CN116426191A - 一种电池用水性导电涂料及其制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池用水性导电涂料及其制备方法及应用，属于导电涂料技术领域，所述电池用水性导电涂料，按重量份计，包括以下组分：炭黑水分散物1370份、自制水性环氧树脂乳液450‑550份、石墨粉360份、防沉降剂615份；电池用水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤：将防沉降剂、石墨粉、自制水性环氧树脂乳液依次加入研磨桶中，研磨1小时；滴加乙醇胺，调节PH至8‑9，继续碾磨30分钟，物料装入密封桶中；本发明开发的水性导电涂料是由自制水性环氧树脂乳液、石墨粉、炭黑以及各种助剂配制以及研磨而成，其中的导电介质分散均匀，其粘结力和导电性好，适应用于电池的生产而不影响其性能。

Description

一种电池用水性导电涂料及其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及导电涂料技术领域，具体是一种电池用水性导电涂料及其制备方法及应用。
背景技术
中国电池工业目前使用的导电涂料大多都是油性的，而基于环境保护及产品成本的考虑，开发水性石墨导电涂料并予以逐步替代是发展的大趋势，而现在市场上的水性产品基本都是国外公司开发的。为了企业的可持续发展，追赶国外先进技术，研发具有自主知识产权的新产品，更有效的开拓经营市场具有重大意义。因此，本发明提出了一种电池用水性导电涂料及其制备方法及应用。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种电池用水性导电涂料及其制备方法及应用。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电池用水性导电涂料，按重量份计，包括以下组分：
炭黑水分散物1370份、自制水性环氧树脂乳液450-550份、石墨粉360份、防沉降剂615份。
作为本发明进一步的技术方案，按重量份计，包括以下组分：
炭黑水分散物1370份、自制水性环氧树脂乳液500份、石墨粉360份、防沉降剂615份。
作为本发明进一步的技术方案，所述自制水性环氧树脂乳液的制备方法包括以下步骤：
将分散剂十二烷基苯磺酸钠9份，乳化剂op-1015份，直接溶于600份水中，然后加入2L四口烧瓶中，打开搅拌浆；
称量甲基丙烯酸甲酯30份，丙烯酸正丁酯30份，加入烧瓶中；把过硫酸钾2.0份溶于175份去离子水中，待水浴温度升到80度，滴入烧瓶(8:50开始滴加，至13:10滴完)；
等烧瓶中乳液成核，呈现蓝光，将60份甲基丙烯酸甲酯和60份丙烯酸正丁酯的混合液体滴加入烧瓶中，用时1小时；
反应30分钟后，开始滴加由60份甲基丙烯酸甲酯、45份丙烯酸正丁酯、12份丙烯酸和12份甲基丙烯酸缩水甘油酯组成的混合液体，用时1.5小时。
保温反应1小时，经过滤加入储存罐待用，产品固含量约为30％。
作为本发明进一步的技术方案，所述炭黑水分散物的制备方法如下：
将120份导电炭黑，由PE100和SBDS组成的分散剂50份，1200份水，混合研磨30分钟，其中，所述分散剂中PE100和SBDS之间的比例为3：2。
作为本发明进一步的技术方案，所述防沉降剂是由硅酸镁铝粉和水混合制备而成的凝胶。
作为本发明进一步的技术方案，所述石墨粉是由800目，1500目和3000目的石墨按照1：1：2的比例混合而成。
上述电池用水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤：
将防沉降剂、石墨粉、自制水性环氧树脂乳液依次加入研磨桶中，研磨1小时；
滴加乙醇胺，调节PH至8-9，继续碾磨30分钟，物料装入密封桶中。
所述电池用水性导电涂料的制备方法制备得到的水性导电涂料在电池领域中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明开发的水性导电涂料是由自制水性环氧树脂乳液、石墨粉、炭黑以及各种助剂配制以及研磨而成，其中的导电介质分散均匀，其粘结力和导电性好，适应用于电池的生产而不影响其性能。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的涂料在经过涂层粘结力测试后的实况图。
图2为本发明实施例2制备的涂料在经过涂层粘结力测试后的实况图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
自制水性环氧树脂乳液的制备方法包括以下步骤：
将分散剂十二烷基苯磺酸钠9g，乳化剂op-1015g，直接溶于600g水中，然后加入2L四口烧瓶中，打开搅拌浆。
称量甲基丙烯酸甲酯30g，丙烯酸正丁酯30g，加入烧瓶中。把过硫酸钾2.0g溶于175g去离子水中，待水浴温度升到80度，用时4小时20分钟滴入烧瓶中。
等烧瓶中乳液成核，呈现蓝光，将60g甲基丙烯酸甲酯和60g丙烯酸正丁酯的混合液体滴加入烧瓶中，用时1小时。
反应30分钟后，开始滴加由60g甲基丙烯酸甲酯，45g丙烯酸正丁酯，12g丙烯酸，12g甲基丙烯酸缩水甘油酯组成的混合液体，用时1.5小时。
保温反应1小时，经过滤加入储存罐待用，产品固含量约为30％。
实施例1
一种电池用水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤：
将120g导电炭黑，由PE100和SBDS组成的分散剂50g，1200g水，混合研磨30分钟，得到炭黑水分散物，其中，所述分散剂中PE100和SBDS之间的比例为3：2。
