一种储存稳定性优异的暗红色石墨烯导电涂料制造技术

本发明专利技术公开了一种储存稳定性优异的暗红色石墨烯导电涂料，包括如下质量百分数的组分：水溶性树脂及固化剂40%~45%，改性石墨烯聚苯胺复合物20%~28%，氧化铁红3.0%~5.0%，增稠剂0.5%~2.0%，交联偶联剂1.5%~2.5%，分散剂0.5~3.0%，消泡剂0.1%~1.0%，流平剂0.1%~1.0%，余量去离子水。本发明专利技术通过花生壳、三聚氰胺和氢氧化钠制备得到生物质分散液，利用生物质分散液改性石墨烯并与聚苯胺复合，最终制备得到含有改性石墨烯聚苯胺复合物的暗红色石墨烯导电涂料。本发明专利技术提供的暗红色石墨烯导电涂料具有优异的储存稳定性和具有良好的导电性能，而且，还拥有良好的附着力、耐冲击性能和柔韧性。

A Dark Red Graphene Conductive Coating with Excellent Storage Stability

The invention discloses a dark red graphene conductive paint with excellent storage stability, which comprises the following components: water-soluble resin and curing agent 40%~45%, modified graphene polyaniline compound 20%~28%, iron oxide red 3.0%~5.0%, thickener 0.5%~2.0%, cross-linking agent 1.5%~2.5%, dispersant 0.5~3.0%, defoamer 0.1%~1.0%, leveling agent 0.1%~1.0%, residual deionization agent 0%. Water. The invention obtains the biomass dispersion liquid by preparing peanut shell, melamine and sodium hydroxide, modifies graphene with the biomass dispersion liquid and compounds with polyaniline, and finally prepares the dark red graphene conductive paint containing the modified graphene polyaniline compound. The dark red graphene conductive paint provided by the invention has excellent storage stability and good conductive performance, as well as good adhesion, impact resistance and flexibility.

