CN114086402A - 一种超低电阻黑色导电布及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种超低电阻黑色导电布及其制备方法，该导电布包括两侧镀有金属层的导电基材，所述导电基材的其中一侧由外至内依次包括保护层、黑色遮光层和防渗层；所述导电基材的两侧电阻相同，均小于0.02Ω/sq。该导电布的导电性能极佳。该制备方法工艺过程简单、成本低，上胶量可精确控制，且涂层表观质量优异，便于工业化生产。

Description

一种超低电阻黑色导电布及其制备方法
技术领域
本发明涉及导电布技术领域，尤其是一种超低电阻黑色导电布及其制备方法。
背景技术
黑色导电胶带或导电布通常是采用特殊的电镀技术直接在织物表面电镀黑色金属或直接在金属布表面涂黑，前者工艺过程复杂、成本较高；而涂黑工艺虽工艺简单、成本低，但涂黑过程容易出现波动，上胶量不易精确控制，从而造成表面电阻偏高，同时黑色涂层不耐溶剂擦拭。此外，市面上销售的打印喷涂墨水由于颜料和树脂含量偏低，直接打印在基材表面已出现浮色、发花等缺陷，涂层表观质量差。
发明内容
本发明提供一种超低电阻黑色导电布及其制备方法，用于克服现有技术中工艺过程复杂、成本较高，上胶量不易精确控制，涂层表观质量差等缺陷。
为实现上述目的，本发明提出一种超低电阻黑色导电布，所述导电布包括两侧镀有金属层的导电基材，所述导电基材的其中一侧由外至内依次包括保护层、黑色遮光层和防渗层；所述导电基材的两侧电阻相同，均小于0.02Ω/sq。
为实现上述目的，本发明还提出如上述所述的超低电阻黑色导电布的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照质量比称量稀释剂与树脂，置于容器中，搅拌混合至完全溶解，调粘，得到防渗溶液；
S2：按照质量比称量成膜物质、黑色颜料、助剂和溶剂，搅拌均匀，研磨，得到半成品溶液；
将所述半成品溶液置于超细纳米研磨机中研磨、调粘，得到黑色遮光溶液；
S3：称取所述防渗溶液，并按防渗溶液的2wt％称取助磨剂，混匀，调粘，得到保护液；
S4：利用喷绘机或打印机将防渗溶液喷涂在导电基材的一侧，并加热固化，得到防渗层；
利用喷绘机或打印机将黑色遮光溶液喷涂在所述防渗层上，并加热固化，得到黑色遮光层；
利用喷绘机或打印机将保护液喷涂在所述黑色遮光层上，并加热固化，得到超低电阻黑色导电布。
与现有技术相比，本发明的有益效果有：
1、本发明提供的超低电阻黑色导电布包括两侧镀有金属层的导电基材，所述导电基材的其中一侧镀金属层表面由外至内依次包括保护层、黑色遮光层和防渗层；所述导电基材的两侧电阻相同，均小于0.02Ω/sq。其中防渗层用于对导电基材进行封孔、防止渗漏；黑色遮光层具有极强的吸光和遮光性能，用于涂层的遮光；保护层具有耐水、耐油和耐摩性能，用于保护黑色遮光层，提高涂层的耐摩擦性能和耐溶剂性；同时由于在低电阻导电基材表面形成的涂层厚度较小，几乎对导电基材表面电阻无影响。因此，本发明提供的黑色导电布具有优异的导电性、遮光性、耐摩擦和耐溶剂擦拭等性能。
导电性：本发明提供的黑色导电布两侧电阻相同，均小于0.02Ω/sq，与喷涂前的导电基材电阻基本相同。即本发明提供的黑色导电布保留了导电基材的优异导电性。
耐摩擦性能：对黑色导电布表面涂层进行干摩擦色牢度测试(GB/T 3920-2008)，涂层表面无异常且干摩擦色牢度≥4级。
耐溶剂性能：利用酒精对黑色导电布表面涂层进行擦拭，无沾色、溶解等现象。
2、本发明提供的超低电阻黑色导电布制备方法，通过利用喷绘机或打印机分别将防渗溶液、黑色遮光溶液和保护液喷涂在导电基材上，通过打印的方式进行雾化喷涂，可精确控制涂层的覆盖范围和上胶量，厚度控制为微米级别，从而保证了产品均匀稳定。该制备方法工艺过程简单、成本低，上胶量可精确控制，且涂层表观质量优异，便于工业化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为实施例1提供的超低电阻黑色导电布结构图；