将15g硅酸镁铝粉用600g水制备成凝胶，由800目，1500目和3000目的石墨按照1：1：2的质量比混合而成的石墨粉360g，自制水性环氧树脂乳液500g依次加入碾磨桶中，碾磨1小时。
滴加乙醇胺，调节PH至8-9，继续碾磨30分钟，物料装入密封桶中。
涂层粘结力测试：如下图1所示，喷涂后涂层分布均匀，而用胶带检测其粘结力，也未有明显脱落痕迹。
对实施例1制备得到的样品进行表面电阻测试：把2g样品放在洗净的玻璃板边上(100x 150mm)，用成模器将它展开(125μ)，在设定温度为100℃的恒温电热板烘10分钟，等样品完全冷却至室温，将涂层中心区域切割成30x 60mm的矩阵，用欧姆表测两端之间的电阻，电阻值为170Ω/sq，达到样品阻值要在150-200Ω/sq之间。
实施例2
一种电池用水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤：
将120g导电炭黑，由PE100和SBDS组成的分散剂50g，1200g水，混合研磨30分钟，得到炭黑水分散物，其中，所述分散剂中PE100和SBDS之间的比例为3：2。
将15g硅酸镁铝粉用600g水制备成凝胶，由800目、1500目和3000目的石墨按照1：1：2的质量比混合而成的石墨粉360g，自制水性环氧树脂乳液450g依次加入碾磨桶中，碾磨1小时。
滴加乙醇胺，调节PH至8-9，继续碾磨30分钟，物料装入密封桶中。
涂层粘结力测试：如下图2所示，喷涂后涂层分布均匀，但用胶带检测其粘结力，有明显脱落痕迹，不符合要求。
实施例3
一种电池用水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤：
将120g导电炭黑，由PE100和SBDS组成的分散剂50g，1200g水，混合研磨30分钟，得到炭黑水分散物，其中，所述分散剂中PE100和SBDS之间的比例为3：2。
将15g硅酸镁铝粉用600g水制备成凝胶，由800目、1500目和3000目的石墨按照1：1：2的质量比混合而成的石墨粉360g，自制水性环氧树脂乳液550g依次加入碾磨桶中，碾磨1小时。
滴加乙醇胺，调节PH至8-9，继续碾磨30分钟，物料装入密封桶中。
本实施例3的样品表面电阻测试：把2g样品放在洗净的玻璃板边上(100x 150mm)，用成模器将它展开(125μ)，设定温度为100℃的恒温电热板烘10分钟，等样品完全冷却至室温，将涂层中心区域切割成30x 60mm的矩阵，用欧姆表测两端之间的电阻，电阻值为290Ω/sq，样品阻值大于200Ω/sq，不符合要求。
综上所述：在导电涂料其它成分不变的条件下，考察了自制水性环氧树脂乳液用量对导电涂料综合性能的影响，发现用量减少，涂层粘结力不够。而用量增加，对电阻的影响非常敏感，增加幅度迅猛。因此，在本实验条件下，目前的最佳配比为，自制水性环氧树脂乳液500g(固含量30％)，石墨360g，炭黑120g，分散剂50g，硅酸美铝15g，其余成分为水分，总固含量为24.43％。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池用水性导电涂料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
炭黑水分散物1370份、自制水性环氧树脂乳液450-550份、石墨粉360份、防沉降剂615份。
2.根据权利要求1所述的一种电池用水性导电涂料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
炭黑水分散物1370份、自制水性环氧树脂乳液500份、石墨粉360份、防沉降剂615份。
3.根据权利要求2所述的一种电池用水性导电涂料，其特征在于，所述自制水性环氧树脂乳液的制备方法包括以下步骤：
将分散剂十二烷基苯磺酸钠9份，乳化剂op-1015份，直接溶于600份水中，然后加入2L四口烧瓶中，打开搅拌浆；
称量甲基丙烯酸甲酯30份，丙烯酸正丁酯30份，加入烧瓶中；把过硫酸钾2.0份溶于175份去离子水中，待水浴温度升到80度，滴入烧瓶；
等烧瓶中乳液成核，呈现蓝光，将60份甲基丙烯酸甲酯和60份丙烯酸正丁酯的混合液体滴加入烧瓶中；
反应30分钟后，开始滴加由60份甲基丙烯酸甲酯、45份丙烯酸正丁酯、12份丙烯酸和12份甲基丙烯酸缩水甘油酯组成的混合液体。
保温反应1小时，经过滤加入储存罐待用。
4.根据权利要求2所述的一种电池用水性导电涂料，其特征在于，所述炭黑水分散物的制备方法如下：
将120份导电炭黑，由PE100和SBDS组成的分散剂50份，1200份水，混合研磨30分钟，其中，所述分散剂中PE100和SBDS之间的比例为3：2。
5.根据权利要求2所述的一种电池用水性导电涂料，其特征在于，所述防沉降剂是由硅酸镁铝粉和水混合制备而成的凝胶。
6.根据权利要求2所述的一种电池用水性导电涂料，其特征在于，所述石墨粉是由800目，1500目和3000目的石墨按照1：1：2的比例混合而成。
7.一种根据权利要求1-6任一所述的一种电池用水性导电涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将防沉降剂、石墨粉、自制水性环氧树脂乳液依次加入研磨桶中，研磨1小时；
滴加乙醇胺，调节PH至8-9，继续碾磨30分钟，物料装入密封桶中。
8.一种如权利要求7所述的电池用水性导电涂料的制备方法制备得到的水性导电涂料在电池领域中的应用。
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