【技术实现步骤摘要】
一种储存稳定性优异的暗红色石墨烯导电涂料
本专利技术涉及导电涂料
，更具体地，涉及一种储存稳定性优异的暗红色石墨烯导电涂料。
技术介绍
导电涂料涂覆于具有高电阻率的物体上时，具有传导电流、排除积累静电荷以及电磁屏蔽的作用，在信息和电子领域占有重要地位，被广泛应用于航空、航天、电子计算机、测量与控制系统、通信设备、医用设备、汽车工业、传感器、民用电子产品等诸多领域。导电填料是导电涂料的重要组成部分，导电填料的选择，主要是根据需要选择合适的导电填料种类、形状和用量。常用的导电填料包括：金属系填料，如银粉、镍粉和铜粉等；炭系填料，如石墨、炭黑、碳纤维以及碳纳米管等；金属氧化物系填料，如氧化锡、氧化锌等；以及复合填料等。导电填料的形状往往根据制备工艺的不同可以制成球状、片状、针状，以及纤维状粉末等多种形状。一般情况下，导电填料的粒子越小，涂料的导电性越好，而使用片状填料要比用球状填料的导电性要好。导电填料的用量选择对于浆料的性质也很重要：用量过少会导致填料无法形成连续的网络，影响涂料的导电性能；而用量过多则会使涂层强度降低。石墨烯具有良好的导电性能，石墨烯的加入能够有效提高材料的导电性。但是，由于石墨烯本身的机构特点，石墨烯片层既不亲水、也不亲油，片层之间由于π-π作用容易团聚，影响添加有石墨烯的导电涂料的储存稳定性，限制了石墨烯的添加量，影响导电涂料的性能。暗红色石墨烯导电涂料一般采用氧化铁红颜料，氧化铁红颜料颗粒一般通过分散剂来防止沉降，但是，仅仅采用分散剂的暗红色石墨烯导电涂料的储存稳定性不足，氧化铁红颜料容易发生沉降。因此，急需开发出储存稳定性优异且导电性能良好的暗红色石墨烯导电涂料。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的石墨烯分散性较差、容易团聚的缺陷，提供一种储存稳定性优异的暗红色石墨烯导电涂料，提供的暗红色石墨烯导电涂料中石墨烯分散性良好、不易团聚，具有优异的储存稳定性，而且具有良好的导电性能。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种储存稳定性优异的暗红色石墨烯导电涂料，包括如下质量百分数的组分：水溶性树脂及固化剂40％～45％，改性石墨烯聚苯胺复合物20％～28％，氧化铁红3.0％～5.0％，增稠剂0.5％～2.0％，交联偶联剂1.5％～2.5％，分散剂0.5～3.0％，消泡剂0.1％～1.0％，流平剂0.1％～1.0％，余量去离子水；所述改性石墨烯聚苯胺复合物的制备方法包括如下步骤：S1.将花生壳、三聚氰胺和0.8～1.5mol/LNaOH溶液按照质量比为1～1.3:1.0～1.5:50的比例混合后，制成均匀浆料，然后用水稀释至2～3倍，搅拌均匀，静置后弃去底层沉淀，得到生物质分散液；S2.将S1.的生物质分散液与氧化石墨烯溶液混合得到反应液，在180～200℃条件下水热反应15～18℃，经透析处理后得到改性石墨烯分散液；所述反应液中生物质的含量为3.0～4.0mg/mL，所述反应液中氧化石墨烯的含量为0.5～2.0mg/mL；S3.在S2.的改性石墨烯分散液中进行苯胺的聚合反应，得到改性石墨烯聚苯胺复合物。所述氧化石墨烯溶液可以由本领域技术人员根据现有技术制备得到，也可以市售得到。花生壳是一种常见的农业副产物，产量大，还没有得到充分利用。花生壳中含有纤维素等丰富的生物质，本专利技术通过大量的研究发现，将花生壳、三聚氰胺和氢氧化钠溶液研磨制备得到生物质分散液，制得的生物质分散液在特定含量的三聚氰胺配合下通过特殊条件下水热反应在石墨烯表面生成碳纳米颗粒，三聚氰胺与石墨烯表面的类π-π作用使得三聚氰胺能够诱导花生壳的生物质在石墨烯表面锚定并生成碳纳米颗粒，从而得到改性石墨烯。同时，氧化石墨烯通过水热作用得到还原，恢复导电性。制得的改性石墨烯具有良好的导电性，而且容易在水中重新分散，并且不容易团聚。在改性石墨烯分散液中进行苯胺的聚合反应，制备得到改性石墨烯聚苯胺复合物。聚苯胺为线性聚合物，聚苯胺通过缠绕改性石墨烯表面的碳纳米颗粒实现聚苯胺与改性石墨烯的有效复合、紧密作用，聚苯胺分子链与涂料的树脂分子链相互缠结，使得改性石墨烯在涂料中不易沉降，分散性进一步提高。而且，聚苯胺还能够缠结氧化铁红颗粒，有助于防止氧化铁红沉降；而且，改性石墨烯聚苯胺复合物与导电涂料树脂体系互相作用，构建三维立体网络，氧化铁红在三维体系中分散更加稳定，从而获得优异的储存稳定性。改性石墨烯与聚苯胺在涂料基体中互相作用形成连续的导电层，导电层的导电粒子之间既有面与面接触，也有线与线接触，使得导电涂料具有较好的导电性能。由于改性石墨烯聚苯胺复合物具有优异的分散性，使得导电涂料能够在保证附着力的情况下，增加改性石墨烯聚苯胺复合物的加入量，因此，本专利技术提供的暗红色石墨烯导电涂料不仅具有优异的储存稳定性，还能获得导电性能的提升。另外，由于石墨烯优异的机械性能，添加有改性石墨烯聚苯胺的导电涂料的漆膜还具有良好的机械性能，获得良好的抗冲击强度和涂层柔韧性。优选地，所述均匀浆料通过陶瓷球磨罐球磨制成。优选地，所述均匀浆料的细度为30μm。优选地，静置的时间为20～24h。优选地，所述反应液中氧化石墨烯的含量为1.0～1.5mg/mL。反应液中氧化石墨烯含量较低，即小于1.0mg/mL时，生物质相对较多，所以制得的改性石墨烯表面能够产生更多的碳颗粒，使改性石墨烯的分散性更好，从而提升改性石墨烯聚苯胺复合物的分散性，进而提高导电涂料的储存稳定性，但是，碳颗粒的存在也会妨碍改性石墨烯进行面与面接触，不利于改性石墨烯通过面-面接触从而形成导电连续体，使制得的导电涂料的导电性下降。而反应液中氧化石墨烯含量过高，即大于1.5mg/mL时，由于改性石墨烯表面的碳颗粒较少，制得的导电涂料的储存稳定下降，但是由于改性石墨烯更容易形成面-面接触，所以导电涂料的导电性提高。当反应液中氧化石墨烯的含量在1.0～1.5mg/mL范围内时，制得的导电涂料能够同时获得优异的储存稳定性和良好的导电性能。优选地，所述反应液中氧化石墨烯的含量为1.5mg/mL。当反应液中氧化石墨烯的含量为1.5mg/mL，氧化石墨烯相对花生壳生物质的含量恰好合适，制得的导电涂料的储存稳定性和导电性能更好。优选地，步骤S3.中苯胺的聚合反应包括如下步骤：将改性石墨烯、苯胺、酸混合制备得到混合分散液，然后在0～3℃条件下逐滴加含有酸的过硫酸铵溶液，反应5～10h后，经水洗、冻干得到改性石墨烯聚苯胺复合物；所述改性石墨烯与苯胺的质量比为1:1～8，过硫酸铵与苯胺的摩尔比为1:2～3。所述混合分散液中改性石墨烯的浓度可以为本领域一般常用的石墨烯分散液浓度。本申请的改性石墨烯的分散性显著优于现有的石墨烯或功能化石墨烯，因此在一般石墨烯分散液浓度范围内都能分散良好。优选地，所述混合分散液中改性石墨烯的浓度为2～3mg/mL。所述混合分散液中的酸可以为硫酸、盐酸或磷酸。优选地，所述硫酸的浓度为0.5～1.0mol/L。聚苯胺线性分子通过缠绕改性石墨烯表面的碳颗粒从而实现被锚定在改性石墨烯表面，改性石墨烯与聚苯胺互相配合，在导电涂料体系内分散良好，且储存稳定性极佳。聚苯胺作为导电高分子，与改性石墨烯复合，不但增强了改性石墨烯的分散性能，提升导电涂料的储存稳定性，还有助于在涂料漆膜内形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储存稳定性优异的暗红色石墨烯导电涂料，其特征在于，包括如下质量百分数的组分：水溶性树脂及固化剂40%~45%，改性石墨烯聚苯胺复合物20%~28%，氧化铁红3.0%~5.0%，增稠剂0.5%~2.0%，交联偶联剂1.5%~2.5%，分散剂0.5~3.0%，消泡剂0.1%~1.0%，流平剂0.1%~1.0%，余量去离子水；所述改性石墨烯聚苯胺复合物的制备方法包括如下步骤：S1. 将花生壳、三聚氰胺和0.8~1.5mol/L NaOH溶液按照质量比为1~1.3:1.0~1.5:50的比例混合后，制成均匀浆料，然后用水稀释至2~3倍，搅拌均匀，静置后弃去底层沉淀，得到生物质分散液；S2. 将S1.的生物质分散液与氧化石墨烯溶液混合得到反应液，在180~200℃条件下水热反应15~18℃，经透析处理后得到改性石墨烯分散液；所述反应液中生物质的含量为3.0~4.0mg/mL，所述反应液中氧化石墨烯的含量为0.5~2.0mg/mL；S3. 在S2.的改性石墨烯分散液中进行苯胺的聚合反应，得到改性石墨烯聚苯胺复合物。

