[发明专利]镀银石墨烯碳管复合树脂的高导电涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型功能型复合涂料，具体为一种镀银石墨烯碳管复合树脂的高导电涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。

背景技术

随着现代技术的高速发展，各种新型功能涂料产业也随之蓬勃发展，特别是在某些如航空航天、化工生产、建筑保温、电磁屏蔽、能源交通等特定应用领域，一类需要高导电、防腐、防电磁屏蔽的新型涂料正日益引起人们的关注。

2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯具有完美的二维晶体结构，它的晶格是由六个碳原子围成的六边形，厚度为一个原子层。常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，电阻率只约10^-6Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。

导电涂料的导电性能由导电填料决定，因此填料的电阻率成为影响涂料导电性能的关键。目前，导电填料主要有金属和非金属的碳材料，其中金属较易与酸碱发生电化学腐蚀反应，且密度大，添加量大，成本高，已经不能满足使用要求。因此，将耐腐蚀的碳系材料作为导电填料成为研究的焦点。

目前，石墨烯作为一种耐蚀的涂料填料，简单复合树脂，已申请了一些发明专利，如专利申请号201310300323.8 和201210066163.0。但这仅仅只是添加1%左右的量即可做到明显的耐蚀提升，但导电性不高。作为导电涂料，接地体方面，只看到使用纳米石墨粉用于防腐应用，如专利申请号201220675957.2。而将石墨烯作为导电防腐涂料用于接地体还没有。在申请号为201410112165.8、名称为“一种基于纳米导电抗腐蚀涂层的接地体”发明专利中，其将CVD的石墨烯层作为导电膜沉积在金属基体上，这种做法存在很大的缺陷，成本高，操作性差，石墨烯沉积基体是有要求的，铁基就不合适。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种同时具备高导电性，高耐腐蚀的镀银石墨烯碳管复合树脂的高导电涂料及其制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

镀银石墨烯碳管复合树脂的高导电涂料，由如下质量配比的各组分构成，镀银石墨烯5~15份；碳管1~3份；乙烯基酯树脂20~60份；偶联剂1~2份；树脂漆固化剂及树脂漆催化剂共1~3份；其中树脂漆催化剂和树脂漆固化剂质量比为2~4:1；稀释剂20~60份。

所述镀银石墨烯按如下步骤制备得到，

1）将1g石墨烯超声分散在1L浓度为0.2~1 mol/L的强碱水溶液中，然后加热至80~100℃并保持0.5~2 小时，然后用清水洗涤过滤，得到除油、粗化后的石墨烯；

2）将步骤1）过滤得到的石墨烯分散到1L的敏化液中，然后在20~55℃下加热10~30分钟；所述敏化液为浓度为20~30g/L的氯化锡、4~7g/L的锡酸钠和50~150mg/L的盐酸构成的去离子水混合溶液；

3）在第2）步反应体系中加入0.5~1.5g活化剂氯化钯在45℃下加热10~30分钟；

4）将步骤3）的反应体系过滤，将包含石墨烯在内的过滤物分散到0.4L浓度为0.1~0.3mol/L的还原溶液中5~15分钟；

5）将步骤4）的反应体系过滤，过滤物投入500~1000mL银氨溶液中缓慢搅拌5~15分钟；银氨溶液中氨水质量分数为15~30%，银氨溶液中硝酸银浓度为3.0～25.0g/L，pH 为10.0～11.0；

6）在第5）步得到的反应体系中滴加与步骤4）相同的还原溶液且量也相同，维持温度25~30℃，直至石墨烯上均匀镀上一层光亮银白的银层，石墨烯与银层质量比为1:1~5；过滤即得镀银石墨烯。

所述还原溶液为葡萄糖、酒石酸钾钠和酒石酸中的一种或几种混合溶液。

所述强碱水溶液为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种水溶液或两种的混合水溶液。

所述石墨烯是2~20微米级片径，10层以下的石墨烯；所述碳管为多壁碳管，管径5 ~100nm，管长0.1 ~50μm。

所述偶联剂为硅烷类偶联剂或钛酸酯偶联剂；所述树脂漆催化剂为兰水，树脂漆固化剂为白水；所述稀释剂为苯乙烯。

所述镀银石墨烯与碳管质量比为10:2~3。