CN1733848A - 一种新型导电涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种新型导电涂料的制备方法。本发明以混合价钼氧化物和混合价锡氧化物作为导电剂，具体由成膜物质、导电剂、偶联剂、稀释剂和助剂组成，利用本发明制备出的导电涂料电阻率低且导电性能持久稳定，漆膜细腻，具有耐磨、耐冲击、耐酸碱、耐温变等特点。为了使导电填料更好地分散在涂料中形成导电网络，体系中还加入了适量的导电偶联剂。本发明可以通过调节导电剂的种类及添加量来满足对涂料导电性能的要求。本发明制得的导电涂料，漆膜的电阻率值在10－1～102Ω·cm范围内。

Description

一种新型导电涂料的制备方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种新型导电涂料的制备方法。
背景技术
具有传导电流和排除积累静电荷能力的涂料称为导电涂料。该类涂料在油罐内壁导静电涂装、电子元件和线路板印刷、电磁波屏蔽、建筑取暖、航空航天等领域具有广阔的应用前景。
导电涂料的研究和应用始于20世纪40年代初，我国始于20世纪50年代。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，添加型导电涂料占主导地位。添加型导电涂料常用的导电粉有金属系填料(镍粉、铜粉、银粉等)、碳系填料(石墨粉、乙炔黑等)、金属氧化物系填料(氧化锌、氧化锡等)和复合导电填料(如用银粉包覆玻璃珠、导电云母等)等。
在导电涂料研发中，开发新型导电填料倍受重视。例如，解决银系导电填料价格昂贵、铜镍系导电填料易氧化及石墨系导电填料颜色深等问题，开发新型的导电填料，使其价格适中且性能稳定，这对于导电涂料的发展具有重要的意义，用该类导电剂制备出的导电涂料必将具有广阔的市场应用前景。
发明内容
本发明的目的是提出一种以混合价钼氧化物和混合价锡氧化物作为导电剂制备新型导电涂料的方法。
本发明提出的导电涂料，由成膜物质(树脂+固化剂)、导电剂、偶联剂、混合稀释剂和助剂组成，各组份的重量百分比为：
成膜物质(树脂+固化剂)            15～25
导电剂、偶联剂                   70～80
混合稀释剂                       3～8
助剂                             2～5
以上各组份重量之和满足100。
其中，偶联剂的加入量为导电剂加入量的3～8％。
对于双组分涂料，还需要加入固化剂配合使用，固化剂与树脂的重量比为1∶4～1∶8；对于单组分导电涂料，则不需要加入固化剂。
本发明中，成膜物质由树脂和固化剂组成，树脂可以采用环氧树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂、氟碳树脂中的一种。
本发明中，导电剂可以是混合价锡氧化物(SnOx)或混合价钼氧化物(MoOx)中的一种，或其混合物。
本发明中，混合稀释剂可以采用正丁酯、甲苯、二甲苯、二丁酯、CAC、叔碳酸正丁基缩水甘油醚、正丁醇等中任两种或多种组成的混合物。
本发明中，偶联剂大多采用钛酸正丁酯偶联剂，也可以使用硅烷偶联剂。
本发明中，加入的助剂主要是润湿分散剂(如Byk 4010、EFKA 3033、Byk-220s、EFKA4050等)，消泡剂(如迪高A-900、Byk-A530等)，流平剂(如EFKA-3777、迪高B-1484等)之两种或几种。
本发明中，根据所用树脂的不同，可以选择不同类型的固化剂，如可以采用己二异氰酸酯(HDI)的缩二脲或三聚体、甲苯二异氰酸酯(TDI)的加成物或三聚体中的一种。
本发明的制备方法如下：
