[發(fā)明專利]一種超疏水導電涂料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610667463.2
• 申請日: 2016-08-15
• 公開（公告）號: CN106189556B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王峰;周俊華;王華;王超;王治國;田新博
• 申請（專利權(quán)）人: 山東天匯防水股份有限公司
• 主分類號: C09D125/14
• 分類號: C09D125/14;C09D5/24;C09D7/61
• 代理公司: 濟寧宏科利信專利代理事務所37217
• 代理人: 樊嵩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超疏水導電涂料及其制備方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的導電涂料通過加入導電性物質(zhì)作為添加劑來達到涂膜導電的目的， 導電性添加劑通常為金屬或金屬氧化物顆粒(如銀粉、銅粉、氧化鋅等)，以應用較為廣泛的銀粉為例，其用量、粒徑和形態(tài)都對涂料的導電性能有很大影響。石墨烯的共軛結(jié)構(gòu)使之具有很高的電子遷移率和優(yōu)異的電學性能，具有快速導電性。另外，相比銀粉等導電金屬微粒，石墨烯還具備更優(yōu)異的機械性能及熱性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種超疏水導電涂料及其制備方法，其特征在于，所述超疏水導電涂料包括組分A超疏水材料和組分B聚合乳液，按質(zhì)量份數(shù)比計，原料各成分組成如下：

組分A超疏水材料：

石墨烯 15-25份

水溶性陽離子表面活性劑 2.5-6份

硅酸鈉溶液 55-75份

10%NaOH10-15份

硅烷化試劑 25-45份

去離子水 8-15份

組分B聚合乳液：

硬單體 35-55份

軟單體 35-55份

功能單體 2-5份

超疏水材料 2-10份

成膜助劑 1-5份

增塑劑 1-5份

乳化劑 0.8-1.5份

分散劑 0.5-1份

防腐劑 0.5-1份

消泡劑 0.05-1份

引發(fā)劑 0.05-0.1份

所述石墨烯是由3-10層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)周期性緊密堆積的碳原子以ABC堆垛構(gòu)成的二維碳材料；所述水溶性陽離子表面活性劑為聚二甲基二烯丙基氯化銨、N-十八烷基-雙季銨鹽、雙十二烷基二甲基-多胺-雙季銨鹽和3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨中的任意一種；所述硅烷化試劑為乙烯基硅烷、乙氧基硅烷、氨基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷中的任意一種或幾種；

所述超疏水導電涂料制備包括（一）組分A超疏水材料的制備，（二）組分B聚合乳液的制備和（三）組分A超疏水材料和組分B聚合乳液的混合，具體步驟如下：

（一）組分A超疏水材料的制備：

1.1采用去離子水超聲波清洗石墨烯25-40min，再置于恒溫65-80℃的干燥箱中干燥4.5-6h；

1.2將2.5-6份水溶性陽離子表面活性劑加入到8-15份去離子水中，攪拌均勻，放入15-25份石墨烯，磁力攪拌5-10min，靜置，清洗，干燥；

1.3將55-75份硅酸鈉溶液依次通過陽離子樹脂交換柱和弱堿性陰離子樹脂交換柱，得到硅酸膠稀溶液；用10%NaOH溶液將上述硅酸膠稀溶液pH調(diào)至7~8，先取總質(zhì)量五分之一的硅酸膠稀溶液放入減壓器中進行減壓濃縮，10-15min后，以保持容器內(nèi)液面恒定為原則，緩緩加入剩余的硅酸膠稀溶液，繼續(xù)進行減壓濃縮，濃縮溫度為75-80℃，濃縮時間為20-30min，制得原硅酸鈉溶液質(zhì)量五分之一的SiO₂納米溶膠；

1.4將1.2的石墨烯加入到1.3的SiO₂納米溶膠中，采用超聲波恒溫35-50℃下震動分散6-8.5h，取出石墨烯，去離子水清洗，室溫下通風干燥12~24h；

1.5將1.4的石墨烯加入到25-45份硅烷化試劑中，恒溫20-35℃下攪拌4.5-6h，取出石墨烯，用無水乙醇清洗至pH為6.8-7.2，在60℃下真空干燥6h，得到以石墨烯為基礎(chǔ)的組分A超疏水材料；

（二）組分B聚合乳液的制備：

2.1將35-55份硬單體、35-55份軟單體、2-5份功能性單體和0.8-1.5份乳化劑加入到去離子水中，均質(zhì)攪拌處理20-35min制得預乳化液；

2.2在裝有攪拌裝置、冷凝裝置、氮氣保護裝置及加料裝置的反應釜中加入去離子水，開啟攪拌裝置，將1/5預乳化液、1/5用量的引發(fā)劑倒入反應釜中，升溫至80℃，攪拌，反應至得到帶藍色光澤的乳液， 開始滴加剩余預乳化液和引發(fā)劑，預乳化液控制在2.5-3.5h滴完，引發(fā)劑控制在3.5h-4h滴完，溫度保持在80-85℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在100r/min，引發(fā)劑滴完后保溫30min，繼續(xù)加入1-5份成膜助劑、1-5份增塑劑、總量一半的分散劑、0.05-1份消泡劑和0.5-1份防腐劑，攪拌轉(zhuǎn)速為80r/min，攪拌時間為15-30min ，過濾出料；