一种水性导电涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性导电涂料及其制备方法，该导电涂料由水性丙烯酸树脂、氧化石墨烯、乙炔碳黑、钛酸酯、水合肼、增稠剂、偶联剂、分散剂、消泡剂和去离子水组成，制备方法是：先用钛酸酯和水合肼对氧化石墨烯进行改性，再和其它组分混合，高速搅拌制成分散体系，即可得到水性导电涂料。本发明专利技术制备工艺简便，生产效率高，生产过程和产品均能符合环保要求，制备的导电涂料有良好的相容性和稳定性，导电材料含量高，涂料成膜后能很大程度上降低涂层的电阻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及导电涂料
，具体涉及一种水性导电涂料及其制备方法。
技术介绍
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，我国在20世纪50年代开始研究和应用导电涂料，近几十年来的研究和发展，导电涂料已在电子、电器、航空、化工、印刷等多种军、民用工业领域中得到应用。石墨烯是一种新型碳材料，具有优异的电学性质、丰富的光学特性，可应用于电子信息、新能源、航空航天、复合材料等领域。石墨烯作为一种拥有独特结构和优异性能的新型材料，具有优良的热导电性、高的比表面积、高的柔韧性和机械强度以及优良的载流子迁移率，优秀的热稳定性等特性。许多方法可用于制备、生长或合成石墨烯及其衍生物。通过微机械剥落法、化学蒸气沉积技术以及外延生长法可以制备高质量的石墨烯。到目前为止，石墨烯以及复合材料已经在导电材料、阻燃材料、高分子修饰、能量存储和转换等领域进行了广泛的研究和应用。随着纳米技术的发展，将石墨烯纳米材料与基体复合制得导电高分子材料正日益兴起；石墨烯作为新型导电填料，具有导电性好、摩擦损耗小、污染小等优点，而且膨胀石墨烯的加入可以大大提高高分子材料的导电性，降低其导电渗域滤值，但是目前直接将石墨烯直接填充到涂料中，石墨烯在涂料中很难分散均匀，会导致涂料的相关性能的下降，因此对石墨烯进行改性，使其在涂料中能够分散均匀，对防静电涂料及导电高分子复合材料的性能的提高具有重要的应用价值。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种水性导电涂料及其制备方法，制备的涂料制备的涂料具有高稳定性、相容性和导电性。本专利技术采用的技术方案如下：一种水性导电涂料，包括以重量份计的以下组分：水性丙烯酸树脂50～80份，氧化石墨烯5～15份，乙炔碳黑2～6份，钛酸酯10～20份，水合肼10～25份，增稠剂1～3份，偶联剂2～5份，分散剂2～5份，消泡剂0.6～1份，去离子水25～50份。优选的，所述的水性导电涂料，包括以重量份计的以下组分：水性丙烯酸树脂60份，氧化石墨烯8份，乙炔碳黑4.5份，钛酸酯15份，水合肼20份，增稠剂2份，偶联剂3份，分散剂3份，消泡剂0.8份，去离子水30份。优选的，所述的增稠剂为聚丙烯酸酯或者聚丙烯酰胺。优选的，所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH560。优选的，所述的分散剂为聚乙烯基吡咯烷酮。优选的，所述的消泡剂为聚硅氧烷。所述的水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)按重量份称取各组分，备用；(2)将氧化石墨烯加入到水中，搅拌至均匀分散体系，加入钛酸酯和水合肼，50℃～80℃水浴搅拌反应10h～16h，过滤，干燥，得到改性氧化石墨烯粉末；(3)将步骤(2)制备得到的改性氧化石墨烯粉末，和其它组分加入到搅拌器中，经1200rpm～1800rpm高速搅拌分散1h～3h，再经200目网过滤，得到水性导电涂料。有益效果：本专利技术通过用钛酸酯和水合肼对氧化石墨烯进行改性，改性后的氧化石墨烯不仅保留了石墨烯优异的电学及其它物理性能，而且解决了一般石墨烯在涂料体系中容易聚集的问题，不再产生团聚，故改性后的氧化石墨烯水分散体稳定性高，可长时间贮存，适合用于复合材料及涂层材料的制备。并且制备工艺简便，生产效率高，生产过程和产品均能符合环保要求，制备的导电涂料有良好的相容性和稳定性，导电材料含量高，涂料成膜后能很大程度上降低涂层的电阻。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详细介绍，但不局限于此。实施例1一种水性导电涂料，包括以重量份计的以下组分：水性丙烯酸树脂50份，氧化石墨烯5份，乙炔碳黑2份，钛酸酯10份，水合肼10份，聚丙烯酰胺1份，硅烷偶联剂KH560 2份，聚乙烯基吡咯烷酮2份，聚硅氧烷0.6份，去离子水25份。所述的水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)按重量份称取各组分，备用；(2)将氧化石墨烯加入到水中，搅拌至均匀分散体系，加入钛酸酯和水合肼，80℃水浴搅拌反应16h，过滤，干燥，得到改性氧化石墨烯粉末；(3)将步骤(2)制备得到的改性氧化石墨烯粉末，和其它组分加入到搅拌器中，经1800rpm高速搅拌分散3h，再经200目网过滤，得到水性导电涂料。