[发明专利]石墨烯导电涂料

说明书

本发明提出了一种石墨烯导电涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：环氧树脂60～70份、氟碳乳液10～30份、改性石墨烯6～10份、分散剂1～2份、固化剂2～4份、防锈剂0.1～0.4份、聚硅氧烷消泡剂0.5～1.2份及水80～160份；所述改性石墨烯主要由石墨烯、乙酸锌、苯乙烯、苯胺、甲基丙烯酸与引发剂制备得到。石墨烯导电涂料不仅具有很好的导电性能，还提高了涂料的附着性能。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种石墨烯导电涂料。

背景技术

导电涂料是近年来随着现代工业高速发展而出现的一种功能材料，具有一定的传导电流和消散静电荷能力，在石油储罐和石油输送管道、电磁屏蔽和吸波材料以及发电、变电和输电系统有着重要的应用。

导电涂料按机理可以分为添加型和结构型两种。添加型导电涂料的配方一般包括基体树脂、导电填料、溶剂或其它助剂。基体树脂在导电涂层中起骨架作用，要求电阻变化小，稳定性高，主要包括：环氧树脂、聚氨脂、丙烯酸、醇酸树脂、有机/无机硅、纤维素、氯化聚合物等。导电填料包括金属填料、炭系填料(石墨、炭黑、碳纤维)，包覆型复合材料(氧化锡包裹的云母、聚合物表面沉积金属等)等。这些导电填料中银粉的化学稳定性好，导电性高，但价格昂贵；镍粉的化学稳定性好，抗腐蚀性强，但容易对环境造成污染；铜粉具有低廉的成本和与银近似的导电性，但铜粉易氧化，导电性不稳定，不做特殊处理难以实用；石墨、炭黑等导电性能一般，用量较大，颜色较深，并且还容易被侵蚀抽提出来，使得适用范围受到很大的限制。

石墨烯有着非常独特的性能：超大的比表面积，理论值为2630m²/g，力学性能优异，热导率为5300W/(m﹒K)，载流子迁移率达200000cm²V^-1s^-1，超过商用硅片迁移率的10倍以上，具有比银还高的导电率(10⁶s/cm)；几乎完全透明，对光只有2.3％的吸收。石墨烯作为导电组分可提高导电材料性能，拓宽导电材料的应用领域。但是由于单个片层的石墨烯具有非常大的表面积，在配制导电涂料的过程中，石墨烯极易出现团聚，影响其导电性和透光性，应用受到了极大的限制；并且石墨烯作为导电填料其在耐腐蚀、耐老化性能方面不是很好。

发明内容

本发明提出一种石墨烯导电涂料，该石墨烯导电涂料不仅具有很好的导电性能，还提高了涂料的附着性能。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种石墨烯导电涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：

环氧树脂60～70份、氟碳乳液10～30份、改性石墨烯6～10份、分散剂1～2份、固化剂2～4份、防锈剂0.1～0.4份、聚硅氧烷消泡剂0.5～1.2份及水80～160份；所述改性石墨烯主要由石墨烯、乙酸锌、苯乙烯、苯胺、甲基丙烯酸与引发剂制备得到。

优选地，所述改性石墨烯的制备方法，具体包括以下步骤：

1)将石墨烯加入到4～8wt％柠檬酸水溶液中搅拌分散，浸泡处理1～2h后过滤与洗净后即可得到酸处理的石墨烯；

2)将酸处理的石墨烯与苯胺加入到水中进行搅拌均匀，然后再加入乙酸锌、苯乙烯与甲基丙烯酸进行搅拌，得到混合液；

3)将引发剂加入水中制备得到引发剂溶液；

4)将步骤2)的混合液升温至60～80℃后，缓慢滴加引发剂溶液，滴加持续时间为2～3h，滴加完毕后持续保温20min～40min，然后立即用冰浴降温至0～4℃，过滤、洗净并干燥即可。

优选地，按照重量份数计算，石墨烯30～40份、苯乙烯6～12份、苯胺15～25份、引发剂2～4份、乙酸锌8～16份与甲基丙烯酸20～30份。

优选地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠或者过氧化氢。