(1)按上述配比将助剂加入到树脂中，用分散机以每分钟900～1100转的速度搅拌10～25分钟；
(2)将偶联剂、导电剂加入到步骤(1)的混合物中，用分散机以每分钟900～1100转的速度搅拌10～25分钟；
(3)向步骤(2)的混合物中加入混合稀释剂，用分散机以每分钟900～1100转的速度搅拌5～10分钟；
(4)过筛去除杂质，得到成品导电涂料，其中，筛的目数可以是100～300目。
本发明利用混合价金属氧化物作为导电剂，制备出了一类新型的高效导电涂料。所用的导电填料具有细度高、电导率高、导电性能持久、耐酸碱、耐温变等诸多优点，因此，用该导电剂制备的导电涂料必将具有广阔的市场应用前景。
本发明所制备的导电涂料随着导电剂添加量的增大，漆膜的电阻率不断下降。当导电剂的添加量控制在65wt％～75wt％之间时，对应漆膜的电阻率大小范围为10-1Ωcm～102Ωcm。本发明可以根据实际需要，通过调整导电剂的添加量，来控制漆膜的电阻率。导电剂的粒径越小，获得的漆膜外观越光滑平整，耐磨擦抗冲击力也越好，同时还可以降低涂料贮存过程中的沉降率。
本发明所用的混合价氧化物导电剂的电阻率为0.1～20Ω·cm。混合价锡氧化物(SnOx)为灰色或浅棕色粉体，混合价钼氧化物(MoOx)为棕色粉体。
本发明中加入了适量的偶联剂。通常混合价氧化物导电剂的加入，很难较好地分散在涂料中形成网络结构，偶联剂的加入，有利于导电剂形成稳定的导电网络。研究表明，当偶联剂的添加量占导电剂的质量百分比的3～8％时，涂层具有较好的导电性。当偶联剂加入量太少(小于3％)时，导电剂不能够很好的分散，不易形成良好的导电网络，涂层导电效果不好；而当偶联剂的添加量超过8％时，偶联剂在微粒表面的包覆过多，阻碍导电通道的形成和增加颗粒间隙，增大了漆膜接触电阻。
本发明制备的导电涂料随着漆膜温度的升高，漆膜电阻率几乎不变，说明导电涂料具有良好的电学热稳定性。
对于成膜良好的漆膜来说，厚度对漆膜电阻率的影响不大。这说明漆膜内的导电剂已经均匀地分散在漆膜中，不会在重涂中出现局部聚集造成电阻率的变化。
本发明具有如下优点：
1、由于本发明利用的原料来源广，供应充足，制备出的导电涂料导电效果好。
2、本发明的导电涂料制备工艺简单，涂层平整度好，耐擦洗、耐候性优良。
3、本发明制备出的导电涂料不仅导电性能优异，而且其耐酸碱、耐温变性能优异。
4、本发明制备出的导电涂料耐候性优良，导电效果持久。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
该导电涂料的基本配方为：
  原料名称   用量/g
  双酚A型环氧树脂稀释剂(丁酯∶二甲苯＝1∶1)锡混合价氧化物导电剂钛酸正丁酯偶联剂Byk 4010分散剂迪高A-900消泡剂   2086551.51.5
  环氧固化剂   5
按上述配比将助剂加入到树脂中，用分散机以每分钟900～1100转的速度搅拌10～25分钟；将偶联剂、导电剂加入到上述混合物中，用分散机以每分钟900～1100转的速度搅拌10～25分钟；向上述混合物中加入混合稀释剂，用分散机再以每分钟900～1100转的速度搅拌5～10分钟；过筛去除杂质，得到成品导电涂料，其中，筛的目数可以是100～300目。此时导电剂的添加量为65wt％，漆膜的电阻率为200Ωcm。
其余条件不变，当导电剂采用钼混合价氧化物时，漆膜的电阻率为2.5Ω·cm。
实施例2
该导电涂料的基本配方为：
  原料名称   用量/g
  醇酸树脂稀释剂(甲苯∶二丁酯＝1∶1)锡混合价氧化物导电剂钛酸正丁酯偶联剂Byk-220s润湿分散剂EFKA-3777流平剂固化剂   176.07042.01.05
