一种面向聚丙烯的导电底漆及其制备方法技术

本发明专利技术属于导电涂料制备领域，提供了一种面向聚丙烯的导电底漆及其制备方法。本发明专利技术导电底漆的原料组分为：热塑性丙烯酸树脂30～50份，溶剂30～50份，分散剂0.5～1份，消泡剂0.2～0.6份，流平剂0.2～0.8份，改性导电球形氧化钛1～10份，改性碳纳米管0.1～1份，本发明专利技术将改性导电球形氧化钛与改性碳纳米管相互结合，改性导电球形氧化钛较浅的颜色可以弥补碳纳米管较黑的缺点。改性碳纳米管由于表面有更多的官能团能与丙烯酸树脂中的基团通过键合能达到更好的导电性能与力学性能。三者相互结合制备出具有颜色浅、导电性能优异、力学性能优良的复合导电底漆。

A conductive primer for polypropylene and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种面向聚丙烯的导电底漆及其制备方法
本专利技术属于纳米材料和涂料制备领域，本专利技术提供了一种面向聚丙烯的高性能导电底漆及其制备方法。
技术介绍
传统的人工喷涂效率比静电喷涂要低20％～30％，造成了底漆的浪费，增加了生产成本，由此还导致了高VOC的排放量，引起各种环境污染问题。因此电器与汽车塑料零部件涂装厂为提高工效，通常采用静电喷涂。聚丙烯是一种无色半透明的热塑性轻质通用塑料，由于具有化学性质稳定、极佳的电绝缘性和良好的耐加工性能等优点，使其迅速在机械、汽车、电子电器等众多领域得到广泛的应用。由于聚丙烯为非导电材料，不能直接使用静电涂装。因此，在聚丙烯底材表面涂布一层导电底漆已成为工业塑料件静电喷涂工艺的主流。在CN109535901A中介绍了“一种静电涂装用抗水冲击深灰色导电底漆及其制备方法”，该导电底漆在制备中使用了较多的导电炭黑与钛白粉，制备的底漆颜色很深，会影响面漆的喷涂颜色效果，要使用大量的白色颜料调色，在浅色或者较为鲜艳的面漆中使用有局限性。而且导电炭黑的导电性能差，需要添加较大的量来达到导电效果，这又会影响导电底漆的力学性能。因此，制备一种浅色、导电性能优异、力学性能优的复合底漆尤为重要。
技术实现思路
针对
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供了一种浅色高导电性能复合材料底漆，使聚丙烯塑料件底材表面具有导电性能，有利于静电喷涂。本专利技术通过改性导电球形氧化钛，使其更有利于分散在树脂中，充分利用了改性球形氧化钛的颜色浅与良好的导电性能；同时利用改性碳纳米管表面有较多基团，能与丙烯酸树脂通过键合，提高其导电性能与力学性能，从而制备出一款具有颜色浅、高导电、力学性能优异的导电底漆。本专利技术提供了一种面向聚丙烯的高性能导电底漆的制备方法，具体特征步骤如下：按重量份数计，所述导电底漆的组分为：热塑性丙烯酸树脂30～50份，溶剂30～50份，分散剂0.5～1份，消泡剂0.2～0.6份，流平剂0.2～0.8份，改性导电球形氧化钛1～10份，改性碳纳米管0.1～1份。取溶剂，分散剂，消泡剂，流平剂，改性导电球形氧化钛，改性碳纳米管，先加入到搅拌釜中转速在1000～2000r/min，搅拌时间为30～60min。然后加入热塑性丙烯酸树脂，再继续搅拌，得到改性球形氧化钛-碳纳米管复合导电底漆。所述导电球形氧化钛为常州纳欧新材料科技有限公司的ECQ-300系列产品，所述碳纳米管为南京先丰纳米材料科技有限公司的XFM04系列产品。所述改性导电球形氧化钛复合粉体的制备方法为：先将导电球形氧化钛粉体加入到高速混合机中，升温至70～90℃，将改性剂与溶剂混合溶液通过加料泵加入到高速混合机中，混合时间为10min～30min。待粉体温度冷却至常温后取出，烘干后即得到改性导电球形氧化钛。其中导电球形氧化钛粉体的质量与改性剂的质量比为1:0.05～0.2，改性剂与溶剂的质量比为1:2～6。其中改性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、高级脂肪酸及其盐类改性剂的一种或几种。溶剂为乙醇、二甲苯、石油醚、乙酸丁酯、丙酮、乙酸乙酯、环己烷、去离子水中的一种或几种。由于不改性的导电球形氧化钛表面羟基较多，导致其在有机溶剂中分散性较差，容易发生自身团聚，而本专利技术先对粉体表面进行改性，改性后的粉体表面包覆了一层有机层，能显著提高其分散性及和树脂的结合能力。