石墨烯基多功能型导电涂料制造技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯基多功能型导电涂料，属于涂料技术领域。该涂料原料组成如下：石墨烯2～20份，石墨烯电性能促进填料2～20份，水性粘结剂5～50份，功能填料5～10份，石墨烯专用分散剂0.1～5份，粘度调节剂0.5～1份，水性流平剂0.5～1份，水性消泡剂0.5～1份，水5～50份。功能填料与石墨烯共同分散，填料填充于石墨烯片层之间，有效的抑制了石墨烯的团聚，使所涂料中固体物不易沉降。石墨烯与功能填料之间具有协同作用，填料的加入提升了涂料的导电性能，石墨烯增强了功能填料的功能性。本发明专利技术在具有经济，环保，工艺简单，易于大规模生产等优势的基础上，赋予涂料以多功能性，应用范围更广。

Graphene-based multifunctional conductive coatings

The invention discloses a graphene-based multifunctional conductive paint, which belongs to the technical field of paint. The raw material composition of the coating is as follows: graphene 2-20 phr, graphene electric property promotion filler 2-20 phr, water-borne binder 5-50 phr, functional filler 5-10 phr, graphene special dispersant 0.1-5 phr, viscosity regulator 0.5-1 phr, water leveling agent 0.5-1 phr, water-borne defoamer 0.5-1 phr, water 5-50 phr. Functional filler and graphene are dispersed together, filler is filled between graphene lamellae, which effectively inhibits the agglomeration of graphene and makes the solid in the coating difficult to settle. There is synergistic effect between graphene and functional fillers. The addition of fillers improves the conductivity of coatings, and graphene enhances the functionality of functional fillers. On the basis of the advantages of economy, environmental protection, simple technology and easy mass production, the invention gives the paint multifunctional and has a wider application range.