附图标号说明：1：导电基材；2：防渗层；3：黑色遮光层；4：保护层。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
无特殊说明，所使用的药品/试剂均为市售。
本发明提出一种超低电阻黑色导电布，所述导电布包括两侧镀有金属层的导电基材，所述导电基材的其中一侧由外至内依次包括保护层、黑色遮光层和防渗层；所述导电基材的两侧电阻相同，均小于0.02Ω/sq。
优选地，所述导电基材为导电织物，表面电阻＜0.02Ω/sq，导电基材表面电阻越低则有利于获得低电阻的黑色导电。
优选地，所述防渗层由防渗溶液喷涂而成；所述防渗层的厚度≤1μm。防渗层可封闭导电基材间的空隙，防止涂层渗漏，不影响镀导电基材的质感，防渗层的厚度过大时会硬化基材并使表面电阻增大。
优选地，所述防渗溶液由树脂和稀释剂互混而成，所述稀释剂与树脂的质量比为(3～4):1；为保证防渗液能通过打印机或喷涂机雾化喷涂在导电基材表面、且不出现堵塞，所述防渗溶液的粘度需小于200mPa.s。
优选地，所述树脂为氟树脂、丙烯酸树脂和硅树脂中的一种；所述稀释剂为甲苯、二甲基甲酰胺和醋酸正丁酯中的一种。
优选地，所述黑色遮光层由黑色遮光溶液喷涂而成；为保证遮光效果和材料的表面电阻与导电基材相同，所述黑色遮光层的厚度需≤5μm。
优选地，为保证遮光液能通过打印机或喷涂机雾化喷涂在保护层表面、且不出现堵塞，所述黑色遮光溶液的粘度小于200mPa.s；为保证遮光层较好的遮光效果，提高遮光溶液中的黑色颜料和助剂的比例，同时为保证遮光层的附着力，相应提高了树脂含量，所述黑色遮光溶液中各组分按质量比计：成膜物质30～40wt％，黑色颜料15～20wt％，助剂5～10wt％，余量为溶剂。
优选地，所述成膜物质为油性丙烯酸脂类、氟碳树脂和有机硅树脂中的一种；在溶剂中具有优良的溶解性，油性成膜物质均为市售热固性树脂。
所述黑色颜料为色素炭黑和高分散炭黑中的至少一种；各类炭黑着色力强且易于分散。
所述助剂为油性助剂或水油通用助剂，包括分散剂、表面活性剂、PH调节剂、催干剂和保湿剂等。
所述溶剂为甲苯、二甲基甲酰胺和醋酸正丁酯中的一种。
优选地，所述保护层由保护液喷涂而成；为保证保护液能通过打印机或喷涂机雾化喷涂在保护层表面、且不出现堵塞，所述保护液粘度小于200mPa.s；在满足涂层耐摩和耐溶剂性能时，为保证保护层表面电阻与基材一致，应控制保护层的厚度＜1μm；
所述保护液由树脂、助磨剂和稀释剂互混而成，所述稀释剂与树脂的质量比为(3～4):1，所述助磨剂的加入量为稀释剂与树脂总量的2wt％。助磨剂以增强保护层的耐摩性能。
本发明还提出一种如上述所述的超低电阻黑色导电布的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照质量比称量稀释剂与树脂，置于容器中，搅拌混合至完全溶解，调粘，得到防渗溶液；
S2：按照质量比称量成膜物质、黑色颜料、助剂和溶剂，搅拌均匀，研磨，得到半成品溶液；
将所述半成品溶液置于超细纳米研磨机中研磨、调粘，得到黑色遮光溶液；
S3：称取所述防渗溶液，并按防渗溶液的2wt％称取助磨剂，混匀，调粘，得到保护液；
S4：利用喷绘机或打印机将防渗溶液喷涂在导电基材的一侧，并加热固化，得到防渗层；
利用喷绘机或打印机将黑色遮光溶液喷涂在所述防渗层上，并加热固化，得到黑色遮光层；
利用喷绘机或打印机将保护液喷涂在所述黑色遮光层上，并加热固化，得到超低电阻黑色导电布。
实施例1
本实施例提供一种超低电阻黑色导电布，如图1所示，包括保护层4，黑色遮光层3，防渗层2和导电基材1。
导电基材1为市面常见镀镍导电布，为银灰色，厚度0.04mm，表面电阻为5～15mΩ/sq。实际应用中，可依据需要选择其它厚度和电阻的镀金属基布。
防渗层2由防渗溶液固化成膜，由市面常见的树脂和稀释剂混合而成，可封闭基材纤维织物间的空隙，防止涂层渗漏，并不影响基材无黑涂层侧的金属质感，防渗层的厚度不超过1μm。实际应用中，防渗层树脂与溶剂应选择互溶体系。
