拌速率500r/min和90℃条件下搅拌处理3小时。
后处理包括：过滤，洗涤，烘干。
实施例2：
一种用于塑料的导电涂料的制备方法，具体步骤如下：
(1)先将树脂原料、溶剂和有机改性填料置于搅拌机中，第一次搅拌，再加入聚N-乙烯基吡咯烷酮，第二次搅拌，得到预混物；
(2)然后将预混物与分散剂混合，80～90℃搅拌2～3小时，自然冷却至室温(25℃)，过滤，即得所述的一种用于塑料的导电涂料；
其中，所述树脂原料包括液体聚丁二烯、液体环氧树脂和液体丙烯酸树脂，三者质量比为1：0.8：0.1；
所述有机改性填料是通过以下方法制备得到的：先将铜单质粉末、锡单质粉末和石墨烯粉末按照摩尔比1：0.3：2混合复合，制成复合体；再将环氧基硅烷低聚物与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷按照质量比1：0.8混合水解得到水解产物；最后将复合体加入水解产物中，搅拌反应，后处理，即得所述的有机改性填料微粉；环氧基硅烷低聚物的用量为复合体重量的0.5倍。
树脂原料、溶剂、有机改性填料、聚N-乙烯基吡咯烷酮、分散剂的质量比为1：0.8：0.002：0.3：0.08。
所述分散剂为聚丙烯酸醇胺盐类分散剂。
所述液体聚丁二烯为聚丁二烯130，购自络合高新材料(上海)有限公司；所述液体环氧树脂为双酚A型环氧树脂E42，购自山东德源环氧科技有限公司；所述液体丙烯酸树脂为FB44，购自济南华凯树脂有限公司。
步骤(1)中，所述溶剂为正己烷。
步骤(1)中，第一次搅拌的工艺条件为：1500r/min搅拌10分钟；第二次搅拌的工艺条件为：1200r/min搅拌20分钟。
步骤(2)中，搅拌速率为300r/min。
步骤(2)中，过滤是采用120目滤网过滤。
复合体的制备方法如下：先将铜单质粉末、锡单质粉末和石墨烯粉末按照摩尔比1：0.2：3混合研磨，然后100MPa冷压成型，转移至石英管内，抽真空密封，900MPa微波处理20分钟，得到复合体。
采用机械球磨实现研磨，球磨时间为6分钟；石英管内抽真空至真空度小于1Pa；将密封后的石英管置于坩埚中，在坩埚内壁和石英管外壁之间均匀铺设质量比1：1的碳化硅粉末和氧化铜粉末混合所得混合粉，然后将坩埚整体置于微波炉中进行微波合成。
以重量份计，水解产物的制备方法如下：先将8份乙醇与10份水混合均匀，然后边搅拌边加入4份环氧基硅烷低聚物与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的预混液，加热至回流，搅拌反应20分钟，自然冷却至室温(25℃)即得。所述预混液是将环氧基硅烷低聚物与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷混合后超声波振荡15分钟而得。
复合体与水解产物搅拌反应的工艺条件为：在搅拌速率300r/min和100℃条件下搅拌处理2小时。
后处理包括：过滤，洗涤，烘干。
实施例3：
一种用于塑料的导电涂料的制备方法，具体步骤如下：
(1)先将树脂原料、溶剂和有机改性填料置于搅拌机中，第一次搅拌，再加入聚N-乙烯基吡咯烷酮，第二次搅拌，得到预混物；
(2)然后将预混物与分散剂混合，85℃搅拌2.5小时，自然冷却至室温(25℃)，过滤，即得所述的一种用于塑料的导电涂料；
其中，所述树脂原料包括液体聚丁二烯、液体环氧树脂和液体丙烯酸树脂，三者质量比为1：0.7：0.15；
所述有机改性填料是通过以下方法制备得到的：先将铜单质粉末、锡单质粉末和石墨烯粉末按照摩尔比1：0.25：2.5混合复合，制成复合体；再将环氧基硅烷低聚物与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷按照质量比1：0.7混合水解得到水解产物；最后将复合体加入水解产物中，搅拌反应，后处理，即得所述的有机改性填料微粉；环氧基硅烷低聚物的用量为复合体重量的0.6倍。
树脂原料、溶剂、有机改性填料、聚N-乙烯基吡咯烷酮、分散剂的质量比为1：0.7：0.002：0.25：0.09。
所述分散剂为聚丙烯酸醇胺盐类分散剂。
所述液体聚丁二烯为聚丁二烯MA120，购自络合高新材料(上海)有限公司；所述液体环氧树脂为双酚A型环氧树脂DY-128，购自山东德源环氧科技有限公司；所述液体丙烯酸树脂为FB44，购自济南华凯树脂有限公司。
步骤(1)中，所述溶剂为环己烷。
步骤(1)中，第一次搅拌的工艺条件为：1300r/min搅拌12分钟；第二次搅拌的工艺条件为：1100r/min搅拌25分钟。
步骤(2)中，搅拌速率为200r/min。
步骤(2)中，过滤是采用120目滤网过滤。
复合体的制备方法如下：先将铜单质粉末、锡单质粉末和石墨烯粉末按照摩尔比1：0.25：2.5混合研磨，然后110MPa冷压成型，转移至石英管内，抽真空密封，800MPa微波处理25分钟，得到复合体。
采用机械球磨实现研磨，球磨时间为5分钟；石英管内抽真空至真空度小于1Pa；将密封后的石英管置于坩埚中，在坩埚内壁和石英管外壁之间均匀铺设质量比1：1的碳化硅粉末和氧化铜粉末混合所得混合粉，然后将坩埚整体置于微波炉中进行微波合成。
