[發明專利]一種石墨烯/聚噻吩復合耐候型導電防腐漿料

在審

• 申請號: 201711301094.6
• 申請日: 2017-12-10
• 公開（公告）號: CN107955512A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 邱輝
• 申請（專利權）人: 江西九鵬科技股份有限公司
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D133/00;C09D127/12;C09D163/00;C09D5/24;C09D5/10;C09D5/32;C09D7/63
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技術領域

本發明屬于化工技術領域，具體涉及一種新型石墨烯/聚噻吩復合耐候型導電防腐漿料及其制備方法。

背景技術

導電漿料是指涂敷在非導電基材上，使之具有傳導電流和排除積累靜電荷能力的一類功能性漿料。導電漿料具有施工方便、設備簡單、成本低廉、應用范圍廣等優點。由于導電漿料在電子、建筑以及航天等領域具有廣闊的應用前景，因此，成為近年來導電材料領域的研究熱點之一。

目前，國內外的導電漿料主要為添加型導電漿料，有碳系漿料、金屬系漿料和有機/無機復合導電漿料。碳系漿料的主要特點是原料成本較低，導電性較好。如，李應碩等在專利《含有碳納米管的導電漿料和使用其的印刷電路板》（申請號：200910134492）中提供了一種包括碳納米管的導電漿料，具有優異的導電性的同時，不會喪失碳納米管自身的固有特性。金屬系漿料一般性能較為穩定，但成本相對較高。如，陳曉東在專利《一種硅太陽能電池背面電極用導電漿料及其制備方法》（申請號：201110237357）中公開了一種晶硅太陽能電池背面電極用導電漿料及其制備方法，所述漿料由一定重量份數比的導電金屬粉、金屬粘接劑、有機載體、功能添加劑混合研磨制備而成。有機無機復合導電漿料能夠彌補碳系導電漿料顏色深、在使用過程中易出現分散不均勻的不足和金屬系導電漿料易發生導電填料遷移或被氧化而形成斷路的缺點。如，邱輝在專利《一種新型有機/無機納米復合導電漿料及其制備方法》（申請號：CN201310027057.6）制備的導電漿料由成膜物質、導電填料、偶聯劑、助劑和水組成，利用該發明的制備方法制備出的新型導電漿料導電性能好、密度較小、細度高、成本低，同時還具有導電性能持久穩定，導電膜細膩，耐磨、耐沖擊和抗紫外線等特點。

