一种耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料制造技术

本发明专利技术属于高分子及导电涂料技术领域，具体涉及一种耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料。聚氨酯导电涂料成分按质量(重量)百分比计，水性聚氨酯分散体20％～60％，导电材料6％～12％，分散剂5％～20％，消泡剂0.1％～2％，保湿剂1％～8％，pH调节剂0％～2％，柔软剂0％～2％，流变调节剂0％～1％，润湿剂0％～1％，增稠剂0％～10％，余量为溶剂；其中，水性聚氨酯分散体的结构如式Ⅰ所示。本发明专利技术的聚氨酯导电涂料的耐洗性能采用国际标准方法测试(BS EN ISO 6330：2012)，耐折叠性能采用国产HT-1063耐曲折试验机测试。式Ⅰ中n＝8～80，a＝3～42，b＝4～45，R选自或

【技术实现步骤摘要】
一种耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料
本专利技术属于高分子及导电涂料
，具体涉及一种耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料。
技术介绍
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。近年来导电涂料开始在智能纺织品等新兴领域使用，用于印刷导电电路和抗静电涂层等用途，但是这种导电电路和抗静电涂层不耐洗涤、不耐折叠，使用寿命短。目前市售导电涂料种类很多，例如常见的Acheson423SS、CH-8等具有优异的导电性能，在PET薄膜上印刷的导电涂层可以弯曲180～360°，但是不能反复折叠。将这些油性导电涂料印刷在纺织品上，导电涂层即不耐洗涤，也不耐折叠。IidaKazani等在Fibres&TextilesinEasternEurope,2012,20(1):57-63中提到，在纺织品表面涂抹一层银导电涂料，测定涂层耐洗性能，在洗衣机中洗涤20次后，部分样品的导电涂层脱落，其余样品的电阻值增加60～1500倍，所有样品都不耐洗。如果在导电涂层的表面涂覆一层聚氨酯保护层，则样品耐洗性能有所提高，在洗衣机中洗涤20次后，有两个样品的电阻值只提高10～25％，可以认为耐洗20次，但是这与耐洗50次的要求还有很大差距。到目前为止，尚未见到能在纺织品上使用、能耐洗50次、能耐180°反复折叠的导电涂料的文献报道。市场上现有导电布还包括金属丝混纺导电布和金属溅射导电布两种，其中金属丝混纺导电布采用银丝、铜丝或不锈钢丝等导电材料，而金属溅射导电布是将镍、铜等金属附着在纺织品表面，虽然这两种导电布的导电性较好，但是制作成本高，不耐洗涤和折叠，与耐洗50次、耐180°反复折叠的要求还有很大差距。为了克服上述缺点，需要对导电油墨配方进行改进，以提高其在纺织品上应用时的耐洗、耐折性能，延长使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料。为实现上述目的本专利技术采用的技术方案为：一种耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料，聚氨酯导电涂料成分按质量(重量)百分比计，20％～60％水性聚氨酯分散体、6％～12％导电材料、5％～20％分散剂、0.1％-2％消泡剂、1％～8％保湿剂、0％～2％pH调节剂0％～2％柔软剂、0％～1％流变调节剂、0％～1％润湿剂、0％～10％增稠剂、其量为溶剂；其中，水性聚氨酯分散体的结构如式Ⅰ所示，式Ⅰ中n＝8～80，a＝3～42，b＝4～45，R选自如式Ⅰ所示的水性聚氨酯分散体基本特征为：固含量35±2％、粘度100～400mPa·s(25℃)、pH6～7、非离子型、平均粒径30～100nm。所述导电材料为碳纳米管，包括单壁碳纳米管和多壁碳纳米管的一种或多种。碳纳米管可以是CAD或其它方法制造的，电导率>10000S/m，平均长度0.5～30μm，纯度>90％，单壁碳纳米管直径1～8nm(外径)，多壁碳纳米管直径5～40nm(外径)。所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚苯乙烯-马来酸酐共聚物钠盐、丙烯酸-丙烯酸酯梳妆聚合物、聚乙二醇、聚环氧乙烷-环氧丙烷嵌段聚合物、聚环氧乙烷-聚丙烯酸脂嵌段聚合物中的一种或多种。所述消泡剂为聚硅氧烷、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的一种或多种。所述保湿剂为尿素、乙二醇、丙二醇、丙三醇等。所述pH调节剂为氨水、氢氧化钠、三乙胺、二甲基乙胺、AMP-95、N-羟乙基-N′-甲基-1,3-丙二胺、N-甲基二异丙胺、硫酸铵、乙酸、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠中的一种或多种。所述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的一种或多种。所述流变调节剂为合成树脂、天然杂多糖、有机酸改性异多糖体、交联聚丙烯酸盐、纤维素衍生物、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。合成树脂包括聚乙烯醇、水溶性丙烯酸树脂、水溶性苯乙烯树脂、水溶性苯乙烯-丙烯酸树脂、水溶性聚氨酯树脂，天然杂多糖包括黄原胶和韦兰胶，有机酸改性异多糖体包括琥珀聚糖和PEG聚糖。所述润湿剂为聚醚改性有机硅、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇聚氧乙烯醚、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯、聚氧乙烯醚中的一种或多种。所述增稠剂为聚丙烯酸铵盐或钠盐、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、海藻酸钠中的一种或多种。所述溶剂为蒸馏水、高纯水、纯净水、去离子水中的一种或多种。耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料的制备方法如下：(1)称取原料：按上述比例称取各组分；(2)碳纳米管分散：在反应器中加入溶剂、分散剂，搅拌至分散剂完全溶解后，400～800r.p.m转速搅拌下依次加入水性聚氨酯分散体、润湿剂、消泡剂、保湿剂和pH调节剂，混合均匀后使体系pH达到7～8；慢慢加入导电材料，待导电材料完全润湿后，慢慢加入柔软剂、流变调节剂和增稠剂，搅拌转速提高到1200～2000r.p.m，高速分散30～60分钟，得到糊状混合物。(3)导电涂料分散研磨：利用立式或卧式砂磨机对上述糊状混合物进行分散研磨，按照糊状混合物与氧化锆珠体积比为1:0.4～1的比例量取直径1～1.2mm的氧化锆珠，调整转速至1380～5000r.p.m研磨0.5～2小时后过滤出料，得到即得到耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料。所述的耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料，可以直接涂覆在棉、涤纶和涤棉混纺面料等各类纺织品基材上，干燥后的涂膜具有良好的导电性、柔软性、抗弯折性、附着力和韧性，在高强度的洗涤、烘干、折叠等破坏测试中表现出极佳的性能。制得的导电涂层纺织品具有抗静电和电磁屏蔽效果，可应用于抗静电和电磁屏蔽领域。为了更好的理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术作进一步的阐述，但是本专利技术绝非仅限于此。所述的导电材料为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中一种或多种。碳纳米管可以是CAD或其它方法制造的，导电性越高越好，电导率>10000S/m的碳纳米管比较合适，例如南京吉仓纳米科技有限公司的JCMT-1-95多壁碳纳米管、南京吉仓纳米科技有限公司的JCST-95-1.5-12和JCOST-95-2-17单壁碳纳米管、北京德科岛金科技有限公司的CNT100单壁碳纳米管、北京博宇高科新材料技术有限公司的SC230超高纯单壁碳纳米管，都是比较合适的型号。所述的耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料，使用的分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚苯乙烯-马来酸酐共聚物钠盐、丙烯酸-丙烯酸酯梳妆聚合物、聚乙二醇、聚环氧乙烷-环氧丙烷嵌段聚合物、聚环氧乙烷-聚丙烯酸脂嵌段聚合物中的一种或多种。丙烯酸-丙烯酸酯梳妆聚合物分散性好，不容易发泡，体现出良好的性能，市场上常见的BYK-190、BYK-192分散剂就是这类梳状聚合物。聚苯乙烯-马来酸酐共聚物钠盐种类较多，例如SMA17352的钠盐溶液等。所述的耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料，使用的消泡剂为聚硅氧烷、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的一种或多种。聚二甲基硅氧烷的市售牌号包括Evoni本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料，其特征在于：聚氨酯导电涂料成分按质量(重量)百分比计，水性聚氨酯分散体20％～60％，导电材料6％～12％，分散剂5％～20％，消泡剂0.1％～2％，保湿剂1％～8％，pH调节剂0％～2％，柔软剂0％～2％，流变调节剂0％～1％，润湿剂0％～1％，增稠剂0％～10％，余量为溶剂；其中，水性聚氨酯分散体的结构如式Ⅰ所示：式Ⅰ中n＝8～80，a＝3～42，b＝4～45，R选自

