[发明专利]一种水性导电涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水性导电涂料及其制备方法。该水性导电涂料包括如下按重量百分比计的原料：水性丙烯酸乳液30～50％、耐热聚乙烯10～20％、碳纳米管‑石墨烯分散液3～15％、流平剂0.5～2％、消泡剂0.1～1％、成膜助剂0.1～1％、增稠剂0.1～1％、水余量。本发明以水性丙烯酸乳液和耐热聚乙烯搭配作为基料，将碳纳米管和石墨烯配合用于基料中，显著增强了涂层的耐酸碱腐蚀和耐高温性能；该涂料形成的导电涂层，用GT‑Y‑60型盐雾测试机在35℃下、以浓度达50g/L的氯化钠溶液、70mL/h的喷雾量喷雾10小时后测试，表面电阻仅增大了3.7～6.3％，经测定其附着力等级为0级。

技术领域

本发明涉及导电涂料技术领域，特别涉及一种水性导电涂料及其制备方法。

背景技术

导电涂料是近年来兴起的一种特种功能型涂料。导电涂料作为一种流体材料，通过涂覆在本身不能导电的物体表面，进而赋予了该物体一定的传导电流、消除静电荷的能力，同时能够做到防止电磁辐射的效果。导电涂料由于制备方法相对简单、施工方便、能够在各种复杂结构器件涂覆、成本低廉等优点，广泛的应用于航空航天、石油化工、电子工业、建筑工业、纺织业等多个领域。

目前应用最广泛的是添加型导电涂料，添加型导电涂料是导电填料与成膜物质、助剂、溶剂的混合物。石墨烯是二维片层结构(<1nm)的一种碳质材料，具有耐高温、耐腐蚀、膨胀系数小等特性，而且强度高、导电性好。石墨烯作为导电组分可提高导电涂料的性能，但是由于单个片层的石墨烯具有非常大的表面积，在配制导电涂料的过程中，石墨烯极易出现团聚，影响其导电性和透光性，应用受到了极大的限制；并且石墨烯作为导电填料其在耐腐蚀、耐老化性能方面不是很好。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种水性导电涂料及其制备方法，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

第一方面，本发明提供的一种水性导电涂料，按重量百分比计，包括如下原料：水性丙烯酸乳液30～50％、耐热聚乙烯10～20％、碳纳米管-石墨烯分散液3～15％、流平剂0.5～2％、消泡剂0.1～1％、成膜助剂0.1～1％、增稠剂0.1～1％、水余量。

优选的，所述碳纳米管-石墨烯分散液为采用下述方法制得：

将碳纳米管浸泡在硝酸溶液中，经超声分散后，继续浸泡12～48h，冷却至室温后过滤、洗涤、干燥，得到活化后的碳纳米管；将活化后的碳纳米管、石墨烯、硅烷偶联剂加入有机溶剂中，搅拌均匀，在30～50℃反应8～16h，经冷却、过滤、干燥后碳纳米管-石墨烯复合粉末，将碳纳米管-石墨烯复合粉末加入水中，经超声分散得到碳纳米管-石墨烯分散液。

进一步优选的，所述硝酸溶液的浓度为1～3mol/L。

进一步优选的，所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

进一步优选的，所述石墨烯与所述碳纳米管的重量比为0.5～1:1。

进一步优选的，所述硅烷偶联剂与所述碳纳米管的重量比为0.01～0.1:1。

进一步优选的，所述碳纳米管-石墨烯分散液的固含量为3～10％。

优选的，所述成膜助剂选自二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丁醚、新戊二醇中的一种或多种。

优选的，所述水性导电涂料，按重量百分比计，包括如下原料：水性丙烯酸乳液40～45％、耐热聚乙烯12～18％、碳纳米管-石墨烯分散液5～10％、流平剂0.5～1％、消泡剂0.1～0.5％、成膜助剂0.1～0.5％、增稠剂0.1～0.5％、水余量。

第二方面，本发明提供的一种如第一方面所述的水性导电涂料的制备方法，包括如下步骤：