一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法技术

一种碳系可点焊导电涂料，包括树脂、溶剂、颜填料、碳源，碳源包括碳纳米管，碳纳米管的类型为碳纳米管阵列，碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6～0.8，碳系可点焊导电涂料喷涂在金属板材上得到带漆膜的金属板材，带漆膜的金属板材点焊时，点焊电流通过漆膜产生的电阻热将焊点处的漆膜破坏排出，以使点焊完成；制备时，先将碳纳米管阵列、分散剂加入溶剂中，再用卧式砂磨机进行分散以得到碳管浆液，然后用高速分散机将碳管浆液和树脂、颜填料进行分散，以得到碳系可点焊导电涂料。本设计不仅电阻小，填料含量低，适合点焊工艺，而且制备方法简单、生产成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功能涂料领域，尤其涉及一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法，主要适用于保证喷涂碳系导电涂料的板材能够顺利点焊。
技术介绍
在现代制造工业中，某些钢制状构件，特别是某些小批量的大型构件都需要先涂装再焊接，以提高焊缝的防腐能力，由于漆膜的导电性不良，电阻非常大，大多时候焊接都采用弧焊工艺，在有薄板材料的焊接时，由于弧焊工艺极易造成薄板件变形，从而影响工件的平整度和外形尺寸精度。中国专利授权公告号为CN103483997B，授权公告日为2015年9月9日的专利技术公开了一种可焊接防腐漆，该防腐漆采用醇酸树脂作为单组份成膜体系，以磷铁粉为导电填料，磷铁粉占干膜质量比不低于60﹪，至少包括长油度醇酸树脂100固体份，复合填料160～450份，单烷氧基类钛酸酯偶联剂1.6～9份，有机膨润土5～20份，催干剂0.1～0.5份，复合填料为磷铁粉或磷铁粉与硅酸盐类体质填料的混合物，磷铁粉为不同粒径的混合物，该专利技术的缺陷为：采用磷铁粉作为导电填料，电阻太大，填料含量高，只适合弧焊工艺，不适合点焊工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的电阻太大，填料含量高，不适合点焊工艺的缺陷与问题，提供一种电阻小，填料含量低，适合点焊工艺的碳系可点焊导电涂料及其制备方法。为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种碳系可点焊导电涂料，包括树脂、溶剂、颜填料、碳源，所述碳源包括碳纳米管，碳纳米管的类型为碳纳米管阵列，所述碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6～0.8。所述碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪。所述碳源还包括片状石墨、球形石墨。所述碳纳米管阵列中的碳管为线性结构，碳纳米管阵列、片状石墨、球形石墨在所述碳系可点焊导电涂料中交织形成三维导电网络。所述片状石墨为磷片石墨，所述球形石墨为导电炭黑SP或中间相碳微球。所述碳系可点焊导电涂料中片状石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪，所述碳系可点焊导电涂料中球形石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪。一种碳系可点焊导电涂料的制备方法，所述制备方法依次包括以下步骤：a、先将碳纳米管阵列、分散剂加入溶剂中，再进行预分散以得到预分散体，然后将预分散体进行一次分散以得到碳管浆液；b、先将树脂、颜填料加入上述碳管浆液中，再进行二次分散以得到所述碳系可点焊导电涂料，该碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6～0.8。步骤a中，所述碳管浆液中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～2wt﹪；步骤b中，所述碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪。步骤a中，所述碳纳米管阵列与分散剂的质量比为1:0.5～1:2；所述预分散时，用高速分散机进行预分散以得到预分散体，高速分散机的转速为600rpm～800 rpm，预分散时间为5分钟；所述一次分散时，先用带研磨介质的卧式砂磨机将预分散体进行一次分散至其细度小于等于5微米，以得到一次分散体，再过滤掉一次分散体中的研磨介质以得到碳管浆液，分散时间为2小时；步骤b中，所述二次分散时，先用带研磨介质的高速分散机进行二次分散以得到二次分散体，再过滤掉二次分散体中的研磨介质以得到所述碳系可点焊导电涂料，带研磨介质的高速分散机先用600rpm～800 rpm的转速进行预分散，预分散时间为5分钟，再用2000rpm的转速进行分散以得到二次分散体，分散时间为40分钟。一种碳系可点焊导电涂料的制备方法，所述制备方法依次包括以下步骤：当所述碳源还包括片状石墨与球形石墨时：a、先将碳纳米管阵列、分散剂加入溶剂中，再进行预分散以得到预分散体，然后将预分散体进行一次分散以得到碳管浆液；b、先将片状石墨、球形石墨、树脂、颜填料加入上述碳管浆液中，再进行二次分散以得到所述碳系可点焊导电涂料，该碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪，该碳系可点焊导电涂料中片状石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪，该碳系可点焊导电涂料中球形石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪，该碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6～0.8。