[发明专利]一种二氧化锆基水性导电丙烯酸乳液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种二氧化锆基水性导电丙烯酸乳液，在制备过程中，将纳米二氧化锆加入至乙醇溶液中，超声分散，滴加乙烯基偶联剂搅拌，抽滤得到预处理纳米二氧化锆；向预处理纳米二氧化锆加入丙烯酸、水混合，氮气保护下加入过硫酸钾，搅拌反应，过滤，洗涤，干燥至恒重，得到接枝二氧化锆；将接枝二氧化锆、乳化剂、消泡剂、柔软剂、水混合，超声分散，加入过硫酸铵搅拌，加入丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、碳系导电物继续搅拌得到二氧化锆基水性导电丙烯酸乳液。相比传统的水性导电涂料，本发明具有更好的亲水性，涂料长期稳定分散好，涂膜在保证导电性的基础上，涂层厚度小，同时具有良好的力学性能，抗冲击好，进一步提升了涂料的相关性能。

技术领域

本发明涉及导电涂料技术领域，尤其涉及一种二氧化锆基水性导电丙烯酸乳液及其制备方法。

背景技术

目前涂料的应用领域极为广泛，在建筑涂装、家具、车辆、玩具、船舶等行业中，涂料的选择往往起到关键的作用，而导电涂料是伴随现代科学技术而迅速发展起来的特种功能涂料，约有半个世纪的发展历史。导电涂料就是用导电材料添加于特定的树脂原料中以制成能够喷涂的的涂料，干燥后形成漆膜后能起到导电的作用，从而屏蔽电磁波干扰的功能。

目前导电涂料由于导电性好、成本低、原料无毒或低毒、与基材结合牢度高、使用方便，而逐步替代部分金属电路，在智能纺织品、光伏产业、印刷电路、生物传感器、电磁屏蔽材料、ID卡、RFID天线等领域广泛应用。目前导电涂料中金属系导电涂料和碳系导电物应用最广，由于碳系导电物使用安全，可以应用在与人体接触的场合，目前应用最为广泛。

目前水性碳系导电物仍面临导电稳定性差，导电强度低，耐水性差的缺陷，限制了其应用范围。二氧化锆是锆的主要氧化物，化学性质不活泼，而且具有高熔点、高电阻率、高折射率和低热膨胀系数的性质。目前二氧化锆作为一种催化剂、催化剂载体、陶瓷和电极等材料己引起了人们广泛的关注，将二氧化锆作为功能材料加入至碳系导电物，可增强导电涂料导电率，具有极好的研究前景。

但是常规的纳米二氧化锆在成膜过程中，纳米二氧化锆与聚合物乳液的相容性较差，不仅极易在体系中团聚，而且导电涂层厚度大，导电性能不稳定，电磁屏蔽效果差，同时亲水性差，附着力满足不了需求，亟待解决。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种二氧化锆基水性导电丙烯酸乳液及其制备方法。

一种二氧化锆基水性导电丙烯酸乳液，其原料按重量份包括：丙烯酸正丁酯5-10份，甲基丙烯酸羟乙酯1-5份，丙烯酸10-30份，过硫酸钾0.1-1份，纳米二氧化锆10-20份，乙烯基偶联剂1-2份，碳系导电物5-10份，乳化剂1-2份，消泡剂1-2份，柔软剂1-2份。

优选地，碳系导电物为导电炭黑、石墨、碳纳米管、石墨烯、碳纤维中至少一种。

优选地，乙烯基偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。

优选地，柔软剂为聚硅氧烷微乳液、氨基聚硅氧烷乳液或微乳液、聚醚改性聚硅氧烷乳液、环氧改性聚硅氧烷、羧基改性聚硅氧烷中至少一种。

优选地，消泡剂为聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的乙二醇溶液中至少一种。

优选地，乳化剂为阴离子型乳化剂，优选为十二烷基硫酸钠、油酸钠、松香酸钠、月桂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚醚磺基琥珀酸单酯钠盐中至少一种。

上述二氧化锆基水性导电丙烯酸乳液制备方法，包括如下步骤：

S1、将纳米二氧化锆加入至乙醇溶液中，超声分散1-2h，50-70℃搅拌状态下滴加乙烯基偶联剂，继续搅拌，抽滤去除溶剂，得到预处理纳米二氧化锆；

S2、向预处理纳米二氧化锆加入丙烯酸、水混合，氮气保护下加入过硫酸钾，60-70℃搅拌反应1-2h，过滤，洗涤，干燥至恒重，得到接枝二氧化锆；