[發明專利]一種含有高導電石墨烯的水性導電涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710958202.0
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN109666350B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 趙永彬;張在忠;李鵬宇;李偉銘;程金杰;劉海波
• 申請（專利權）人: 山東歐鉑新材料有限公司
• 主分類號: C09D133/00
• 分類號: C09D133/00;C09D5/24
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發明提供了一種水性導電涂料，包括水性樹脂、高導電石墨烯漿體和助劑。本發明對石墨烯原料進行選擇，采用高導電石墨烯進行添加，又在水性涂料的助劑中，選擇了特定的種類作為拌漿助劑與高導電石墨烯形成漿體，再將其作為整體與其他成分進行混合，使得石墨烯能夠在涂料中均勻分散，從而得到了各方面性能優良的特種導電水性涂料，表現出較高的導電性和電磁屏蔽性能，而且還具有硬度高、附著力好、耐腐蝕性能好、無污染等其他特性，能夠適應多方面的市場化需求。同時制備方法工藝簡單、條件溫和、安全環保，更加適合工藝化大生產。

技術領域

本發明屬于水性涂料技術領域，涉及一種水性導電涂料及其制備方法，尤其涉及一種含有高導電石墨烯的水性導電涂料及其制備方法。

背景技術

石墨烯(Graphene)是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，作為一種由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，它是目前進入應用領域中最薄的材料和最強韌的材料，斷裂強度比鋼材還要高200倍，還有很好的彈性，拉伸幅度能達到自身尺寸的20％；同時，石墨烯還具有優異的導電性，可以降低內阻，提高超級電容器的循環穩定性；另外，石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收2.3％的光，并且非常致密，即使是最小的氣體原子(氦原子)也無法穿透。這些特征使得它非常適合用于多種學科和領域，也正是由于石墨烯具有上述諸多的優異物理化學性質，其在儲能材料，環境工程，靈敏傳感方面被廣泛應用，被稱為“黑金”或是“新材料之王”，而且潛在的應用前景廣大，目前已成為全世界的關注焦點與研究熱點，同時關于石墨烯等衍生物也從研究階段走向了產業化，引起了各行各業的廣泛參與。

隨著電子信息技術的不斷發展，電子產品已經越來越廣泛的應用于生活中的各個領域，它們的工作給人們帶來極大便利的同時也釋放出大量的電磁輻射，危害著人們的健康。音像器械、精密醫療器械、計算機、手機等設備的外殼大多采用塑料殼體，而塑料殼體容易產生靜電。因此，保證電子電氣設備的正常工作，保護人體健康和生態自然活動等，需要對這些設備和裝置進行屏蔽以減少電磁輻射和電磁干擾。常用的防止電磁輻射的方法是在底材的表面形成導電層，使底材具有傳導電流和排除積累靜電荷的能力，從而起到防止電磁輻射干擾的作用。而導電涂料具有優越的抗靜電和電磁屏蔽性能，可以方便的噴涂或刷涂于各種形狀的材料表面，形成電磁屏蔽導電層，從而使材料達到屏蔽電磁波的目的。目前，多數塑料表面的導電涂料采用溶劑型導電涂料，這對環境和人們的健康造成嚴重的影響。由此，水性導電涂料應運而生，但是現有的水性導電涂料存在一些不足：水性涂層附著力低，容易脫落；銀系導電涂料導電性能好，但是容易出現銀遷移的現象；銅系導電涂料，容易被氧化等等。

正是由于石墨烯具有各自優異的特性，近幾年，含有石墨烯類材料的水性涂料產品已逐漸有相關報道，如CN106590400A中就公開了將石墨烯用于水性導電涂料中，但是在實際應用中，石墨烯還存在著諸多的問題和制約因素，如石墨烯極易團聚。由于石墨烯及其衍生物比表面積較大，相互間存在較強的范德華作用力，團聚和纏繞現象明顯，使其不能穩定分散，分散后也容易再次團聚在一起難以打開。因而，將石墨烯作為填料加入水性涂料中，效果并不理想，雖然有大量研究通過添加不同類型的分散劑或者改性的方式來提高石墨烯的分散效果，但實際應用中效果依然較差，并且還會額外引入其他雜質，對后續研究造成負面影響。

因此，如何得到一種水性導電涂料，能夠進一步提高水性導電涂料的性能，已成為諸多應用廠商和一線研發人員亟待解決的問題。

使得石墨烯能夠在涂料體系中更好的分布，是影響涂料性能的關鍵因素，也是。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種水性導電涂料及其制備方法，特別是一種含有高導電石墨烯的水性導電涂料，本發明提供水性導電涂料，石墨烯能夠均勻分散，從而使得涂料具有更好的導電性能和其他涂料性能。

本發明提供了一種水性導電涂料，包括水性樹脂、高導電石墨烯漿體和助劑。

優選的，所述高導電石墨烯的含碳量大于等于98％；