以重量份计，水解产物的制备方法如下：先将8.5份乙醇与10份水混合均匀，然后边搅拌边加入3.5份环氧基硅烷低聚物与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的预混液，加热至回流，搅拌反应25分钟，自然冷却至室温(25℃)即得。所述预混液是将环氧基硅烷低聚物与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷混合后超声波振荡12分钟而得。
复合体与水解产物搅拌反应的工艺条件为：在搅拌速率400r/min和95℃条件下搅拌处理2小时。
后处理包括：过滤，洗涤，烘干。
对比例1
树脂原料以液体丙烯酸树脂替换聚丁二烯。
其余同实施例1。
对比例2
树脂原料以聚丁二烯替换液体丙烯酸酯。
其余同实施例1。
对比例3
在制备有机改性填料时用铜替换锡。
其余同实施例1。
对比例4
在制备有机改性填料时用石墨烯替换复合体。
其余同实施例1。
对比例5
在制备有机改性填料时用3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷替换环氧基硅烷低聚物。
其余同实施例1。
对比例6
在制备有机改性填料时用环氧基硅烷低聚物替换3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
其余同实施例1。
试验例
将实施例1～3和对比例1～6所得涂料分别喷涂于聚丙烯塑料板，在距离塑料板200nm处进行喷涂(塑料板喷涂前利用无水乙醇擦拭并吹干)，喷涂压力为0.5MPa，膜厚为12μm，涂料干燥后进行性能测试，结果见表1。
其中附着力检测参考GB/T5210-2006，方阻参考GB/T1410-2006，电磁屏蔽效能参考GB/T25471-2010。
表1.涂料性能测试结果
Figure BDA0002451155500000081
Figure BDA0002451155500000091
由表1可知，实施例1～3所得涂料在聚丙烯塑料板表面的附着力佳，且具有良好的导电性能和电磁屏蔽性能。
对比例1的树脂原料以液体丙烯酸树脂替换聚丁二烯，也就是采用液体环氧树脂和液体丙烯酸树脂的组合，整体极性变大，附着力明显变差，丧失了聚丁二烯中碳碳双键与环氧树脂中环氧基团、丙烯酸树脂中氧之间的吸引作用，涂料的导电性能和电磁屏蔽性能也明显变差。
对比例2的树脂原料以聚丁二烯替换液体丙烯酸酯，也就是采用聚丁二烯和液体环氧树脂的组合，聚丁二烯中碳碳双键与环氧树脂中环氧基团中氧之间的吸引作用有限，大分子链之间的缠绕作用有限，影响了附着性，也影响了涂料的导电性能和电磁屏蔽性能。
对比例3在制备有机改性填料时用铜替换锡，也就是复合体是由铜和石墨烯混合复合而得阻碍石墨烯导电通道，影响涂料的导电性能和电磁屏蔽性能。
对比例4在制备有机改性填料时用石墨烯替换复合体，缺少了铜、锡的导电作用，涂料的导电性能和电磁屏蔽性能明显变差。
对比例5在制备有机改性填料时用3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷替换环氧基硅烷低聚物，也就是水解产物仅利用3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷水解得到，所得有机改性填料与树脂原料的相容性变差，影响涂料的附着力，也影响涂料的导电性能和电磁屏蔽性能。
对比例6在制备有机改性填料时用环氧基硅烷低聚物替换3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，也就是水解产物仅利用环氧基硅烷低聚物水解得到，所得有机改性填料与树脂原料的相容性变差，影响涂料的附着力，也影响涂料的导电性能和电磁屏蔽性能。
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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种用于塑料的导电涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)先将树脂原料、溶剂和有机改性填料置于搅拌机中，第一次搅拌，再加入聚N-乙烯基吡咯烷酮，第二次搅拌，得到预混物；
(2)然后将预混物与分散剂混合，80～90℃搅拌2～3小时，自然冷却至室温，过滤，即得所述的一种用于塑料的导电涂料；
其中，所述树脂原料包括液体聚丁二烯、液体环氧树脂和液体丙烯酸树脂，三者质量比为1：0.5～0.8：0.1～0.2；