【技术特征摘要】
1.一种储存稳定性优异的暗红色石墨烯导电涂料，其特征在于，包括如下质量百分数的组分：水溶性树脂及固化剂40%~45%，改性石墨烯聚苯胺复合物20%~28%，氧化铁红3.0%~5.0%，增稠剂0.5%~2.0%，交联偶联剂1.5%~2.5%，分散剂0.5~3.0%，消泡剂0.1%~1.0%，流平剂0.1%~1.0%，余量去离子水；所述改性石墨烯聚苯胺复合物的制备方法包括如下步骤：S1.将花生壳、三聚氰胺和0.8~1.5mol/LNaOH溶液按照质量比为1~1.3:1.0~1.5:50的比例混合后，制成均匀浆料，然后用水稀释至2~3倍，搅拌均匀，静置后弃去底层沉淀，得到生物质分散液；S2.将S1.的生物质分散液与氧化石墨烯溶液混合得到反应液，在180~200℃条件下水热反应15~18℃，经透析处理后得到改性石墨烯分散液；所述反应液中生物质的含量为3.0~4.0mg/mL，所述反应液中氧化石墨烯的含量为0.5~2.0mg/mL；S3.在S2.的改性石墨烯分散液中进行苯胺的聚合反应，得到改性石墨烯聚苯胺复合物。2.根据权利要求1所述的暗红色石墨烯导电涂料，其特征在于，所述反应液中氧化石墨烯的含量为1.0~1.5mg/mL。3.根据权利要求2所述的暗红色石墨烯导电涂料，其特征在于，所述反应液中氧化石墨烯的含量为1.5mg/mL。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：林前锋，
申请(专利权)人：湖南国盛石墨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43