石墨烯作為最有前途的材料之一，受到了科研工作者的高度青睞，并將其用于制備石墨烯系列導電漿料。申請號CN201510607302.X發明專利公開了一種磺化石墨烯-導電高分子分散液，其包含磺化石墨烯和導電高分子,所述磺化石墨烯的徑向尺寸為0.05μm-100μm，厚度為0.5nm-20nm，所述磺化石墨烯內磺酸基的含量以碳元素與硫元素的摩爾比表示為12:1-3:1，所述導電高分子可選自聚吡咯，聚噻吩，聚苯胺及該三者的衍生物。申請號CN201410349127.4發明專利公開了一種石墨烯-聚噻吩三維自組裝結構吸波材料及其制備方法。所述吸波材料由石墨烯和聚噻吩組成，石墨烯呈海綿狀，所述的聚噻吩生長在石墨烯孔隙內。該發明專利充分利用三維海綿狀石墨烯的內部孔隙，將導電高分子生長在孔隙內，而非石墨烯骨架結構上；本發明的吸波材料疏水角達123°，具有良好的防水性能；與石蠟按照質量比1∶9混合均勻，當匹配厚度為3.0mm時，反射損失低于-10dB的吸收頻帶寬度可達5.5GHz。申請號CN201380070405.6發明專利公開了包含石墨烯材料和導電聚合物的成膜組合物適用于制造薄膜的組合物，該組合物以溶劑制品的形式包含a)至少一種非管狀的石墨烯材料b)至少一種導電聚合物，其選自聚噻吩和衍生物以及c)至少一種在大氣壓下具有至少100℃的沸點的添加劑，其中組分a)與組分b)的重量比是至少25:75并且最高達99.9:0.1。申請號CN201310548994.6發明提供了一種導電高分子-石墨烯納米復合材料，由導電高分子材料與石墨烯構成，該導電高分子材料以石墨烯為載體，分散在石墨烯片層結構表面，并且該導電高分子材料為聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩，以及它們的環取代衍生物、雜原子取代衍生物中的一種。申請號CN201310309784.1發明專利提供一種石墨烯透明導電膜，包含多個個石墨烯片以及透明導電黏結劑，透明導電黏結劑將石墨烯片黏結而共同形成該石墨烯透明導電膜，石墨烯片與透明導電黏結劑的重量比為1wt％至0.01wt％，而該透明導電黏結劑占該石墨烯透明導電膜的體積百分比為0.5％-10％，透明導電黏結劑為一透明導電高分子，包含一聚噻吩結構以及聚陽離子高分子結構的至少其中之一，藉由透明導電黏結劑將石墨烯片堆棧區塊連接，而能形成完整的導電網絡，使得薄膜可在高透光度下仍具有較低的片電阻值，且可形成于可撓性的支持體上，擴展可應用的范疇。申請號CN201110105712.6發明專利屬于電化學材料領域，其公開了一種氧化石墨烯/聚噻吩衍生物復合材料、其制備方法和應用；該復合材料的制備方法包括步驟：制備氧化石墨；制備氧化石墨烯溶液，制備氧化石墨烯和噻吩衍生物單體的混合溶液；制備氧化石墨烯/聚噻吩衍生物復合材料。申請號CN201610352073.6發明公開一種硅-石墨烯復合導電漿料的制備方法，包括有如下步驟，1)石墨的前處理：將石墨置于由氧化劑和插層劑構成的混合溶液中，超聲攪拌處理，獲得的產物經洗滌、過濾、干燥后置于馬弗爐中，于氮氣氣氛中高溫處理，得到石墨烯分散液備用；2）硅-石墨烯復合導電漿料的制備：將微米級的高純硅粉與研磨球以質量比1-50:1的比例置于研磨罐中；用真空泵對體系抽真空后通入保護氣氛，馬達驅動攪拌桿，攪拌桿帶動研磨球對原料粉末進行研磨粉碎；加入碳粘結劑、石墨烯的分散液，繼續攪拌粉碎0.1-3h，最終得到石墨烯-硅復合的導電漿料。申請號CN201610189835.5發明公開了一種機械剝離制備石墨烯導電漿料及其制備方法，該漿料組成成分如下：石墨烯懸浮液50-80%，導電填料20-50%，粘結劑5-15%,輔助填料0-10%，功能添加劑0-5%，高導電聚合物分散劑0-5%。其制備方法包括如下步驟：將先用高分子表面活性劑在有機溶劑中對石墨烯進行插層處理，然后通過機械剝離制備石墨烯懸浮液，接著對機械剝離后的懸浮液進行過濾處理，最后加入導電填料、粘結劑、輔助填料、功能添加劑攪拌均勻即得石墨烯導電漿料。該發明采用表面活性劑進行插層處理，以保護石墨烯結構完整，并采用一步法直接制備石墨烯導電漿料。申請號CN201610001216.9發明公開了一種聚乙烯吡咯烷酮/石墨烯導電漿料、制備方法及用途，該導電漿料是由重量百分含量如下的各原料組成：聚乙烯吡咯烷酮/石墨烯復合材料1-10份，其它導電物質0.5-10份，溶劑80-98.5份。