黑色遮光层3为黑色油性涂层，由成膜物质、颜料、助剂和溶剂混合研磨得到纳米级别黑色遮光溶液，并利用喷绘机均匀喷涂在防渗层表面固化成膜。其中颜料为市售的色素炭黑、高分散性炭黑或导电炭黑中的字少一种，助剂为市售通用的油性或水油通用助剂。黑色遮光溶液粘度小于200mPa.s，粒径D90小于300nm。遮光层具有较好的遮光性能，厚度小于5μm，不影响表面电阻。
保护层4由保护液固化成膜而成，保护液为防渗溶液中加入2wt％助磨剂并混合均匀后制得，保护液粘度小于200mPa.s。保护层厚度小于1μm，可耐摩擦和酒精溶剂擦拭。
防渗层2、遮光层3和保护层4的喷涂由市面销售的喷绘机或打印机等实行。
在本实施例中，超低电阻黑色导电布采用的制备方法如下：
P1：制备防渗层溶液a。按照质量比为3:1比例称量稀释剂与树脂置于容器中，搅拌混合至完全溶解，调整粘度至180mPa.s，得到防渗层溶液a；
P2：制备半成品黑色遮光溶液b。按比例在容器中加入树脂、黑色颜料、助剂和溶剂，搅拌均匀得到混合液，将混合液置于篮式研磨机中，并在1000r/min转速下研磨4h，得到半成品b，此时半成品黑色遮光溶液b的D90粒径小于2μm；
P3：制备成品黑色遮光溶液c。将半成品黑色遮光溶液b置于超细纳米研磨机中，并在2500rr/min转速下研磨24h并调粘，得到成品黑色遮光溶液c，成品黑色遮光溶液c的粘度为180mPa.s，D90粒径小于300nm；
P4：制备保护液d。取防渗溶液a并按质量比2wt％加入助磨剂后分散均匀制得保护液d；
P5：防渗层2制备。利用打印机将防渗层溶液a喷涂在导电基材1表面、并加热固化，得到防渗层2。防渗层1无色透明，控制厚度小于1μm；
P6：黑色遮光层3制备。利用打印机将黑色遮光溶液c均匀喷涂在防渗层2表面、加热固化得到黑色遮光层3，控制遮光层厚度小于5μm；
P7：保护层4制备。利用打印机将保护液d均匀喷涂在黑色遮光层3表面、加热固化得到保护层，控制保护层厚度小于1μm。
实施例2
本实施例提供一种超低电阻导电布，包括导电基材1、防渗层2、黑色遮光层3和保护层4；所述防渗层2为防渗溶液a1固化成膜、所述黑色遮光层3为黑色遮光溶液c1固化成膜、所述保护层4为保护液d1固化成膜；本实例中按表1配方配制防渗层溶液a1、黑色遮光溶液c1和保护液d1。
表1配料表
Figure BDA0003390021920000091
本实施例中超低电阻黑色导电布的制备方法如下：
P1：制备防渗溶液a1。按照质量比为3:1比例称量醋酸正丁酯与油性丙烯酸1置于容器中，搅拌混合至完全溶解，调整粘度至180mPa.s，得到防渗层溶液a1；
P2：制备半成品黑色遮光溶液b1。按比例在容器中加入油性丙烯酸1、色素炭黑、助剂和醋酸正丁酯，搅拌均匀得到混合液，将混合液置于篮式研磨机中，并在1000r/min转速下研磨4h，得到半成品黑色遮光溶液b1，半成品黑色遮光溶液b1的D90粒径为800nm；
P3：制备成品黑色遮光溶液c1。将半成品黑色遮光溶液b1置于超细纳米研磨机中，并在2500rr/min转速下研磨24h、调粘，得到成品黑色遮光溶液c1，成品黑色遮光溶液c1的粘度为180mPa.s，D90粒径为150nm；
P4：制备保护液d1。取防渗溶液a1约300g加入6g助磨剂后分散均匀制得保护液d1；
P5：防渗层2制备。利用打印机将防渗层溶液a1喷涂在导电基材1表面、并加热固化，得到防渗层2。防渗层2无色透明，成膜后厚度为0.50～0.80μm；
P6：黑色遮光层3制备。利用打印机控制喷墨量，将不同数量的黑色遮光溶液c1均匀喷涂在防渗层2表面、加热固化得到不同厚度的黑色遮光层3；黑色遮光层3厚度分别为1.0～1.2μm、2.1～2.4μm和4.2～4.5μm。
P7：保护层4制备。利用打印机将保护液d1均匀喷涂在黑色遮光层3表面、加热固化得到保护层4，保护层4厚度为0.5～0.6μm。