按照上述原料比例进行搅拌分散，配制成导电涂料成品，具体操作如实施例1。当导电剂的添加量为70wt％，漆膜的电阻率为55Ω·cm。
其余条件不变，当导电剂采用钼混合价氧化物时，漆膜的电阻率为1.5Ω·cm。
实施例3：
导电涂料的基本配方为：
  原料名称   用量/g
  单组分丙烯酸树脂稀释剂(正丁酯∶二甲苯＝1∶1)锡混合价氧化物导电剂硅烷偶联剂Byk-110润湿分散剂Byk-A530   153.67541.80.6
按照上述原料比例进行搅拌分散，配制成导电涂料成品，具体操作如实施例1。当导电剂的添加量为75wt％，漆膜的电阻率为35Ω·cm。
其余条件不变，当导电剂采用钼混合价氧化物时，漆膜的电阻率为0.90Ω·cm。
实施例4：
导电涂料的基本配方为：
  原料名称   用量/g
  双组分丙烯酸树脂稀释剂(正丁酯∶二甲苯＝1∶1)锡混合价氧化物导电剂铝混合价氧化物导电剂硅烷偶联剂Vxl-6212润湿分散剂Byk-A530固化剂   185.6205041.80.62.25
按照上述原料比例进行搅拌分散，配制成导电涂料成品，具体操作如实施例1。当导电剂总的添加量为70wt％，漆膜的电阻率为40Ω·cm。
实施例5：
该导电涂料的基本配方为：
  原料名称   用量/g
  氟碳树脂稀释剂(CAC∶二丁酯＝1∶2)Vxl-6212润湿分散剂迪高B-1484流平剂迪高A-900消泡剂混合价锡氧化物导电剂混合价钼氧化物导电剂硅烷偶联剂固化剂   155.50.90.30.3106534
按照上述原料比例进行搅拌分散，配制成导电涂料成品，具体操作如实施例1。导电剂总的添加量为75wt％，漆膜的电阻率为1.5Ω·cm。

Claims (7)

1、一种新型导电涂料，其特征在于由成膜物质、导电剂、偶联剂、混合稀释剂和助剂组成，各组份的重量百分比为：
成膜物质(树脂+固化剂)          15～25
导电剂、偶联剂                 70～80
混合稀释剂                     3～8
助剂                           2～5
以上各组份重量之和满足100；
其中，偶联剂的加入量为导电剂加入量的3～8％；
对于成膜物质为多组分的涂料，在上述组分中加入固化剂，固化剂与成膜物质的重量比为1∶4～1∶8。
2、根据权利要求1所述的新型导电涂料，其特征在于树脂采用氟碳树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂之一种。
3、根据权利要求1所述的新型导电涂料，其特征在于导电剂是混合价锡氧化物或混合价钼氧化物之一种，或其混合物。
4、根据权利要求1所述的新型导电涂料，其特征在于混合稀释剂采用正丁酯、甲苯、二甲苯、二丁酯、CAC、叔碳酸正丁基缩水甘油醚、正丁醇之任两种或多种组成的混合物。
5、根据权利要求1所述的新型导电涂料，其特征在于偶联剂采用钛酸正丁酯或硅烷偶联剂之一种。
6、根据权利要求1所述的新型导电涂料，其特征在于固化剂采用己二异氰酸酯(HDI)缩二脲或三聚体、甲苯二异氰酸酯(TDI)的加成物或三聚体中的一种。
7、一种如权利要求1所述的新型导电涂料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)按上述配比将助剂加入到树脂中，用分散机充分搅拌；
(2)将偶联剂、导电剂加入到步骤(1)的混合物中，充分搅拌；
(3)向步骤(2)的混合物中加入混合稀释剂，搅拌均匀；
(4)过筛去除杂质，得到成品导电涂料，其中，筛的目数是100～300目。
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