[发明专利]一种超低碳管含量碳系导电涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电涂料及其制备方法，尤其涉及一种超低碳管含量碳系导电涂料及其制备方法，具体适用于在实现静电喷涂的基础上降低碳管含量，并提高颜料装饰性能。

背景技术

导电涂料是指涂覆在非导电基材上，使之具有传导电流和排除静电荷积累的一种功能涂料。根据导电性能的不同，导电涂料可分为：用作导电体使用的涂料，如冬季取暖和汽车玻璃防霜的加热漆，船舶防污涂料；用作辐射屏蔽，如无线电波，电磁波屏蔽；用作抗静电涂料，如化工场地面、油罐车内壁等。导电涂料主要是由导电填料、树脂、溶剂、稀释剂和助剂组成。常用的导电添加剂有金属类粉末、金属氧化物、导电碳等，其中，常用的金属粉末有铜、镍、银粉等，银粉价格高，在电场下容易出现金属粉迁移，镍粉价格高，铜粉易被氧化、性能不稳定；金属氧化物类导电填料有二氧化钛、纳米氧化锌等，氧化物添加量较大，易导致涂料价格高；导电碳有石墨、碳纳米管、石墨烯等，碳系导电颜料添加量大，易导致颜料装饰性能差。

中国专利，公开号为CN101165127A，公开日为2008年4月23日的发明专利公开了一种含碳纳米管水性聚氨酯导电涂料及其制备方法，该发明将浓酸改性的多壁碳管、含量约2–10wt.％掺加到基础涂料中，以制备导电涂料，其缺陷包括：

首先，碳管的含量很高，会影响涂料的颜色，颜料的装饰性能较差；

其次，需要对碳管进行浓酸改性，该浓酸处理易污染环境；

再次，制备方法复杂，产业化代价高，生产成本较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的碳管含量较高、颜料的装饰性能较差、生产成本较高、制备方法复杂的缺陷与问题，提供一种碳管含量较低、颜料的装饰性能较强、生产成本较低、制备方法简单的超低碳管含量碳系导电涂料及其制备方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种超低碳管含量碳系导电涂料，包括基础涂料及其内掺杂的导电添加剂，所述导电添加剂为碳纳米管；

所述碳纳米管的类型为碳纳米管阵列，且碳纳米管在基础涂料中均匀分散；

所述导电涂料中碳纳米管的质量百分比浓度为0.1–0.5wt％，该导电涂料经空气喷涂后形成的漆膜的面电阻小于等于10⁹Ω。

所述基础涂料为不导电性或弱导电性涂料。

一种上述超低碳管含量碳系导电涂料的制备方法，所述制备方法依次包括以下步骤：

一次分散：先将碳纳米管阵列加入基础涂料中，再用带球磨介质的一次高速分散设备进行一次分散以得到一次分散体，然后用滤网过滤掉一次分散体中的球磨介质以得到中间混合涂料，该中间混合涂料中碳纳米管的质量百分比浓度为0.5–1.5wt％；

二次分散：先将上述中间混合涂料加入基础涂料中，再用带球磨介质的二次高速分散设备进行二次分散以得到二次分散体，然后用滤网过滤掉二次分散体中的球磨介质以得到所述导电涂料，该导电涂料中碳纳米管的质量百分比浓度为0.1–0.5wt％，且该导电涂料经空气喷涂后形成的漆膜的面电阻小于等于10⁹Ω。

所述一次分散中，分散设备的转速为2000rpm，分散时间为2h；所述二次分散中，分散设备的转速为2000rpm，分散时间为30min。

所述球磨介质是锆珠、玻璃珠、玛瑙珠或氧化铝珠。

所述球磨介质的直径是1mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种超低碳管含量碳系导电涂料及其制备方法中，在基础涂料内掺杂的是碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列在基础涂料中均匀分散，碳管阵列属于粉末状碳管，碳管阵列中的碳管都朝一个方向，能够极大的提高基础涂料的导电性，因此，本设计中的导电涂料才能在碳纳米管浓度为超低(0.1–0.5wt％)时，具备较低的面电阻(小于等于10⁹Ω)，其中，较低的面电阻使得本产品能应用于静电喷涂，从而作为合适的底漆存在，而超低的碳管含量使得本产品在作为底漆时不会影响面漆的颜色，具备较强的颜料装饰性能，此外，超低量也能降低碳管的单位使用量，利于降低导电涂料的成本。因此，本发明不仅能应用于静电喷涂、生产成本较低，而且碳管含量较低、颜料的装饰性能较强。