[发明专利]一种水基导电涂料及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种水基导电涂料及其制备方法。

背景技术

    导电涂料具有消除静电和电磁屏蔽性能，由成膜物质、导电填料、溶剂和助剂所组成，在油罐内壁导电涂装、电子元件和线路板印刷、电磁波屏蔽等领域具有广阔的应用前景。

    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。目前，添加型导电涂料常用的导电填料主要包括金属系粉体、碳系粉体、金属氧化物系粉体和复合导电粉体。如JP64-30103A公开了一种以金属粉作导电填料的导电涂料的制备方法，金属粉末虽然导电性能优异，但除银粉外，铝、铜等粉末易氧化，耐腐蚀性能较差，而银粉价格较高，另外，金属粉末一般比重大易沉底结块，因此分散性不好；CN1060858A公开了一种以碳黑或石墨为导电填料的导电涂料的制备方法，碳系导电粉末虽然导电性较好，稳定性也不错，但较难均匀分散，在导电涂料的应用受到很大限制；CN102174284B授权了一种以聚苯胺/凹凸棒石粘土为导电填料制备导电涂料的生产方法，该复合导电填料导电性能优良，成本较低，但聚苯胺作为导电填料具有分散性差，易团聚，放置后易产生絮凝等缺陷，虽利用凹凸棒石粘土良好的粘滞性和触变性，可增加涂料的稳定性和可塑性，但两种物质的粘结性较差，涂料的均匀性较差；CN103077765A 公开了一种复合导电材料，以凹凸棒石粘土粉末和纳米碳粉通过表面吸附有机化合物制备，该复合材料虽然能够提高亲水性，但由于其结构仍为凹土的层链状结构，在制备水基涂料时稳定性仍较差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种具有较好稳定性的水基导电涂料。

为了达到上述目的，本发明提供了一种水基导电涂料，包括以下重量百分含量的组分：钠基膨润土2～5%、改性凹土/纳米碳粉复合导电粉料15～20%、乳化剂3～5%、粘结剂1～3%、分散剂2～6%、偶联剂2～5%、去离子水55.5～70%、消泡剂0.1～0.5%。

其中，乳化剂选用烷基酚聚氧乙烯醚型（OP-10型）或聚乙二醇辛基苯基醚型非离子型表面活性剂，具有润湿、扩散，抗静电性能。

粘结剂为甲基纤维素（MC）、聚乙烯醇（PVA）、硅酸钠（水玻璃）、磷酸钠等，优选甲基纤维素（MC）。

分散剂为南京霄科纳米陶瓷技术开发有限公司生产自制产品SD-00，主要成分是聚丙烯酸铵。

偶联剂为丙二醇丁醚，提高导电涂料的漆膜光洁度、平整性。

消泡剂为二甲基聚硅氧烷，具有较好的消泡能力。

改性凹土/纳米碳粉复合导电粉料通过以下步骤制备：

（1）称量100g细度为200～400目的凹凸棒石粘土放入800～1000ml蒸馏水中，用浓度为lmol/L的50～100ml盐酸在80～100℃中处理1～3小时，同时搅拌2～4小时制备悬浮液；将处理后的悬浮液加入5～10mL的复合活性剂，滴加NaOH溶液调整悬浮液的pH值至6～8，再搅拌2～4小时，静止10小时后，分离出改性凹凸棒石粘土悬浮液；所述复合活性剂包括有机化合物和非离子型表面活性剂，所述有机化合物和非离子型表面活性剂的体积比为1:1～1:2

（2）向上述分离出的改性凹凸棒石粘土悬浮液中加入10～20g纳米碳粉，搅拌10～30min后，离心，过滤回收固体物；

（3）将步骤（2）回收的固体物烘干，研细，即得所述改性凹土/纳米碳粉复合导电粉料。

上述有机化合物为有机聚硅氧烷或有机羧酸（如硬脂酸，已二酸等），优选环氧基聚硅氧烷或硬脂酸。非离子型表面活性剂选用烷基酚聚氧乙烯醚型活性剂（OP-10）、失水山梨醇脂肪酸酯型活性剂（S80）或吐温-20型活性剂，优选烷基酚聚氧乙烯醚型活性剂。

本发明还公开了上述水基导电涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）取去离子水倒入搅拌器中，向其中加入散剂、乳化剂以及偶联剂，采用十字搅刀搅拌器充分搅拌，搅拌速度为1500～3000转/分，搅拌时间为30～60分钟；

（2）将改性凹土/纳米碳粉复合导电粉料、钠基膨润土放入到步骤（1）的混合体系中，充分搅拌，搅拌时间为1～2小时；

（3）将步骤（2）得到的混合体系加入粘结剂，消泡剂，放入球磨机中以188～250r/min的转速球磨1～3h，将球磨后的料浆经真空去泡后即得所述水基导电涂料。

本发明相比现有技术具有以下优点：