[发明专利]一种含有高导电石墨烯的水性导电涂料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种水性导电涂料，包括水性树脂、高导电石墨烯浆体和助剂。本发明对石墨烯原料进行选择，采用高导电石墨烯进行添加，又在水性涂料的助剂中，选择了特定的种类作为拌浆助剂与高导电石墨烯形成浆体，再将其作为整体与其他成分进行混合，使得石墨烯能够在涂料中均匀分散，从而得到了各方面性能优良的特种导电水性涂料，表现出较高的导电性和电磁屏蔽性能，而且还具有硬度高、附着力好、耐腐蚀性能好、无污染等其他特性，能够适应多方面的市场化需求。同时制备方法工艺简单、条件温和、安全环保，更加适合工艺化大生产。

技术领域

本发明属于水性涂料技术领域，涉及一种水性导电涂料及其制备方法，尤其涉及一种含有高导电石墨烯的水性导电涂料及其制备方法。

背景技术

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，作为一种由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，它是目前进入应用领域中最薄的材料和最强韧的材料，断裂强度比钢材还要高200倍，还有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％；同时，石墨烯还具有优异的导电性，可以降低内阻，提高超级电容器的循环稳定性；另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光，并且非常致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合用于多种学科和领域，也正是由于石墨烯具有上述诸多的优异物理化学性质，其在储能材料，环境工程，灵敏传感方面被广泛应用，被称为“黑金”或是“新材料之王”，而且潜在的应用前景广大，目前已成为全世界的关注焦点与研究热点，同时关于石墨烯等衍生物也从研究阶段走向了产业化，引起了各行各业的广泛参与。

随着电子信息技术的不断发展，电子产品已经越来越广泛的应用于生活中的各个领域，它们的工作给人们带来极大便利的同时也释放出大量的电磁辐射，危害着人们的健康。音像器械、精密医疗器械、计算机、手机等设备的外壳大多采用塑料壳体，而塑料壳体容易产生静电。因此，保证电子电气设备的正常工作，保护人体健康和生态自然活动等，需要对这些设备和装置进行屏蔽以减少电磁辐射和电磁干扰。常用的防止电磁辐射的方法是在底材的表面形成导电层，使底材具有传导电流和排除积累静电荷的能力，从而起到防止电磁辐射干扰的作用。而导电涂料具有优越的抗静电和电磁屏蔽性能，可以方便的喷涂或刷涂于各种形状的材料表面，形成电磁屏蔽导电层，从而使材料达到屏蔽电磁波的目的。目前，多数塑料表面的导电涂料采用溶剂型导电涂料，这对环境和人们的健康造成严重的影响。由此，水性导电涂料应运而生，但是现有的水性导电涂料存在一些不足：水性涂层附着力低，容易脱落；银系导电涂料导电性能好，但是容易出现银迁移的现象；铜系导电涂料，容易被氧化等等。

正是由于石墨烯具有各自优异的特性，近几年，含有石墨烯类材料的水性涂料产品已逐渐有相关报道，如CN106590400A中就公开了将石墨烯用于水性导电涂料中，但是在实际应用中，石墨烯还存在着诸多的问题和制约因素，如石墨烯极易团聚。由于石墨烯及其衍生物比表面积较大，相互间存在较强的范德华作用力，团聚和缠绕现象明显，使其不能稳定分散，分散后也容易再次团聚在一起难以打开。因而，将石墨烯作为填料加入水性涂料中，效果并不理想，虽然有大量研究通过添加不同类型的分散剂或者改性的方式来提高石墨烯的分散效果，但实际应用中效果依然较差，并且还会额外引入其他杂质，对后续研究造成负面影响。

因此，如何得到一种水性导电涂料，能够进一步提高水性导电涂料的性能，已成为诸多应用厂商和一线研发人员亟待解决的问题。

使得石墨烯能够在涂料体系中更好的分布，是影响涂料性能的关键因素，也是。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种水性导电涂料及其制备方法，特别是一种含有高导电石墨烯的水性导电涂料，本发明提供水性导电涂料，石墨烯能够均匀分散，从而使得涂料具有更好的导电性能和其他涂料性能。

本发明提供了一种水性导电涂料，包括水性树脂、高导电石墨烯浆体和助剂。

优选的，所述高导电石墨烯的含碳量大于等于98％；