CN111621178A - 一种无机耐高温石墨烯导电涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无机耐高温石墨烯涂料及其制备方法。主要用于建筑物室内与室外的墙或地面，需要对环境周围所产生的静电、电磁干扰等进行防护和疏导以及屏蔽的场合。本发明采用如下技术方案：一种无机耐高温石墨烯导电涂料及其制备方法，其重量份比为：硅酸钾20份，硅酸钠20份，石墨烯0.02～0.05份，分散剂0.1～0.2份，促进剂0.15～0.3份，填料10份，纯净水50份。

Description

一种无机耐高温石墨烯导电涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域中，使用的一种无机耐高温石墨烯导电涂料及其制备方法，主要用于建筑物室内与室外的墙或地面，在需要对环境周围所产生的静电、电磁干扰等进行防护和疏导以及屏蔽的场合。
现有技术和背景
目前我国建筑领域中涂料产品均以装饰性为主导，即有功能性产品也是一些防腐、防水、防火类产品。产品特征均为绝缘体，没有导电性。随着电子信息、电子装备、电子产品制造业的兴起，越来越多的场合需要对环境周围产生的静电、电磁干扰进行防护、疏导以及屏蔽。如现在使用的防静电地板、防静电环氧树脂地坪等。这些产品中都含有能较好导电的材料，多以碳黑、金属等粉末在其中构成导电体。这些导电体的载体多为有机树脂类，耐高温性能差，且这些导电材料由于分子结构较大在涂料中分散性、稳定性和添加量都有所不足。而石墨烯具有最优异的导电性，是目前发现的电导率最高的物质，在室温下的载流子迁移率为15000cm/vs,并且在非极性溶液中表现出良好的溶解性，可以吸附或脱附于各种原子和分子，适合配置各种油性和水性涂料。
发明目的
本发明的目的在于解决上述目前使用产品中的不足，提供一种全部由无机矿物材料构成的耐高温的导电涂料，它是由石墨烯导电物添加到硅酸盐溶液中所构成的导电溶液，涂装在物体表面形成导电通路来完成导电的。
技术方案
本发明的目的是通过采用如下技术方案实施达到的。
一种无机耐高温石墨烯导电涂料及其制备方法，其配比重量份比为：
硅酸钾20份，硅酸钠20份，石墨烯0.02～0.05份，分散剂0.1～0.2份，促进剂0.15～0.3份，填料10份，纯净水50份。
配方特征在于：
所述的分散剂为聚羧酸钠型。
所述的促进剂为硫酸盐类。
所述的石墨烯为单层、少层或多层。
所述的粘合材料为硅酸盐类。
其制备流程为：
（1）先将上述硅酸钾、硅酸钠、石墨烯、分散剂、促进剂，称量后加入TM010系列型高速分散机内，再加入洁净纯净水（切忌有酸性），室温下工作。
（2）以中速500r/min运转10分钟，再以高速3000r/min运转10分钟。
（3）搅拌完成后，打开料阀将制好的料放入准备出厂的容器中，称重后加盖扭紧，贴好出厂标签入库。
与现有技术相比具有的优异效果
与现有技术相比，本发明的优点在于技术先进。石墨烯导电性能远远超越传统的导电材料，用较少的导电粉就可实现优异的导电效果，由于它的组织结构是原子形态，微粒更易于分散和吸附。特别是它的耐高温特性，在高温下仍能保持稳定的介电常数。在军火库、战备仓储上更有使用价值，在实际使用时简单易操作，可喷涂、可滚刷，与原产品对比经济性也更为突出。另外该涂料操作简单，可直接在基础面上进行涂装（见说明书附图）。
实施例或具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例一：
一种无机耐高温石墨烯导电涂料，包括：硅酸钾20份，硅酸钠20份，石墨烯多层0.02～0.05份，分散剂0.1～0.2份，促进剂0.15～0.3份，填料10份，纯净水50份。
优选的，无机耐高温石墨烯导电涂料，其原料包括：硅酸钾20份，硅酸钠20份，石墨烯少层0.015～0.03份，分散剂0.1～0.2份，促进剂0.15～0.3份，填料10份，纯净水50份。
优选的，所述的分散剂为聚羧酸钠型；
优选的，所述的促进剂为硫酸鋰。
优选的，所述的石墨烯为少层石墨烯；
优选的，所述的填料为二氧化硅（1200目）；
石墨烯导电性能的差异是由其结构层的状态所决定，单层最佳、少层其次、多层较差，对于添加量也会随着导电性能的要求逐渐增加。由于目前的石墨烯生产技术和量产还处于早期状态，制造成本来讲，石墨烯单层往往较石墨烯多层的成本高出很多，因此从生产石墨烯导电涂料来讲，在能满足导电技术参数的条件下，优选石墨烯少层或多层的更为经济。
本实施案例选用的技术参数为少层石墨烯，导电率，1000/cm，热导率3000w/mk，厚度1-3nm，直径3-5μm
进一步的，所选的石墨烯为少层（1-3nm）层，片径3-5μm。
试验例结论：
石墨烯的技术参数的不同和添加量对于涂料的导电率产生差异，选用单层的石墨烯会减少添加量，而选多层石墨烯经济指标会更显著，控制添加量以此来满足石墨烯导电涂料导电效果。
名称 添加量% 溶液电阻
石墨烯多层 0.04 1.0×107
石墨烯少层 0.06 2.5×106
石墨烯单层 0.08 1.0×105
表1：材料中石墨烯的添加量与不同溶液电阻的对应数值。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，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。
图1是无机耐高温石墨烯导电涂层示意图。

Claims (6)

1.一种无机耐高温石墨烯导电涂料及其制备方法，其重量份比为：硅酸钾20份，硅酸钠20份，石墨烯0.02～0.05份，分散剂0.1～0.2份，促进剂0.15～0.3份，填料10份，纯净水50份。
2.其制备流程为：
（1）先将上述硅酸钾、硅酸钠、石墨烯、分散剂、促进剂，称量后加入TM010系列高速分散机内，再加入洁净纯净水（切忌有酸性），室温下工作；
（2）以中速500r/min运转10分钟，再以高速3000r/min运转10分钟；
（3）搅拌完成后，打开料阀将制好的料放入准备出厂的容器中，称重后加盖扭紧，贴好出厂标入库。
3.根据权利要求1所述的一种无机耐高温石墨烯导电涂料及其制备方法，其特征在于，按照重量份数计，其原料包括：硅酸钾20份，硅酸钠20份，石墨烯0.02～0.05份，分散剂0.1～0.2份，促进剂0.15～0.3份，填料10份，纯净水50份。
4.根据权利要求1所述的一种无机耐高温石墨烯导电涂料及其制备方法，其特征在于，所述的石墨烯为单层、少层、多层。
5.根据权利要求1所述的一种无机耐高温石墨烯导电涂料及其制备方法，其特征在于，所述的石墨烯其规格层数为2-5；厚度1-3nm；3-5μm；热导率3000w/mk；导电率1000/cm。
6.根据权利要求1所述的一种无机耐高温石墨烯导电涂料及其制备方法，其特征在于，所述的粘结剂为硅酸盐类。
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