所述有机改性填料是通过以下方法制备得到的：先将铜单质粉末、锡单质粉末和石墨烯粉末按照摩尔比1：0.2～0.3：2～3混合复合，制成复合体；再将环氧基硅烷低聚物与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷按照质量比1：0.6～0.8混合水解得到水解产物；最后将复合体加入水解产物中，搅拌反应，后处理，即得所述的有机改性填料微粉；环氧基硅烷低聚物的用量为复合体重量的0.5～0.8倍。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，树脂原料、溶剂、有机改性填料、聚N-乙烯基吡咯烷酮、分散剂的质量比为1：0.5～0.8：0.002～0.003：0.2～0.3：0.08～0.1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶剂为环己烷或正己烷。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，第一次搅拌的工艺条件为：1200～1500r/min搅拌10～15分钟；第二次搅拌的工艺条件为：1000～1200r/min搅拌20～30分钟。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，搅拌速率为200～300r/min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，复合体的制备方法如下：先将铜单质粉末、锡单质粉末和石墨烯粉末按照摩尔比1：0.2～0.3：2～3混合研磨，然后100～120MPa冷压成型，转移至石英管内，抽真空密封，700～900MPa微波处理20～30分钟，得到复合体。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，采用机械球磨实现研磨，球磨时间为5～6分钟；石英管内抽真空至真空度小于1Pa；将密封后的石英管置于坩埚中，在坩埚内壁和石英管外壁之间均匀铺设质量比1：1的碳化硅粉末和氧化铜粉末混合所得混合粉，然后将坩埚整体置于微波炉中进行微波合成。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，水解产物的制备方法如下：先将8～9份乙醇与10份水混合均匀，然后边搅拌边加入3～4份环氧基硅烷低聚物与3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的预混液，加热至回流，搅拌反应20～30分钟，自然冷却至室温即得。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，复合体与水解产物搅拌反应的工艺条件为：在搅拌速率300～500r/min和90～100℃条件下搅拌处理2～3小时。
10.利用权利要求1～9种任一项所述制备方法得到的一种用于塑料的导电涂料。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1806005A (zh) * 2003-06-18 2006-07-19 信越聚合物株式会社 导电组合物、导电涂料、导电树脂、电容器、光电转换元件及其制备方法
CN102254584A (zh) * 2011-05-12 2011-11-23 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 基于石墨烯填料的通用电子浆料
CN106167654A (zh) * 2016-06-27 2016-11-30 湖南航天新材料技术研究院有限公司 一种含氧化石墨烯的铜导电墨水及其制备方法和应用
CN106189696A (zh) * 2016-07-20 2016-12-07 合肥恒研智能科技有限公司 一种嵌入式工控机壳体
CN106634311A (zh) * 2016-12-29 2017-05-10 宁波墨西科技有限公司 一种改性石墨烯电磁屏蔽涂料及其制备方法
CN107779038A (zh) * 2017-10-30 2018-03-09 汪涛 基于石墨烯水性树脂导电涂料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1806005A (zh) * 2003-06-18 2006-07-19 信越聚合物株式会社 导电组合物、导电涂料、导电树脂、电容器、光电转换元件及其制备方法
CN102254584A (zh) * 2011-05-12 2011-11-23 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 基于石墨烯填料的通用电子浆料
CN106167654A (zh) * 2016-06-27 2016-11-30 湖南航天新材料技术研究院有限公司 一种含氧化石墨烯的铜导电墨水及其制备方法和应用
CN106189696A (zh) * 2016-07-20 2016-12-07 合肥恒研智能科技有限公司 一种嵌入式工控机壳体
CN106634311A (zh) * 2016-12-29 2017-05-10 宁波墨西科技有限公司 一种改性石墨烯电磁屏蔽涂料及其制备方法
CN107779038A (zh) * 2017-10-30 2018-03-09 汪涛 基于石墨烯水性树脂导电涂料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
付尧等: "《有机化学-理论、实验与习题选编》", 30 September 2018 *
吴培熙等: "《聚合物共混改性（第三版）》", 31 August 2017 *

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