一种石墨烯改性水性导电涂料组合物及其制备方法技术

本发明专利技术专利公开了一种石墨烯改性水性导电涂料组合物，由水溶性树脂、石墨烯、石墨、导电碳黑、水性增稠剂、成膜剂、水性交联偶联剂、水性分散剂和去离子水组成；制作步骤为：(1)制备石墨烯/聚氨酯树脂导电有机载体，(2)制备水性导电涂料，(3)将第1步石墨烯/聚氨酯树脂导电有机载体和第2步制得的水性导电涂料混合物倒入搅拌器中进行充分搅拌混合2小时，得到石墨烯改性水性导电涂料。本发明专利技术制备的石墨烯改性水性导电涂料，不但解决了石墨烯微片和导电炭黑在水系树脂分散难的问题，而且涂料的粒径分布窄，与粘结树脂有良好的相容性，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，制备的导电涂料稳定性好。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于导电涂料制备方法领域，特别涉及了一种石墨烯改性水性导电涂料组合物及其制备方法。
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。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，因此在防静电涂料及导电高分子复合材料中具有重要的应用价值。
技术实现思路
：本专利技术针对以上现有技术的不足，提供了一种石墨烯改性水性导电涂料组合物及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种石墨烯改性水性导电涂料组合物，由水溶性树脂、石墨烯、石墨、导电碳黑、水性增稠剂、成膜剂、水性交联偶联剂、水性分散剂和去离子水组成；其重量百分比为：水溶性树脂15％-30％、石墨烯0.5％-10％、石墨5.0～10％、导电碳黑10～15％、水性增稠剂1.0％-3.0％、水性交联偶联剂2.0％-5.0％、水性分散剂2.0％-5.0％；去离子水20％-40％。一种石墨烯改性水性导电涂料组合物的制备方法，包括以下步骤：按总重量百分比(1)制备石墨烯/聚氨酯树脂导电有机载体：将水性聚氨酯树脂10％、水性分散剂2.5％、去离子水10％、石墨烯5％、石墨10％在常温常压下加入球磨机中进行混料球磨12小时，制得均匀状态的石墨烯/聚氨酯树脂导电有机载体。(2)制备水性导电涂料：将水性聚氨酯树脂15％、导电碳黑15％、水性分散剂2.5％、水性交联偶联剂3％、水性增稠剂2％、去离子水25％，在常温常压下将上述混合物倒入搅拌器中进行充分预搅拌混合1小时，经过2000-3000转/分高速搅拌分散1小时，再使用三辊研磨机进行分散处理，三辊研磨机进行3-5次研磨后，经300目网过滤最终得到外观细腻的水性导电涂料。(3)将第1步石墨烯/聚氨酯树脂导电有机载体和第2步制得的水性导电涂料混合物倒入搅拌器中进行充分搅拌混合2小时，得到石墨烯改性水性导电涂料。优选的，上述技术方案中，水溶性树脂为水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂、水性环氧树脂中的任意一种或两种以上的混合。优选的，上述技术方案中，石墨烯为纳米石墨烯微片，粒径为200纳米-2微米。优选的，上述技术方案中，石墨选用菱片石墨、胶体石墨中的任意一种。优选的，上述技术方案中，导电碳黑为乙炔碳黑。优选的，上述技术方案中，水性增稠剂为缔合型聚氨酯类增稠流变剂、丙烯酸乳液增稠剂TT-935及聚氨酯类增稠剂Exp300中的任意一种。优选的，上述技术方案中，水性交联偶联剂为硅烷偶联剂。优选的，上述技术方案中，水性分散剂为聚乙烯基吡咯烷酮。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术专利采用湿法研磨技术制备石墨烯改性水性导电涂料，不但解决了石墨烯微片和导电炭黑在水系树脂分散难的问题，而且涂料的粒径分布窄，与粘结树脂有良好的相容性，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，制备的导电涂料稳定性好。具体实施方式：下面对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。一种石墨烯改性水性导电涂料组合物的制备方法，制作步骤为：实施例1：按总重量100％计算(1)制备石墨烯/聚氨酯树脂导电有机载体：将水性聚氨酯树脂10％、纳米石墨烯微片5％、菱片石墨10％、聚乙烯基吡咯烷酮2.5％、去离子水10％、在常温常压下加入球磨机中进行混料球磨12小时，制得均匀状态的石墨烯/聚氨酯树脂导电有机载体。