[发明专利]纳米ATO改性介孔碳导电涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种纳米ATO改性介孔碳导电涂料及其制备方法。

背景技术

导电涂料是一种具有导电和排除积累静电荷能力的功能性涂料，其发展至今已有半个多世纪的历史。1948年美国将银和环氧树脂制成导电胶，这是最早公开的导电涂料，随后英、日等国相继研制导电涂料，我国也早在50年代开始研究和应用导电涂料。随着导电涂料研究开发的不断深入，其应用也日益广泛，在电子、电器、建筑、航空等领域具有重要的应用价值，尤其在导电、抗静电方面有很大的实用价值。

导电涂料常用的导电填料有金属系填料、碳系填料、金属氧化物系填料、复合填料等。其中碳系填料成本低廉、导电性能好，但是其存在导电填料含量高、导电涂料颜色深等缺陷。

介孔碳是一类新型的非硅基介孔材料，具有高孔隙率、高比表面积(可高达2500m²/g)和高孔体积(可高达2.25cm³/g)，孔径尺寸在一定范围内可调，介孔形状多样，孔壁组成、结构和性质可调，通过优化合成条件可以得到高热稳定性和水热稳定性，合成方法简单、易操作、无生理毒性，且孔道内外易负载纳米粒子。掺锑二氧化锡(ATO)粉体具有优良的导电能力，能在基体材料中稳定分散而不易聚集沉降，不会出现因金属粉体的氧化而导致导电能力下降的现象。ATO具有导电性能好、光学性能优异、化学性质稳定、毒性小、耐磨、耐腐蚀、耐温、耐湿以及色泽浅等优点，在制备涂料、导电材料、红外吸收材料和抗静电材料等方面具有广泛的应用前景，是一种极具发展潜力的多功能材料。

发明内容

本发明针对碳系导电涂料中含碳量高、涂料颜色深、涂料不易加工的问题，公开了一种纳米ATO改性介孔碳导电涂料，它的原料组成及重量百分比配比为：

纳米掺锑二氧化锡(ATO)改性介孔碳8～12％，导电绢云母粉2～4％，叔氟乳液50～55％，N-甲基吡咯烷酮10～12％，纳米CeO₂ 2～4％，聚1，6-庚二炔2～3％，γ-氨丙基三乙氧基硅烷1～1.5％，流平剂0.5～1％，消泡剂0.1～0.3％，分散剂1～1.5％，其余为水；

所述纳米ATO改性介孔碳为通过化学浸渍法制备的介孔碳孔道内外负载纳米ATO的材料，它的原料组成及重量百分比配比为：

纳米ATO 2～3％，介孔碳11～15％，乙二醇80～85％，十二烷基硫酸钠0.5～1％，和磷酸0.5～2％。

优选的，所述导电涂料的原料组成及重量百分比配比为：

纳米掺锑二氧化锡(ATO)改性介孔碳10％，导电绢云母粉3％，叔氟乳液52％，N-甲基吡咯烷酮11％，纳米CeO₂3％，聚1，6-庚二炔2.5％，γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.3％，流平剂0.7％，消泡剂0.2％，分散剂1.3％，和水15％。

优选的，所述纳米ATO改性介孔碳的原料组成及重量百分比配比为：

纳米ATO 2.5％，介孔碳13％，乙二醇83％，十二烷基硫酸钠0.7％，和磷酸0.8％。

所述纳米ATO的粒径≤20nm，所述介孔碳的比表面积≥500m²/g，所述导电绢云母粉粒径≤1μm，所述纳米CeO₂粒径≤100nm。

所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷。

所述消泡剂为厚浆型硅酮类水性消泡剂。

所述分散剂为三硬脂酸甘油酯、硬脂酸盐或硬脂酸单甘油酯中的一种。

所述纳米ATO改性介孔碳导电涂料的制备方法为：

(1)将介孔碳和十二烷基硫酸钠加入2/3质量的乙二醇中，超声分散，形成均一的分散液①，在另外1/3质量的乙二醇中加入纳米ATO，超声分散，形成均一的分散液②；

(2)将磷酸加入分散液①中，升高温度至100～120℃，搅拌，逐滴加入分散液②，滴加持续时间为30min，然后在100～120℃下反应4～6h；

(3)将第(2)步得到的反应液反复离心分离、洗涤，将得到的固体沉淀物在80～90℃下真空干燥6～8h，得纳米ATO改性介孔碳材料；

(4)将纳米ATO改性介孔碳材料、导电绢云母粉和纳米CeO₂放入研磨机中，以20m/min速度研磨1h；