【技术实现步骤摘要】
石墨烯基多功能型导电涂料
本专利技术属于涂料
，具体涉及一种石墨烯基多功能型导电涂料。
技术介绍
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的六边型蜂窝状结构的二维纳米材料，其特殊的单原子层结构决定了它有着丰富而新奇的物理性质。由于具有极大的比表面积、超高的电导率和热导率、优异的力学性能，在纳米电子器件、太阳能电池、光电检测材料、锂电池、储氢材料及复合材料等领域有着极其广阔的应用前景。随着研究的深入和多元化，石墨烯作为一种全新的催化剂载体已经成功应用于Friedel-Crafts、Cycloaddition、Aza-Michaeladdition及氧化和还原反应等催化领域，并显示出独特的催化性能。导电涂料是属于特种功能涂料。可应用于电子、电器、航空、化工、印刷等多种军、民用工业领域。导电涂料通过喷涂或者刷涂的方法，使完全绝缘的非金属或非导电表面具有像金属一样的吸收、传导和衰减电磁波的特征，从而起到屏蔽电磁波干扰的作用。石墨烯特有的稳定晶格结构使石墨烯具有优异的电性能、热性能和机械性能，是作为导电涂料的理想组分。目前，已有报道证明了石墨烯在导电涂料领域应用的优势，但石墨烯材料的高比表面积导致分子间的作用力太大而容易发生团聚，不易分散均匀，影响了石墨烯材料的优异性能。同时，研究多以氧化石墨烯为原料，氧化石墨烯制备过程需要用到大量强酸强氧化剂，对环境产生严重的影响，且后期需要进行还原，整体工艺相对复杂。不仅如此，所制备的导电涂料功能单一，仅具有一定的导电效果，难以满足人们多功能性的需求。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的是开发一种多功能型导电涂料，所制备的涂料采用绿色环保的物理法所制备的石墨烯为导电填料，辅以其他功能性填料赋予涂料以多功能性，在环保型粘结剂中进行分散，直接制备出石墨烯基多功能型导电涂料。本专利技术石墨烯基多功能型导电涂料，由以下重量份数原料组成：所述石墨烯电性能促进填料为碳纳米管、导电炭黑、聚苯胺、聚吡咯以及聚噻吩中的一种或几种。所述功能填料为抗菌杀菌改性纳米银粉、紫外线屏蔽填料、阻燃填料、负离子填料中的一种或多种。所述石墨烯专用分散剂包括以下组分：曲拉通100、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇，其质量比为2：7：1。进一步的，所述水性粘结剂为纯丙乳液、水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯乳液以及水性醇酸树脂中的一种或两种。进一步的，所述粘度调节剂为羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素或有机膨润土。本专利技术的科学原理：本专利技术采用物理法所制备的石墨烯为导电填料，辅以石墨烯电性能促进剂以进一步降低其电阻，并将具有多种功能性的填料与石墨烯在粘结剂中进行复合，使功能性填料插入石墨烯层间，并均匀分散于粘结剂中。在涂料中，功能性填料不仅发挥了其本身应有的功能性，同时抑制了石墨烯由于ππ叠加作用所产生的聚集，石墨烯与功能填料之间的协同作用进一步提升了涂料的导电性及多功能性。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：1、克服了传统导电涂料性能单一的缺点，赋予了涂料的多功能性，拓展了应用范围。2、石墨烯电性能促进填料的加入与石墨烯进行复合，提升涂料导电率，降低涂料中石墨烯添加量。3、功能填料与石墨烯共同分散，填料填充于石墨烯片层之间，有效的抑制了石墨烯的团聚，使所涂料中固体物不易沉降。4、石墨烯与功能填料之间具有协同作用，填料的加入提升了涂料的导电性能，石墨烯增强了功能填料的功能性。具体实施方式以下结合具体实施例详述本专利技术，但本专利技术不局限于下述实施例。对比例1将10g石墨烯，2g碳纳米管，1g导电炭黑，100g去离子水，100g纯丙乳液，1g石墨烯专用分散剂混合后进行搅拌分散，搅拌速度1000rmp，分散10分钟，分散过程中加入1g水性消泡剂，1g水性流平剂，0.5g羧甲基纤维素钠。分散10分钟后在砂磨机中进行分散，分散30分钟，得到均匀细腻的石墨烯基导电涂料。涂层方阻180Ω。实施例1将10g石墨烯，2g碳纳米管，1g导电炭黑，100g去离子水，100g纯丙乳液，5g抗菌杀菌改性纳米银粉，1g石墨烯专用分散剂混合后进行搅拌分散，搅拌速度1000rmp，分散10分钟，分散过程中加入1g水性消泡剂，1g水性流平剂，0.5g羧甲基纤维素钠。分散10分钟后在砂磨机中进行分散，分散30分钟，得到均匀细腻的具抗菌杀菌功能的石墨烯基导电涂料。涂层方阻120Ω，杀菌效率大于95％。实施例2将5g石墨烯，5g碳纳米管，2g导电炭黑，100g去离子水，100g纯丙乳液，3g紫外线屏蔽剂，1g石墨烯专用分散剂混合后进行搅拌分散，搅拌速度1000rmp，分散10分钟，分散过程中加入1g水性消泡剂，1g水性流平剂，0.5g羟乙基纤维素。分散10分钟后在砂磨机中进行分散，分散30分钟，得到均匀细腻的具抗紫外线功能的石墨烯基导电涂料。涂层方阻180Ω，紫外线透过率为0。实施例3将20g石墨烯，1g碳纳米管，5g导电炭黑，100g去离子水，100g纯丙乳液，3g阻燃填料(三氧化二锑)，1g石墨烯专用分散剂混合后进行搅拌分散，搅拌速度1000rmp，分散10分钟，分散过程中加入1g水性消泡剂，1g水性流平剂，0.5g羟乙基纤维素。分散10分钟后在砂磨机中进行分散，分散30分钟，得到均匀细腻的具阻燃功能的石墨烯基导电涂料。涂层方阻100Ω，阻燃等级V0。实施例4将10g石墨烯，1g碳纳米管，3g导电炭黑，100g去离子水，100g纯丙乳液，2g阻燃填料(三氧化二锑)，3g抗菌杀菌改性纳米银粉,1g石墨烯专用分散剂混合后进行搅拌分散，搅拌速度1000rmp，分散10分钟，分散过程中加入1g水性消泡剂，1g水性流平剂，0.5g羟乙基纤维素。分散10分钟后在砂磨机中进行分散，分散30分钟，得到均匀细腻的具阻燃和抗菌杀菌功能的石墨烯基导电涂料。涂层方阻150Ω，阻燃等级V0，杀菌效率大于95％。实施例5将10g石墨烯，1g碳纳米管，3g聚苯胺，100g去离子水，100g纯丙乳液，2g阻燃填料(三氧化二锑)，3g抗菌杀菌改性纳米银粉,1g石墨烯专用分散剂混合后进行搅拌分散，搅拌速度1000rmp，分散10分钟，分散过程中加入1g水性消泡剂，1g水性流平剂，0.5g羧甲基纤维素钠。分散10分钟后在砂磨机中进行分散，分散30分钟，得到均匀细腻的具阻燃和抗菌杀菌功能的石墨烯基导电涂料。涂层方阻170Ω，阻燃等级V0，杀菌效率大于95％。实施例6将10g石墨烯，1g碳纳米管，2g聚吡咯，1g聚苯胺，1g导电炭黑，100g去离子水，100g纯丙乳液，2g负离子填料，3g抗菌杀菌改性纳米银粉,1g石墨烯专用分散剂混合后进行搅拌分散，搅拌速度1000rmp，分散10分钟，分散过程中加入1g水性消泡剂，1g水性流平剂，1g有机膨润土。分散10分钟后在砂磨机中进行分散，分散30分钟，得到均匀细腻的具负离子发射和抗菌杀菌功能的石墨烯基导电涂料。涂层方阻180Ω，负离子发射量～1500个/cm2，杀菌效率大于95％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯基多功能型导电涂料，其特征在于，该涂料由以下重量份数原料组成：

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯基多功能型导电涂料，其特征在于，该涂料由以下重量份数原料组成：所述石墨烯电性能促进填料为碳纳米管、导电炭黑、聚苯胺、聚吡咯以及聚噻吩中的一种或几种；所述功能填料为抗菌杀菌改性纳米银粉、紫外线屏蔽填料、阻燃填料、负离子填料中的一种或多种；所述石墨烯专用分散剂包括以下组分：曲拉通100、聚乙烯吡咯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贺新，付梦翔，刘文涛，叶秋阳，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34