[发明专利]一种石墨烯光固化导电树脂及其制备方法

说明书

本发明提供一种石墨烯光固化导电树脂及其制备方法，其中石墨烯光固化树脂包括以下重量配比的成分：环氧树脂50～80份、甲基丙烯酸50～60份、氨基聚乙二醇2～6份、石墨烯4～6份、掺杂态聚苯胺10～15份、异氰酸酯2～4份、氨基乙磺酸钠3～6份、己二酸1～4份、活性稀释剂3～8份、催化剂0.5～1份、阻聚剂0.5～0.8份、抗氧剂0.8～1.4份、溶剂40～60份。本发明还提供石墨烯光固化导电树脂的制备方法，通过上述配方及制备方法制备的石墨烯光固化导电树脂，解决了石墨烯和掺杂态聚苯胺易团聚的问题，具有导电性能优秀，导电性分布均匀的优点，适用于涂料、粘接剂等技术领域，应用范围广泛。

技术领域

本发明涉及光固化导电树脂技术领域，特别涉及一种石墨烯光固化导电树脂及其制备方法。

背景技术

导电性树脂为具有一定导电性能的高分子树脂聚合物，主要应用于导电性粘接剂和导电性涂料中。其中粘接剂广泛应用于导线与电极的粘接、半导体元件的粘接、电磁波屏蔽作用部件的粘接等。导电性树脂用于涂料中一般需要添加低粘度的溶剂，具有传输电流和排除累积静电荷的作用，广泛应用于防腐蚀、防辐射、防静电、隐形涂料、导电薄膜等功能领域。

光固化树脂在受到紫外光照射后，可以在较短的时间内迅速发生物理和化学变化，进而交联固化，它是一种相对分子质量较低的感光性树脂，具有可进行光固化的反应性基团，如不饱和双肩或环氧基等。光固化树脂主要可应用于光固化涂料，作为光固化涂料的基体树脂，与光引发剂、活性稀释剂及各种助剂复配后即可构成光固化涂料，光固化涂料具有固化速度快、有机挥发分少、应用范围广泛的优点。

石墨烯是紧密堆积成二维六方蜂窝状晶格结构的单层碳原子，各碳原子之间以sp²杂化方式相连。微观上，单层石墨烯薄膜并非二维的扁平结构，而是具有“纳米尺度上”稳定的微波状的单层结构，是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体；宏观上，石墨烯可以翘曲成零维的富勒烯，卷成一维的碳纳米管或者堆垛成三维的石墨。石墨烯独特的二维周期蜂窝状点阵结构中稳定的碳六元环的存在，赋予了其优异的性能：单层石墨烯的厚度仅为0.35nm，是目前已知最轻最薄的材料；它在室温下的电子迁移率为2×10⁵cm²·V^-1·s^-1，是光速的1/300，理论比表面积能够达到2630m²·g^-1，全波段光吸收只有2.3％，热导率高达5000W·m^-1·K^-1，杨氏模量超过1100GPa，抗拉强度超过130GPa，且韧性非常好，当施加外部机械力时，碳原子会通过弯曲变形来适应外力，而不必使碳原子重新排列，这样就保持了结构的稳定。因此，石墨烯是一种应用潜力非常广泛的碳材料，在新型反应分离、新材料、节能环保等众多产业中都有巨大的应用前景。

其中，导电性树脂一般是将导电粒子通过共价键或非共价键的作用均匀分散到高聚物体系中，待高聚物固化后使导电粒子之间相互触碰形成导电网络，因此，将导电粒子掺杂进光固化树脂中，可以得到相应的导电性光固化树脂。

聚苯胺是一种典型的高分子材料，经掺杂后具有特殊的电学、光学性质，具有优异的导电性能。现有的导电聚苯胺一般为采用质子酸掺杂的聚苯胺，但其在溶剂中的溶解率极低，且容易被氧化，发生脱掺杂，使表面电阻率在涂料的固化过程逐渐增大，且掺杂态聚苯胺容易在树脂基体中发生团聚，使树脂在固化后无法形成均匀的导电网络，降低树脂的导电性能和树脂与基体的结合性能。同时，石墨烯作为具有优异导电性能的纳米粒子，在树脂基体中同样容易发生团聚，当石墨烯与掺杂态聚苯胺一同加入至树脂基体中，其本身的物理性质会使其形成较为严重的团聚现象，极大地影响树脂的导电性能。

发明内容