一种环保型碳纤维/聚丙烯酸导电涂料制造技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维/聚丙烯酸导电涂料，包括以下组分：碳纤维改性聚丙烯酸乳液100份，磷酸锌12‑19份，有机蒙脱土10‑15份，分散剂2‑6份，防沉剂2‑5份，流平剂3‑7份，增塑剂1‑2份，填料7‑9份，消泡剂1‑3份，水30‑40份。本申请的导电涂料绿色环保，导电性能良好，从而可以起到良好的防辐射效果，并且该导电涂料具有良好的耐腐蚀性以及耐候性，可以对基材提供长时间的有效保护。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型碳纤维/聚丙烯酸导电涂料
本专利技术涉及涂料领域，特别是一种环保型碳纤维/聚丙烯酸导电涂料。
技术介绍
随着电子技术的迅速发展，无线电通讯得以密集的配置和广泛的使用，使空间充斥了不同波长和频率的电磁波，这些电磁波会干扰电子制品的正常使用成为了一种新的环境污染-电磁波干扰。因此，解决电磁波所造成的干扰，防止电磁波辐射污染，保护环境、人体健康以及保障信息安全已收到广泛的关注。屏蔽材料种类繁多，按照其成分可以分为金属导体材料、金属软磁材料、铁氧体软磁材料，有机化工材料以及介电材料；从结构上可以分为实心型屏蔽材料、非实心型屏蔽材料以及复合材料。导电涂料是涂于非导电体底材上，使之具有一定的传导电流和消散静电荷能力的功能性涂料。导电涂料具有价格低廉，工艺简便，无需特殊设备就能实现涂覆工艺的自动化，尤其适用于各种复杂形状表面的涂覆，使高分子材料表面金属化，从而达到防静电或屏蔽电磁波的目的。导电涂料根据其导电填料的性质和涂层结构的不同，可以分为本征型导电涂料和填充型导电涂料两类。本征型导电涂料也称为结构型导电涂料，是指以本征型导电高分子直接作为树脂基质，或导电高分子与其他基质材料共同作为成膜物质的导电涂料。填充型导电涂料是指以高分子聚合物为主要成膜物质，添加导电填料的复合涂料。填充型导电填料中填料提供了涂层所需要的电性能，树脂基体提供了导电填料赖以作用的载体，使其即具有导电功能，又具有高分材料的优良特性。基体树脂是制备涂料的主体成分，作用是将涂料中各种颜填料和助剂粘结成一个整体，附着在被涂基层表面，易于改造固化形成均匀连续而且坚韧的保护膜，决定了涂料的基本理化性能。适用于导电涂料的聚合物有：聚丙烯酸树脂、苯丙树脂，环氧树脂以及有机硅树脂等。聚丙烯酸酯是由丙烯酸酯类单体共聚而成，具有很好的耐水性、耐碱性、耐候性、耐光性以及成膜性等特点。中国专利CN201710744431.2公开了一种耐候性的导电涂料及使用该导电涂料涂覆而成的导电涂层，所述的导电涂料包括以下重量份的物质：基体树脂50～80份、固化剂10～30份、导电粉10～50份、助剂3～10份、稀释剂10～30份、耐水解剂0.5～1.8份、紫外线吸收剂1～3份、发泡剂10～15份、钛白粉3～8份、散射粒子5～8份；所述的导电涂料中含有发泡剂和钛白粉，发泡剂形成的泡孔结构和钛白粉粒子可以对射入到基体树脂内部的光线进行反射，避免光线对构成导电涂料的载体的老化作用，同时，发泡剂形成的泡孔结构具有良好的隔热效果，避免因高温对基体树脂的老化影响；所述的导电涂料中含有散射粒子，且散射粒子凸出导电涂层的表面形成凸起结构，对射入到导电涂层的光线进行散射。但是该导电涂料采用有机溶剂为稀释剂，环保性较差。
技术实现思路