实施例2一种水性导电涂料，包括以重量份计的以下组分：水性丙烯酸树脂80份，氧化石墨烯15份，乙炔碳黑6份，钛酸酯20份，水合肼25份，聚丙烯酰胺3份，硅烷偶联剂KH560 5份，聚乙烯基吡咯烷酮5份，聚硅氧烷1份，去离子水50份。所述的水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)按重量份称取各组分，备用；(2)将氧化石墨烯加入到水中，搅拌至均匀分散体系，加入钛酸酯和水合肼，50℃水浴搅拌反应10h，过滤，干燥，得到改性氧化石墨烯粉末；(3)将步骤(2)制备得到的改性氧化石墨烯粉末，和其它组分加入到搅拌器中，经1200rpm高速搅拌分散1h，再经200目网过滤，得到水性导电涂料。实施例3一种水性导电涂料，包括以重量份计的以下组分：水性丙烯酸树脂70份，氧化石墨烯13份，乙炔碳黑3份，钛酸酯18份，水合肼22份，聚丙烯酸酯2.5份，硅烷偶联剂KH560 4份，聚乙烯基吡咯烷酮3份，聚硅氧烷0.7份，去离子水30份。所述的水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)按重量份称取各组分，备用；(2)将氧化石墨烯加入到水中，搅拌至均匀分散体系，加入钛酸酯和水合肼，70℃水浴搅拌反应15h，过滤，干燥，得到改性氧化石墨烯粉末；(3)将步骤(2)制备得到的改性氧化石墨烯粉末，和其它组分加入到搅拌器中，经1500rpm高速搅拌分散2h，再经200目网过滤，得到水性导电涂料。实施例4一种水性导电涂料，包括以重量份计的以下组分：水性丙烯酸树脂60份，氧化石墨烯8份，乙炔碳黑4.5份，钛酸酯15份，水合肼20份，聚丙烯酸酯2份，硅烷偶联剂KH560 3份，聚乙烯基吡咯烷酮3份，聚硅氧烷0.8份，去离子水30份。所述的水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)按重量份称取各组分，备用；(2)将氧化石墨烯加入到水中，搅拌至均匀分散体系，加入钛酸酯和水合肼，60℃水浴搅拌反应12h，过滤，干燥，得到改性氧化石墨烯粉末；(3)将步骤(2)制备得到的改性氧化石墨烯粉末，和其它组分加入到搅拌器中，经1600rpm高速搅拌分散2.5h，再经200目网过滤，得到水性导电涂料。对比例实施例4一种水性导电涂料，包括以重量份计的以下组分：水性丙烯酸树脂60份，氧化石墨烯8份，乙炔碳黑4.5份，聚丙烯酸酯2份，硅烷偶联剂KH560 3份，聚乙烯基吡咯烷酮3份，聚硅氧烷0.8份，去离子水30份。所述的水性导电涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)按重量份称取各组分，备用；(2)将各组分加入到搅拌器中，经1600rpm高速搅拌分散2.5h，再经200目网过滤，得到水性导电涂料。对上述实施例1至4及对比例制备得到的水性导电涂料进行性能测试，其测试结果如下表所示：从上述实验结果可以看出，实施例1至4制备得到的水性导电涂料均具有低电阻率和较高的热分解温度，且具有良好的稳定性，而且性能均优于对比例，主要是因为用钛酸酯和水合肼对氧化石墨烯进行改性，在水浴加热法下发生反应，使氧化石墨烯还原并同时嫁接上钛酸酯分子，由于钛酸酯对氧化石墨烯进行了表面修饰，不再产生团聚，故石墨烯水分散体稳定性高，使制备的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性导电涂料，其特征在于包括以重量份计的以下组分：水性丙烯酸树脂50～80份，氧化石墨烯5～15份，乙炔碳黑2～6份，钛酸酯10～20份，水合肼10～25份，增稠剂1～3份，偶联剂2～5份，分散剂2～5份，消泡剂0.6～1份，去离子水25～50份。

【技术特征摘要】
1.一种水性导电涂料，其特征在于包括以重量份计的以下组分：水性丙烯酸树脂50～80份，氧化石墨烯5～15份，乙炔碳黑2～6份，钛酸酯10～20份，水合肼10～25份，增稠剂1～3份，偶联剂2～5份，分散剂2～5份，消泡剂0.6～1份，去离子水25～50份。2.根据权利要求1所述的水性导电涂料，其特征在于包括以重量份计的以下组分：水性丙烯酸树脂60份，氧化石墨烯8份，乙炔碳黑4.5份，钛酸酯15份，水合肼20份，增稠剂2份，偶联剂3份，分散剂3份，消泡剂0.8份，去离子水30份。3.根据权利要求1所述的水性导电涂料，其特征在于所述的增稠剂为聚丙烯酸酯或者聚丙烯酰胺。4.根据权利要求1所述的水性导电涂料，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤为，
申请(专利权)人：无锡伊佩克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32