对制备的不同厚度黑色遮光层的黑色导电布进行性能测试，性能结果如表2所示。
表2性能测试表
Figure BDA0003390021920000111
实施例3
本实施例提供一种超低电阻导电布，包括导电基材1、防渗层2、遮光层3和保护层4；所述防渗层2为防渗溶液a2固化成膜、所述遮光3层为黑色遮光溶液c2固化成膜、所述保护层4为保护液d2固化成膜；本实例中按表3配方配制防渗溶液a2、黑色遮光溶液c2和保护液d2。
表3配料表
Figure BDA0003390021920000121
本实施例中超低电阻黑色导电布的制备方法如下：
P1：制备防渗溶液a2。按照质量比为3:1比例称量醋酸正丁酯与油性氟碳树脂2置于容器中，搅拌混合至完全溶解，调整粘度至180mPa.s，得到防渗层溶液a2；
P2：制备半成品b2。按比例在容器中加入油性氟碳树脂2、导电炭黑、助剂和醋酸正丁酯，搅拌均匀得到混合液，将混合液置于篮式研磨机中，并在1000r/min转速下研磨4h，得到半成品b2，半成品b2的D90粒径为1.35μm；
P3：制备成品黑色遮光溶液c2。将半成品b2置于超细纳米研磨机中，并在2500rr/min转速下研磨24h、调粘，得到成品黑色遮光溶液c2，成品黑色遮光溶液c2的粘度为180mPa.s，D90粒径为260nm；
P4：制备保护液d2。取防渗溶液a2约300g加入6g助磨剂后分散均匀制得保护液d2；
P5：防渗层2制备。利用打印机将防渗溶液a2喷涂在导电基材1表面、并加热固化，得到防渗层2。防渗层2无色透明，成膜后厚度为0.6～0.8μm；
P6：遮光层3制备。利用打印机控制喷墨量，将不同数量的黑色遮光溶液c2均匀喷涂在防渗层2表面、加热固化得到不同厚度的黑色遮光层3；黑色遮光层3的厚度分别为：1.1～1.2μm、2.3～2.5μm和4.4～4.6μm。
P7：保护层4制备。利用打印机将保护液d2均匀喷涂在黑色遮光层3表面、加热固化得到保护层4，保护层4厚度为0.50～0.65μm。
对制备的不同厚度遮光层的黑色导电布进行性能测试，性能结果如表4所示。
表4性能测试表
Figure BDA0003390021920000131
实施例4
本实施例提供一种超低电阻导电布，包括导电基材1、防渗层2、遮光层3和保护层4；所述防渗层2为防渗溶液a3固化成膜、所述遮光3层为黑色遮光溶液c3固化成膜、所述保护层4为保护液d3固化成膜；本实例中按表5配方配制防渗层溶液a3、黑色遮光溶液c3和保护液d3。
表5配料表
Figure BDA0003390021920000141
本实施例中超低电阻黑色导电布的制备方法如下：
P1：制备防渗溶液a3。按照质量比为3:1比例称量甲苯与有机硅树脂3置于容器中，搅拌混合至完全溶解，调整粘度至180mPa.s，得到防渗溶液a3；
P2：制备半成品b3。按比例在容器中加入油性氟碳树脂3、乙炔炭黑、助剂和甲苯，搅拌均匀得到混合液，将混合液置于篮式研磨机中，并在1000r/min转速下研磨4h，得到半成品b3，半成品b3的D90粒径为1.8μm；
P3：制备成品黑色遮光溶液c3。将半成品b3置于超细纳米研磨机中，并在2500rr/min转速下研磨24h、调粘，得到成品黑色遮光溶液c3，成品黑色遮光溶液c3的粘度为180mPa.s，D90粒径为280nm；
P4：制备保护液d3。取防渗溶液a3约300g加入6g助磨剂后分散均匀制得保护液d3；
P5：防渗层2制备。利用打印机将防渗溶液a3喷涂在导电基材1表面、并加热固化，得到防渗层2。防渗层2无色透明，成膜后厚度为0.60～0.80μm；
P6：黑色遮光层3制备。利用打印机控制喷墨量，将不同数量的黑色遮光溶液c3均匀喷涂在防渗层2表面、加热固化得到不同厚度的黑色遮光层3；黑色遮光层3的厚度分别为：1.1～1.2μm、2.4～2.6μm和4.5～4.6μm。
P7：保护层4制备。利用打印机将保护溶液d3均匀喷涂在黑色遮光层3表面、加热固化得到保护层4，保护层4厚度为0.50～0.60μm。
