[发明专利]一种导电油墨用改性丙烯酸乳液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种导电油墨用改性丙烯酸乳液及其制备方法，该改性丙烯酸乳液由丙烯酸酯、苯乙烯、二异氰酸酯、丙烯酸‑2‑羟乙酯、氧化石墨烯、扩链剂、硅烷偶联剂、盐酸、水合肼水溶液、pH缓冲剂、引发剂、阴离子乳化剂、非离子乳化剂和水制备而成。其制备方法如下：1)改性石墨烯的制备；2)双键封端型聚氨酯交联剂的制备；3)丙烯酸酯、改性石墨烯和双键封端型聚氨酯交联剂混合溶液的制备；4)聚合反应。本发明的导电油墨用改性丙烯酸乳液兼具聚氨酯乳液和丙烯酸乳液的优点，且避免了氧化石墨烯发生团聚，未使用有机溶剂，安全环保，成膜时干燥速度快，所得到的漆膜物理机械性能和导电性能优异。

技术领域

本发明涉及一种导电油墨用改性丙烯酸乳液及其制备方法。

背景技术

传统的导电油墨均为溶剂型的，不仅污染环境，还会危害人身健康。随着人们环保意识的日益增强，市场上急需一种环境友好型导电油墨，水性导电油墨便应运而生，成为了近几年来的研究热点。水性导电油墨由导电填料、连结料、助剂、水等组成，溶剂为水，对人体和环境无危害，是油墨发展的重要方向。导电油墨中的导电填料主要分为金属系和碳系两类，但金属系导电填料存在价格昂贵、易氧化等缺点，所以碳系特别是石墨烯类导电填料势必会成为主导。导电油墨中各组份能否均匀分散并保持稳定状态，连结料起到关键作用。目前，关于连接料的研究还处于起步阶段，虽然已经有人研究出了新型的连结料，但仍存在明显的缺陷，难以满足实际需要，例如：

CN 106632878A公开了一种氧化石墨烯/水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液，首先通过原位聚合制备聚氨酯预聚体和乙烯基单体混合物，进行封端，再加可聚合表面活性剂单体和氧化石墨烯分散液，然后滴加引发剂和外交联剂，最终得到氧化石墨烯/水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液。该复合乳液不仅可以提高涂层的耐热性，还可提高耐盐雾性及防腐性能，但由于氧化石墨烯是通过共混的方式加入到乳液中的，极易再次团聚；

CN 103467676A公开了一种水性氧化石墨烯改性聚(氨酯-丙烯酸酯)复合材料的制备方法，所制得的复合材料的乳液均一、稳定，固化膜具有较好的力学性能，但由于制备过程中使用了大量的有机溶剂N,N′-二甲基甲酰胺来分散氧化石墨烯进行氨酯-丙烯酸酯共混，不仅污染环境、危害人身健康，且氧化石墨烯易团聚，影响复合材料的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导电油墨用改性丙烯酸乳液及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种导电油墨用改性丙烯酸乳液，由以下质量份的原料制备而成：丙烯酸酯：16～25份；苯乙烯：9～15份；二异氰酸酯：1.5～4份；丙烯酸-2-羟乙酯：1～3份；氧化石墨烯：0.5～1份；扩链剂：3～8份；硅烷偶联剂：4～6份；盐酸：3～6份；水合肼水溶液：3～6份；pH缓冲剂：0.15～0.25份；引发剂：0.3～0.5份；阴离子乳化剂：1.5～3份；非离子乳化剂：0.75～1.5份；水：40～55份。

所述的丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯中的至少一种。

所述的二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯中的至少一种。

所述的扩链剂为聚醚多元醇。

所述的硅烷偶联剂为3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。

所述的阴离子乳化剂为烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠中的至少一种。

所述的非离子乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚、仲醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

所述的盐酸的质量分数为20％～38％，所述的水合肼水溶液的质量分数为60％～80％。

上述导电油墨用改性丙烯酸乳液的制备方法包括以下步骤：