[發明專利]一種超低碳管含量碳系導電涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410693052.1
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104449022A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 王睿;李衛;鐘小華;劉安心;田小龍
• 申請（專利權）人: 東風商用車有限公司
• 主分類號: C09D7/12
• 分類號: C09D7/12;C09D5/24
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司 42215
• 代理人: 王健;劉牧

技術領域

本發明涉及一種導電涂料及其制備方法，尤其涉及一種超低碳管含量碳系導電涂料及其制備方法，具體適用于在實現靜電噴涂的基礎上降低碳管含量，并提高顏料裝飾性能。

背景技術

導電涂料是指涂覆在非導電基材上，使之具有傳導電流和排除靜電荷積累的一種功能涂料。根據導電性能的不同，導電涂料可分為：用作導電體使用的涂料，如冬季取暖和汽車玻璃防霜的加熱漆，船舶防污涂料；用作輻射屏蔽，如無線電波，電磁波屏蔽；用作抗靜電涂料，如化工場地面、油罐車內壁等。導電涂料主要是由導電填料、樹脂、溶劑、稀釋劑和助劑組成。常用的導電添加劑有金屬類粉末、金屬氧化物、導電碳等，其中，常用的金屬粉末有銅、鎳、銀粉等，銀粉價格高，在電場下容易出現金屬粉遷移，鎳粉價格高，銅粉易被氧化、性能不穩定；金屬氧化物類導電填料有二氧化鈦、納米氧化鋅等，氧化物添加量較大，易導致涂料價格高；導電碳有石墨、碳納米管、石墨烯等，碳系導電顏料添加量大，易導致顏料裝飾性能差。

中國專利，公開號為CN101165127A，公開日為2008年4月23日的發明專利公開了一種含碳納米管水性聚氨酯導電涂料及其制備方法，該發明將濃酸改性的多壁碳管、含量約2–10wt.％摻加到基礎涂料中，以制備導電涂料，其缺陷包括：

首先，碳管的含量很高，會影響涂料的顏色，顏料的裝飾性能較差；

其次，需要對碳管進行濃酸改性，該濃酸處理易污染環境；

再次，制備方法復雜，產業化代價高，生產成本較高。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的碳管含量較高、顏料的裝飾性能較差、生產成本較高、制備方法復雜的缺陷與問題，提供一種碳管含量較低、顏料的裝飾性能較強、生產成本較低、制備方法簡單的超低碳管含量碳系導電涂料及其制備方法。

為實現以上目的，本發明的技術解決方案是：一種超低碳管含量碳系導電涂料，包括基礎涂料及其內摻雜的導電添加劑，所述導電添加劑為碳納米管；

所述碳納米管的類型為碳納米管陣列，且碳納米管在基礎涂料中均勻分散；

所述導電涂料中碳納米管的質量百分比濃度為0.1–0.5wt％，該導電涂料經空氣噴涂后形成的漆膜的面電阻小于等于10⁹Ω。

所述基礎涂料為不導電性或弱導電性涂料。

一種上述超低碳管含量碳系導電涂料的制備方法，所述制備方法依次包括以下步驟：

一次分散：先將碳納米管陣列加入基礎涂料中，再用帶球磨介質的一次高速分散設備進行一次分散以得到一次分散體，然后用濾網過濾掉一次分散體中的球磨介質以得到中間混合涂料，該中間混合涂料中碳納米管的質量百分比濃度為0.5–1.5wt％；

二次分散：先將上述中間混合涂料加入基礎涂料中，再用帶球磨介質的二次高速分散設備進行二次分散以得到二次分散體，然后用濾網過濾掉二次分散體中的球磨介質以得到所述導電涂料，該導電涂料中碳納米管的質量百分比濃度為0.1–0.5wt％，且該導電涂料經空氣噴涂后形成的漆膜的面電阻小于等于10⁹Ω。

所述一次分散中，分散設備的轉速為2000rpm，分散時間為2h；所述二次分散中，分散設備的轉速為2000rpm，分散時間為30min。

所述球磨介質是鋯珠、玻璃珠、瑪瑙珠或氧化鋁珠。

所述球磨介質的直徑是1mm。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

1、本發明一種超低碳管含量碳系導電涂料及其制備方法中，在基礎涂料內摻雜的是碳納米管陣列，該碳納米管陣列在基礎涂料中均勻分散，碳管陣列屬于粉末狀碳管，碳管陣列中的碳管都朝一個方向，能夠極大的提高基礎涂料的導電性，因此，本設計中的導電涂料才能在碳納米管濃度為超低(0.1–0.5wt％)時，具備較低的面電阻(小于等于10⁹Ω)，其中，較低的面電阻使得本產品能應用于靜電噴涂，從而作為合適的底漆存在，而超低的碳管含量使得本產品在作為底漆時不會影響面漆的顏色，具備較強的顏料裝飾性能，此外，超低量也能降低碳管的單位使用量，利于降低導電涂料的成本。因此，本發明不僅能應用于靜電噴涂、生產成本較低，而且碳管含量較低、顏料的裝飾性能較強。