[發明專利]一種納米超薄導電涂層組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201210591179.3
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103087559A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 薛楊;張冬海;武曉峰;王好盛;陳運法
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D5/24
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊晞

技術領域

本發明屬于涂料技術領域，涉及涂料涂層，具體地涉及一種納米超薄導電涂層組合物及其制備方法。

背景技術

傳統的涂料通常采用飽和聚氨酯（PU）、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、氟樹脂、環氧樹脂等材料作為主要成膜物質，存在著玻璃化轉變溫度高、成膜溫度高、無法室溫固化、硬度低等缺點。溶劑型涂料性能良好，可以室溫固化制成各種硬度的漆膜，但是其中的高揮發性有機物會對環境造成污染，并且還存在著成本高以及浪費能源等問題。隨著科技的發展，涂料的種類急速增加，在已公開報道的各種涂料中，以正硅酸乙酯做為主要原料的涂料因兼具耐候性佳、防腐蝕性好、耐高溫、電絕緣性能好、超高硬度、附著力好、熱氧化穩定性等眾多優點而贏得了廣泛的重視，并在透明、高硬度耐磨涂料領域取得了普遍應用。例如：

CN102194541B公開了一種導電薄膜的制備方法及其產品。所述的制備方法包括以下步驟：A)按摩爾份量1:1:1比例取正硅酸乙酯、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷及乙烯基三甲氧基硅烷中的一種或兩種混合物，得到含硅的反應物；B)將步驟A)中含硅的反應物與為上述含硅的反應物總摩爾數2倍的水及酒精等溶劑混合，并均勻攪拌12h以上，得到半成品涂料；C)將占總質量3%-50%的導電材料加入到半成品涂料中進行均勻攪拌，得到涂料成品；D)將涂料以涂布方式涂布于成膜基材上，于溫度為70℃-250℃的條件下加熱5-60min，從而在成膜基材表面形成連續性孔洞導電薄膜。該發明可降低產品生產成本及提高透光度。

CN101157800B公開了一種聚苯胺/硅復合材料的制備方法，其特征是，在弱酸性溶液中使正硅酸乙酯在無機酸摻雜的導電聚苯胺表面發生水解縮合，制備自分散型導電聚苯胺/硅復合材料。該復合材料的特點是具有良好的導電性和熱穩定性，且不需要再借助任何分散劑就可以分散在無水乙醇或水介質中，并形成穩定的分散體系。它既可以和許多水溶性或醇溶性的高分子材料共混，并通過鑄涂或蒸發的方法制備出性能優異的導電高分子薄膜，也可以作為填料制備具有抗靜電或防腐功能的涂料。

導電氧化鋅由于具有分散性能良好、無毒、白度高、物理化學穩定性好且生產成本低的優點而被大量用于制備透明或淺色的導電涂料，制成的導電涂料表面平滑且顏色均一。但是導電效果有限以及添加量偏大的缺點限制了導電氧化鋅在很多領域的直接應用，目前尚未見有在以正硅酸乙酯作為主要成膜物質的涂料中添加導電氧化鋅制成導電涂料的報道。

發明內容

本發明目的之一在于針對現有技術的不足，提供一種納米超薄導電涂層組合物，其是在以正硅酸乙酯作為主要成膜物質的基礎上，通過向組合物配方中添加導電填料納米導電氧化鋅而制成的導電涂料，該導電涂料的涂層表面光滑平整、附著力好、硬度高、厚度薄，特別是導電性能優異。

本發明目的之二在于提供所述納米超薄導電涂層組合物的制備方法。

本發明目的之三在于提供一種納米超薄導電涂層的制備方法。

為達到上述目的之一，本發明采用如下技術方案：

一種納米超薄導電涂層組合物，包括如下重量份數的原料組分：正硅酸乙酯低聚物80-100、氟代烷氧基硅烷1-15、納米導電氧化鋅0.01-5、溶劑10-50。

本發明所述的納米超薄導電涂層組合物中，所述“納米”即納米級，按照現有技術的理解，其意指幾納米到幾十納米，例如1nm-99nm，盡管本發明限定為“納米”級，其也包括了亞微米級，即幾百納米的范圍，例如100-999nm的范圍。作為優選，本發明所述的“納米超薄導電涂層組合物”中，所述納米為：10-80nm。

本發明所述的納米超薄導電涂層組合物中，所述“超薄”意指厚度范圍為1-15μm。

本發明所述的正硅酸乙酯低聚物優選SiO₂的含量為40wt%-80wt%的正硅酸乙酯低聚物，可以選擇已知的正硅酸乙酯低聚物，比如市售產品，或者根據現有技術的記載而自行合成。但為提高效果，本發明優選自制的正硅酸乙酯的水解液。

所述SiO₂的含量為40wt%-80wt%，例如可以是40wt%-66.1wt%、54.7wt%-73.4wt%、49wt%-80wt%、40wt%、42.3wt%、45wt%、47.2wt%、50wt%、53.5wt%、55wt%、58.4wt%、60wt%、61.9wt%、65wt%、70wt%、70.5wt%、75wt%、79.7wt%、80wt%；優選為50wt%-70wt%；更優選為55wt%-65wt%。