其中，聚乙烯吡咯烷酮/石墨烯復合材料是通過將石墨烯、N-乙烯基吡咯烷酮、引發劑加入反應釜中，進行本體聚合。申請號CN201610001211.6發明公開了一種聚乙烯吡咯烷酮/石墨烯導電漿料及其制備方法和應用，該導電漿料的組成和重量百分比分別為聚乙烯吡咯烷酮/石墨烯復合材料1-10%，碳導電劑0.5-10%，溶劑80-98.5%。其中，聚乙烯吡咯烷酮/石墨烯復合材料按如下方法制得：首先將石墨烯加入到含有分散劑的去離子水中，制備石墨烯分散液，然后將所述分散液、N-乙烯基吡咯烷酮單體、引發劑、pH調節劑加入到反應釜中，進行原位懸浮聚合。申請號CN201510627276.7發明公開了一種石墨烯改性增強遠紅外導電漿料的制備方法，其制作步驟為：首先，配制石墨烯導電復合漿料；其次，制備石墨烯遠紅外復合漿料；最后，將石墨烯導電漿料和石墨烯遠紅外復合漿料按55-95wt％：5-45wt％比例進行混合，經過2000-3000轉/分高速攪拌分散1小時，形成混合料。申請號CN201510287766.7公開了一種摻雜氟化石墨烯制備高導電漿料的方法，涉及高導電漿料的配置方法領域，解決現有的成熟型導電漿料導電性能差和與電解液相容性差的技術不足，該發明包括如下步驟：（1）稱量質量比例為：100:5-15:3-5:700的導電漿料、氟化石墨烯、分散劑、去離子水；（2）將分散劑與二分之一的去離子水混合抽真空攪拌1h；(3)加入導電漿料真空攪拌1.5h；(4)加入氟化石墨烯抽真空攪拌2h；(5)將剩余的去離子水加入抽真空攪拌30min，測量制備漿料粘度與固含量，使得粘度在100-500mpa.s，固含量在3%-8%。通過氟化石墨烯的加入，使得漿料的導電性和與電解液的相容性進一步得到增強，可以顯著提升電池的綜合性能。申請號CN201510128875.4發明提供了一種碳納米管-石墨烯復合導電漿料及其制備方法與應用。以所述碳納米管-石墨烯復合導電漿料的總重量為100％計，該漿料包括2wt％-6wt％的分散質和94wt％-98wt％的分散劑；優選所述分散質包括碳納米管和石墨烯的混合物。申請號CN201310420336.9涉及一種摻雜石墨烯制備高導電漿料的方法，該發明包括以下步驟：（1）稱量質量比例為：100：5-15：3-5:700的導電漿料、石墨烯、分散劑、去離子水；（2）將分散劑與二分之一的去離子水混合抽真空攪拌1h；（3）加入導電漿料真空攪拌1.5h；（4）加入石墨烯抽真空攪拌2h；（5）加入剩余的去離子水抽真空攪拌30min，測量制備漿料粘度與固含量，使得粘度在100-500mpa.s，固含量在3%-8%。申請號CN201410292839.7發明專利公開了一種石墨烯復合銅厚膜導電漿料，按照質量百分比由以下組分組成：導電相60％-80％，玻璃相0.5％-5％，有機載體15％-39.5％，上述各組分質量百分比之和為100％；制備方法為：將上述各組分混合，加熱至35-40℃，攪拌均勻，即得。申請號CN201410828734.9發明專利公開了一種表面吸附分散劑的石墨烯導電漿料、其制備方法及應用。該導電漿料包括如下組分（wt%）：表面吸附分散劑的石墨烯1-10%、導電填料20-50％、溶劑40-70％、有機粘結劑5-15％、輔助填料0-10％、功能添加劑0-3％；其制備方法包括：將石墨烯粉體與分散劑混合，形成表面吸附分散劑的石墨烯粉體，之后與溶劑及有機粘結劑在加熱狀態下混合成均勻狀態的有機載體，再將導電填料等均勻分散于所述有機載體中，獲得所述導電漿料。申請號CN201410828853.4發明專利公開了一種負載小尺寸阻隔劑的石墨烯導電漿料、其制備方法及應用。該導電漿料包括：導電組分1wt%-10wt%、分散劑0.5wt%-8wt%和溶劑85wt%-95wt%；其中所述導電組分包括作為基本導電組分的負載小尺寸阻隔劑的石墨烯以及輔助導電組分。申請號CN201310087333.8發明公開了一種薄層石墨烯/金屬粉體復合結構材料、其制備方法及應用。該復合結構材料包括薄層石墨烯搭橋并包覆的金屬粉體，其制備工藝包括：取過渡金屬粉體或還原的過渡金屬粉體與薄層石墨烯混合，再通過化學氣相沉積在過渡金屬粉體表面生長包覆薄層石墨烯，獲得薄層石墨烯搭橋并包覆的金屬粉體；或者通過化學氣相沉積在過渡金屬粉體表面生長薄層石墨烯，而后再與薄層石墨烯復合獲得目標產物。