本专利技术涉及一种碳纤维/聚丙烯酸导电涂料，该导电涂料绿色环保，导电性能良好，从而可以起到良好的防辐射效果，并且该导电涂料具有良好的耐腐蚀性以及耐候性，可以对基材提供长时间的有效保护。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种碳纤维/聚丙烯酸导电涂料，以重量份计，包括以下组分：碳纤维改性聚丙烯酸乳液100份，磷酸锌12-19份，有机蒙脱土10-15份，分散剂2-6份，防沉剂2-5份，流平剂3-7份，增塑剂1-2份，填料7-9份，消泡剂1-3份，水30-40份；所述碳纤维改性聚丙烯酸乳液的固含量为70％；所述碳纤维改性聚丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：(1)将CTAB溶于水中，加入碳纤维，超声分散20-45min，之后加入钛酸酯偶联剂，搅拌1-2h，加入聚丙烯酸钠，继续搅拌反应45-90min，离心分离烘干后制得改性碳纤维；(2)将甲基丙烯酸，衣康酸，丙烯酸乙基己基酯，甲基丙烯酸十八烷基酯，亚甲基双丙烯酰胺，N-羟甲基丙烯酰胺，改性碳纤维，乳化剂和水加入反应釜中，搅拌均匀后，取出一半量的混合物乳液备用；(3)向反应釜中加入链转移剂和PVA，添加氨水调节pH为5-6，搅拌升温至80-90℃，同时分开滴加过硫酸钾的水溶液和步骤(2)中取出的乳液，边滴加边搅拌，滴加完成后继续搅拌反应60-90min，降温至室温后，加入NaOH调至pH为8-9，加入水稀释，制得所述碳纤维改性聚丙烯酸乳液。优选的，所述乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚和仲烷基磺酸钠的混合物；链转移剂为四氯化碳。优选的，所述碳纤维和甲基丙烯酸的使用量质量比为2:7。优选的，所述步骤(2)中各单体的使用量为，以摩尔份数计：甲基丙烯酸55份，衣康酸14份，丙烯酸乙基己基酯13份，甲基丙烯酸十八烷基酯9份，亚甲基双丙烯酰胺5份，N-羟甲基丙烯酰胺4份。优选的，所述分散剂为三乙烯四胺。优选的，所述防沉剂为聚乙烯蜡。优选的，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷类流平剂。优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。优选的，所述填料为粘土。优选的，所述消泡剂为SD-202。本专利技术具有以下有益效果：本申请通过将碳纤维经过CTAB、钛酸酯偶联剂改性后，与聚丙烯酸钠进行连接从而接枝到聚丙烯酸结构上，使得碳纤维可以在涂料中均匀的分散，不易抱团、沉降，从而在涂膜中可以形成有效的碳纤维结构网，使得涂料具有良好的导电性能。此外，碳纤维和磷酸锌相互配合提高了提高涂料对腐蚀电解质的阻碍效应，对基材具有非常好的屏蔽保护，从而提高了涂料的防腐蚀性能，为基材提供更加有效的防腐保护，延长基材的使用寿命。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术进一步说明，实施例只用于解释本专利技术，不会对本专利技术构成任何的限定。实施例1一种碳纤维/聚丙烯酸导电涂料，以重量份计，包括以下组分：碳纤维改性聚丙烯酸乳液100份，磷酸锌12份，有机蒙脱土10份，三乙烯四胺2份，聚乙烯蜡2份，烷基改性有机硅氧烷类流平剂3份，邻苯二甲酸二辛酯1份，粘土7份，SD-2021份，水30份；所述碳纤维改性聚丙烯酸乳液的固含量为70％；所述碳纤维改性聚丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：(1)将CTAB溶于水中，加入碳纤维，超声分散20min，之后加入钛酸酯偶联剂，搅拌1h，加入聚丙烯酸钠，继续搅拌反应45min，离心分离烘干后制得改性碳纤维；(2)将以摩尔份数计，甲基丙烯酸55份，衣康酸14份，丙烯酸乙基己基酯13份，甲基丙烯酸十八烷基酯9份，亚甲基双丙烯酰胺5份，N-羟甲基丙烯酰胺4份，改性碳纤维，乳化剂和水加入反应釜中，搅拌均匀后，取出一半量的混合物乳液备用；(3)向反应釜中加入链转移剂和PVA，添加氨水调节pH为5，搅拌升温至80℃，同时分开滴加过硫酸钾的水溶液和步骤(2)中取出的乳液，边滴加边搅拌，滴加完成后继续搅拌反应60min，降温至室温后，加入NaOH调至pH为8，加入水稀释，制得所述碳纤维改性聚丙烯酸乳液。