【技术特征摘要】
1.一种耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料，其特征在于：聚氨酯导电涂料成分按质量(重量)百分比计，水性聚氨酯分散体20％～60％，导电材料6％～12％，分散剂5％～20％，消泡剂0.1％～2％，保湿剂1％～8％，pH调节剂0％～2％，柔软剂0％～2％，流变调节剂0％～1％，润湿剂0％～1％，增稠剂0％～10％，余量为溶剂；其中，水性聚氨酯分散体的结构如式Ⅰ所示：式Ⅰ中n＝8～80，a＝3～42，b＝4～45，R选自-(CH2)6-或2.按照权利要求1所述的耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料，其特征在于：如式Ⅰ所示的水性聚氨酯分散体基本特征为：固含量35±2％、粘度100～400mPa·s(25℃)、pH6～7、非离子型、平均粒径30～100nm。3.按照权利要求1所述的耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料，其特征在于：所述导电材料为碳纳米管。4.按照权利要求1所述的耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料，其特征在于：所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚苯乙烯-马来酸酐共聚物钠盐、BYK-190、BYK-192、聚乙二醇、聚环氧乙烷-环氧丙烷嵌段聚合物、聚环氧乙烷-聚丙烯酸酯嵌段聚合物中的一种或多种。5.按权利要求1所述的耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料，其特征在于：所述消泡剂为聚硅氧烷、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的乙二醇溶液中的一种或多种。6.按权利要求1所述的耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料，其特征在于：所述保湿剂为尿素、乙二醇、丙二醇或丙三醇。7.按权利要求1所述的耐洗涤耐折叠的聚氨酯导电涂料，其特征在于：所述pH调节剂为氨水、氢氧化钠、三乙胺、二甲基乙胺、AMP-95、N-羟乙基-N′-甲基-1,3-丙二胺、N-甲基二异丙胺、硫酸铵、乙酸、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠中...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏峰，董仕晋，刘歌，王瑛，刘冬雪，
申请(专利权)人：中国中化股份有限公司，沈阳化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11