(2)制备水性导电涂料：将水性聚氨酯树脂15％、乙炔碳黑15％、聚乙烯基吡咯烷酮2.5％、水性交联偶联剂3％、水性增稠剂2％、去离子水25％，在常温常压下将上述混合物倒入搅拌器中进行充分预搅拌混合1小时，经过2000-3000转/分高速搅拌分散1小时，再使用三辊研磨机进行分散处理，三辊研磨机进行3-5次研磨后，经300目网过滤最终得到外观细腻的水性导电涂料。(3)将第1步石墨烯/聚氨酯树脂导电有机载体和第2步制得的水性导电涂料混合物倒入搅拌器中进行充分搅拌混合2小时，得到本专利技术的石墨烯改性水性导电涂料。实施例2：按总重量100％计算(1)制备石墨烯/聚氨酯树脂导电有机载体：将水性聚氨酯树脂10％、纳米石墨烯微片10％、菱片石墨5％、聚乙烯基吡咯烷酮2.5％、去离子水10％、在常温常压下加入球磨机中进行混料球磨12小时，制得均匀状态的石墨烯/聚氨酯树脂导电有机载体。(2)制备水性导电涂料：将水性聚氨酯树脂15％、乙炔碳黑15％、聚乙烯基吡咯烷酮2.5％、水性交联偶联剂3％、水性增稠剂2％、去离子水25％，在常温常压下将上述混合物倒入搅拌器中进行充分预搅拌混合1小时，经过2000-3000转/分高速搅拌分散1小时，再使用三辊研磨机进行分散处理，三辊研磨机进行3-5次研磨后，经300目网过滤最终得到外观细腻的水性导电涂料。(3)将第1步石墨烯/聚氨酯树脂导电有机载体和第2步制得的水性导电涂料混合物倒入搅拌器中进行充分搅拌混合2小时，得到本专利技术的石墨烯改性水性导电涂料。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术专利采用湿法研磨技术制备石墨烯改性水性导电涂料，不但解决了石墨烯微片和导电炭黑在水系树脂分散难的问题，而且涂料的粒径分布窄，与粘结树脂有良好的相容性，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，制备的导电涂料稳定性好。实验结果：将上述制得的石墨烯改性水性导电涂料，用涂布法刮涂在PET薄膜上，加温固化后，测试其方阻、附着力及硬度。结果如表1所示。涂层干厚(μm)方阻(欧姆/□)附着力(N)硬度实施例1101504.14H实施例210804.24H本专利技术的本专利技术制成电热膜、电热布、电热板还具有较高的远红外线其发射主波段位于2-15微米，更具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯改性水性导电涂料组合物，其特征在于：由水溶性树脂、石墨烯、石墨、导电碳黑、水性增稠剂、成膜剂、水性交联偶联剂、水性分散剂和去离子水组成；其重量百分比为：水溶性树脂15％‑30％、石墨烯0.5％‑10％、石墨5.0～10％、导电碳黑10～15％、水性增稠剂1.0％‑3.0％、水性交联偶联剂2.0％‑5.0％、水性分散剂2.0％‑5.0％；去离子水20％‑40％。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯改性水性导电涂料组合物，其特征在于：由水溶性树脂、石墨烯、石墨、导电碳黑、水性增稠剂、成膜剂、水性交联偶联剂、水性分散剂和去离子水组成；其重量百分比为：水溶性树脂15％-30％、石墨烯0.5％-10％、石墨5.0～10％、导电碳黑10～15％、水性增稠剂1.0％-3.0％、水性交联偶联剂2.0％-5.0％、水性分散剂2.0％-5.0％；去离子水20％-40％。
2.一种石墨烯改性水性导电涂料组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤
(1)制备石墨烯/聚氨酯树脂导电有机载体：将水性聚氨酯树脂10％、水性分散剂2.5％、去离子水10％、石墨烯5％、石墨10％在常温常压下加入球磨机中进行混料球磨12小时，制得均匀状态的石墨烯/聚氨酯树脂导电有机载体；
(2)制备水性导电涂料：将水性聚氨酯树脂15％、导电碳黑15％、水性分散剂2.5％、水性交联偶联剂3％、水性增稠剂2％、去离子水25％，在常温常压下将上述混合物倒入搅拌器中进行充分预搅拌混合1小时，经过2000-3000转/分高速搅拌分散1小时，再使用三辊研磨机进行分散处理，三辊研磨机进行3-5次研磨后，经300目网过滤最终得到外观细腻的水性导电涂料；
(3)将第1步石墨烯/聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建东，梁翰越，
申请(专利权)人：无锡同创石墨烯应用科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32