对制备的不同厚度遮光层的黑色导电布进行性能测试，性能结果如表6所示。
表6性能测试表
Figure BDA0003390021920000151
上述实施例中的测试结果表明，本发明的超低电阻黑色导电布具有如下优点：
低电阻性：本发明制备的黑色导电布，表面电阻可控制在20mΩ/sq以内，与喷涂前的金属布电阻相同。
优异的耐摩擦性能：由于保护层的存在，提高了涂层的耐摩擦性能。对黑色导电布表面涂层进行干摩擦色牢度测试(GB/T 3920-2008)，涂层表面无异常且干摩擦色牢度不低于4级。
优异的耐溶剂性：保护层提高了涂层对有机溶剂的耐腐蚀性。利用酒精对黑色导电布表面涂层进行数次擦拭，擦拭布无沾色、涂层无溶解等现象出现。
涂层均匀稳定：通过电脑和打印程序对三类涂层的雾化喷涂进行精细化控制，可精确控制涂层的雾化面积和涂层厚度，从而保证了产品均匀稳定。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种超低电阻黑色导电布，其特征在于，所述导电布包括两侧镀有金属层的导电基材，所述导电基材的其中一侧由外至内依次包括保护层、黑色遮光层和防渗层；所述导电基材的两侧电阻相同，均小于0.02Ω/sq。
2.如权利要求1所述的超低电阻黑色导电布，其特征在于，所述导电基材为导电织物，表面电阻＜0.02Ω/sq。
3.如权利要求1所述的超低电阻黑色导电布，其特征在于，所述防渗层由防渗溶液喷涂而成；所述防渗层的厚度≤1μm。
4.如权利要求3所述的超低电阻黑色导电布，其特征在于，所述防渗溶液由树脂和稀释剂互混而成，所述稀释剂与树脂的质量比为(3～4):1；所述防渗溶液的粘度小于200mPa.s。
5.如权利要求3或4所述的超低电阻黑色导电布，其特征在于，所述树脂为氟树脂、丙烯酸树脂和硅树脂中的一种；所述稀释剂为甲苯、二甲基甲酰胺和醋酸正丁酯中的一种。
6.如权利要求1所述的超低电阻黑色导电布，其特征在于，所述黑色遮光层由黑色遮光溶液喷涂而成；所述黑色遮光层的厚度≤5μm。
7.如权利要求6所述的超低电阻黑色导电布，其特征在于，所述黑色遮光溶液的粘度小于200mPa.s；所述黑色遮光溶液中各组分按质量比计：成膜物质30～40wt％，黑色颜料15～20wt％，助剂5～10wt％，余量为溶剂。
8.如权利要求7所述的超低电阻黑色导电布，其特征在于，所述成膜物质为油性丙烯酸脂类、氟碳树脂和有机硅树脂中的一种；
所述黑色颜料为色素炭黑和高分散炭黑中的至少一种；
所述助剂为油性助剂或水油通用助剂，包括分散剂、表面活性剂、PH调节剂、催干剂和保湿剂；
所述溶剂为甲苯、二甲基甲酰胺和醋酸正丁酯中的一种。
9.如权利要求1所述的超低电阻黑色导电布，其特征在于，所述保护层由保护液喷涂而成；所述保护液粘度小于200mPa.s；所述保护层厚度＜1μm；
所述保护液由树脂、助磨剂和稀释剂互混而成，所述稀释剂与树脂的质量比为(3～4):1，所述助磨剂的加入量为稀释剂与树脂总量的2wt％。
10.一种如权利要求1～9任一项所述的超低电阻黑色导电布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按照质量比称量稀释剂与树脂，置于容器中，搅拌混合至完全溶解，调粘，得到防渗溶液；
S2：按照质量比称量成膜物质、黑色颜料、助剂和溶剂，搅拌均匀，研磨，得到半成品溶液；
将所述半成品溶液置于超细纳米研磨机中研磨、调粘，得到黑色遮光溶液；
S3：称取所述防渗溶液，并按防渗溶液的2wt％称取助磨剂，混匀，调粘，得到保护液；
S4：利用喷绘机或打印机将防渗溶液喷涂在导电基材的一侧，并加热固化，得到防渗层；
利用喷绘机或打印机将黑色遮光溶液喷涂在所述防渗层上，并加热固化，得到黑色遮光层；
利用喷绘机或打印机将保护液喷涂在所述黑色遮光层上，并加热固化，得到超低电阻黑色导电布。
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