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、由于本专利技术一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法中导电添加剂为碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列能提高涂料的导电性，使涂料电阻小，保证点焊电流顺利通过，从而使点焊顺利完成；碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，该颜填料的含量较低，点焊过程中，保证点焊高温将焊点处的漆膜迅速局部破坏排出，且不因电阻过大，导致产生焊接飞溅，甚至焊穿，使点焊完成并保证点焊质量，从而克服现有技术存在的电阻太大，填料含量高，不适合点焊工艺的缺陷。因此，本专利技术电阻小，填料含量低，适合点焊工艺。2、由于本专利技术一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪时，涂料具备较低电阻（小于等于103欧姆），以保证点焊电流更加顺利通过，使点焊顺利完成；碳纳米管阵列中的碳管为线性结构，碳纳米管阵列、片状石墨、球形石墨在碳系可点焊导电涂料中交织形成三维导电网络，不仅进一步增强了涂料的导电性能、防腐性能，而且碳纳米管阵列中的碳管为有取向排列，同时，片状石墨为磷片石墨，球形石墨为导电炭黑SP或中间相碳微球，使得石墨程度高，易分散，达相同导电性时，碳管与石墨的用量少。因此，本专利技术不仅导电性能好、可点焊性能高，而且防腐性能好、成本低。3、由于本专利技术一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法中，在制备产品时，先制备碳管浆液，再将碳管浆液与树脂、颜填料混合配制碳系可点焊导电涂料，步骤简易、清晰、便于操作，同时，所采用的碳管浆液和石墨直接加入即可，不需要任何前置工艺，不仅简化了工艺、降低了生产成本。因此，本专利技术制备方法简易、便于操作、成本低。4、由于本专利技术一种碳系可点焊导电涂料及其制备方法中，在制备产品时，碳管浆液中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～2wt﹪，使得制得的碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度达到0.5wt﹪～1.5wt﹪的要求，进而满足涂料导电性能好的要求，使得涂料易于点焊；另外，碳纳米管阵列与分散剂的质量比为1:0.5～1:2、用高速分散机进行预分散、用带研磨介质的卧式砂磨机进行一次分散、用带研磨介质的高速分散机进行二次分散，这些操作都是为了使树脂和溶剂充分润湿碳纳米管阵列，使得碳纳米管阵列的利用率高，达到相同导电性时，碳纳米管阵列的用量少，降低了成本。因此，本专利技术不仅导电性能好，易于点焊，而且成本低。附图说明图1是本专利技术的实施例3中的不同碳源构成的三维导电网络的平面示意图。图2是本专利技术的实施例1中的焊接示意图。图3是本专利技术的实施例2中的焊接示意图。图1中：曲线代表碳纳米管阵列，矩形代表片状石墨，黑点代表球形石墨。具体实施方式以下结合附图说明和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。一种碳系可点焊导电涂料，包括树脂、溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳系可点焊导电涂料，包括树脂、溶剂、颜填料、碳源，其特征在于：所述碳源包括碳纳米管，碳纳米管的类型为碳纳米管阵列，所述碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6～0.8。

【技术特征摘要】
1.一种碳系可点焊导电涂料，包括树脂、溶剂、颜填料、碳源，其特征在于：所述碳源包括碳纳米管，碳纳米管的类型为碳纳米管阵列，所述碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6～0.8。2.根据权利要求1所述的一种碳系可点焊导电涂料，其特征在于：所述碳系可点焊导电涂料中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5wt﹪～1.5wt﹪。3.根据权利要求1或2所述的一种碳系可点焊导电涂料，其特征在于：所述碳源还包括片状石墨、球形石墨。4.根据权利要求3所述的一种碳系可点焊导电涂料，其特征在于：所述碳纳米管阵列中的碳管为线性结构，碳纳米管阵列、片状石墨、球形石墨在所述碳系可点焊导电涂料中交织形成三维导电网络。5.根据权利要求3所述的一种碳系可点焊导电涂料，其特征在于：所述片状石墨为磷片石墨，所述球形石墨为导电炭黑SP或中间相碳微球。6.根据权利要求3所述的一种碳系可点焊导电涂料，其特征在于：所述碳系可点焊导电涂料中片状石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪，所述碳系可点焊导电涂料中球形石墨的质量百分比浓度大于0wt﹪且小于等于1wt﹪。7.一种权利要求1所述的碳系可点焊导电涂料的制备方法，其特征在于：所述制备方法依次包括以下步骤：a、先将碳纳米管阵列、分散剂加入溶剂中，再进行预分散以得到预分散体，然后将预分散体进行一次分散以得到碳管浆液；b、先将树脂、颜填料加入上述碳管浆液中，再进行二次分散以得到所述碳系可点焊导电涂料，该碳系可点焊导电涂料中颜填料的质量百分比浓度为10wt﹪～30wt﹪，且该碳系可点焊导电涂料的颜基比为0.6～0.8。8.根据权利要求7所述的一种碳系可点焊导电涂料的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述碳管浆液中碳纳米管阵列的质量百分比浓度为0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫，王睿，刘安心，张巍巍，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42