所述乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚和仲烷基磺酸钠的混合物；链转移剂为四氯化碳；碳纤维和甲基丙烯酸的使用量质量比为2:7。将得到碳纤维/聚丙烯酸导电涂料刷涂于成型模具上，常温下静置12h，完全干燥后均进行了性能测试，经测试该涂料具有良好的导电性能，以及防腐蚀性能。实施例2一种碳纤维/聚丙烯酸导电涂料，以重量份计，包括以下组分：碳纤维改性聚丙烯酸乳液100份，磷酸锌19份，有机蒙脱土15份，三乙烯四胺6份，聚乙烯蜡5份，烷基改性有机硅氧烷类流平剂7份，邻苯二甲酸二辛酯2份，粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维/聚丙烯酸导电涂料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：碳纤维改性聚丙烯酸乳液100份，磷酸锌12‑19份，有机蒙脱土10‑15份，分散剂2‑6份，防沉剂2‑5份，流平剂3‑7份，增塑剂1‑2份，填料7‑9份，消泡剂1‑3份，水30‑40份；所述碳纤维改性聚丙烯酸乳液的固含量为70％；所述碳纤维改性聚丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：(1)将CTAB溶于水中，加入碳纤维，超声分散20‑45min，之后加入钛酸酯偶联剂，搅拌1‑2h，加入聚丙烯酸钠，继续搅拌反应45‑90min，离心分离烘干后制得改性碳纤维；(2)将甲基丙烯酸，衣康酸，丙烯酸乙基己基酯，甲基丙烯酸十八烷基酯，亚甲基双丙烯酰胺，N‑羟甲基丙烯酰胺，改性碳纤维，乳化剂和水加入反应釜中，搅拌均匀后，取出一半量的混合物乳液备用；(3)向反应釜中加入链转移剂和PVA，添加氨水调节pH为5‑6，搅拌升温至80‑90℃，同时分开滴加过硫酸钾的水溶液和步骤(2)中取出的乳液，边滴加边搅拌，滴加完成后继续搅拌反应60‑90min，降温至室温后，加入NaOH调至pH为8‑9，加入水稀释，制得所述碳纤维改性聚丙烯酸乳液。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维/聚丙烯酸导电涂料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：碳纤维改性聚丙烯酸乳液100份，磷酸锌12-19份，有机蒙脱土10-15份，分散剂2-6份，防沉剂2-5份，流平剂3-7份，增塑剂1-2份，填料7-9份，消泡剂1-3份，水30-40份；所述碳纤维改性聚丙烯酸乳液的固含量为70％；所述碳纤维改性聚丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：(1)将CTAB溶于水中，加入碳纤维，超声分散20-45min，之后加入钛酸酯偶联剂，搅拌1-2h，加入聚丙烯酸钠，继续搅拌反应45-90min，离心分离烘干后制得改性碳纤维；(2)将甲基丙烯酸，衣康酸，丙烯酸乙基己基酯，甲基丙烯酸十八烷基酯，亚甲基双丙烯酰胺，N-羟甲基丙烯酰胺，改性碳纤维，乳化剂和水加入反应釜中，搅拌均匀后，取出一半量的混合物乳液备用；(3)向反应釜中加入链转移剂和PVA，添加氨水调节pH为5-6，搅拌升温至80-90℃，同时分开滴加过硫酸钾的水溶液和步骤(2)中取出的乳液，边滴加边搅拌，滴加完成后继续搅拌反应60-90min，降温至室温后，加入NaOH调至pH为8-9，加入水稀释，制得所述碳纤维改性聚丙烯酸乳液。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海燕，
申请(专利权)人：东莞市佳乾新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44