所述改性碳纳米管的制备方法为：取一定量的碳纳米管加入硝酸溶液中，硝酸的浓度为1mol/L～6mol/L，反应温度为30℃～90℃，反应时间为3h～6h，获得表面含有羟基的纯化碳纳米管，随后用去离子水洗涤至中性，在60～100℃温度下干燥15～20h得到碳纳米管预处理产物；将预处理的碳纳米管置于容器中，改性剂经过雾化加入容器中，随后在60～100℃温度下干燥6～12h得到改性碳纳米管。所述改性剂为异氰酸酯中的一种或者几种。碳纳米管与改性剂的质量比为1:0.05～0.2。所述的分散剂为BYK-161、BYK-180、路博润SOLSPERSE超分散剂5000、TEGODispers670中的一种或几种。所述的消泡剂为BYK-141、BYK-053、BYK-066N、BYK-070中的一种或几种。所述流平剂为BYK-333、BYK-343、BYK-346、BYK-358N的一种或几种。所述热塑性丙烯酸树脂为HypomerAC-7435、Setalux2119TB-50、LF-1141HV和ZHL-134其中的一种或几种。本专利技术采用单一强酸对碳纳米管表面修饰，得到羟基自由基改性后的碳纳米管，然后再加入异氰酸酯进行表面改性，有利于其在树脂中的分散，增加界面结合力。由于碳纳米管的表面基团很少，如果不经过活化，直接加入异氰酸酯改性效果很差。并且由于异氰酸酯的量相对于碳纳米管很少，直接加入可能会成滴的附着在粉体表面，会导致一部分碳纳米管得不到改性，经过雾化后的改性剂能分散更加均匀，碳纳米管改性效果越好。而且对碳纳米管表面改性后不仅有利于其与树脂结合，提高分散性，分散开的碳纳米管还能与导电球形氧化钛结合，两者之间相互支撑，改性碳纳米管和改性导电球形氧化钛之间也存在接触性导电通路，从而可在基体中形成更多导电通路，两者协同后形成导电网络更加紧密，导电性能明显提高，也有利于力学性能和白度的改善。本专利技术的有益效果在于：1.导电球形氧化钛的白度高，成本低，导电性较好，将其改性后能在树脂中分散的更加均匀，使得导电底漆不易发生分层。2.碳纳米管通过预处理后，获得表面含有羟基的纯化碳纳米管。随后使用改性剂在纯化的碳纳米管表面接枝官能团使其能与树脂中官能团发生键合反应，增强了与树脂之间的结合力，充分发挥其优异的导电性能。3.本专利技术选择改性导电球形氧化钛与改性碳纳米管相互结合，改性导电球形氧化钛较浅的颜色可以弥补碳纳米管较黑的缺点。改性碳纳米管由于表面有更多的官能团能与丙烯酸树脂中的基团通过键合能达到更好的导电性能与力学性能。三者相互结合制备出具有颜色浅、导电性能优异、力学性能优良的复合导电底漆。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。以下各个组分含量均使用质量份。实施例11.取一定量的导电球形氧化钛复合粉体加入到高速混合机中混合，同时升温至80℃，将KH-570与石油醚混合溶液通过加料泵加入到高速混合机中，混合时间为20min。待粉体温度冷却至常温后取出，烘干后即得到改性导电球形氧化钛。其中粉体的质量与KH-570的质量比为1:0.125，KH-570改性剂与石油醚溶剂的质量比为1:4。2.取一定量的碳纳米管加入硝酸溶液中，硝酸的浓度为3.5mol/L，反应温度为60℃，反应时间为4.5h，获得表面含有羟基的纯化碳纳米管，随后用去离子水洗涤至中性，在80℃温度下干燥17本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向聚丙烯的导电底漆，其特征在于：按重量份数计，导电底漆的原料组分为：热塑性丙烯酸树脂30～50份，溶剂30～50份，分散剂0.5～1份，消泡剂0.2～0.6份，流平剂0.2～0.8份，改性导电球形氧化钛1～10份，改性碳纳米管0.1～1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向聚丙烯的导电底漆，其特征在于：按重量份数计，导电底漆的原料组分为：热塑性丙烯酸树脂30～50份，溶剂30～50份，分散剂0.5～1份，消泡剂0.2～0.6份，流平剂0.2～0.8份，改性导电球形氧化钛1～10份，改性碳纳米管0.1～1份。


2.根据权利要求1所述面向聚丙烯的导电底漆，其特征在于：所述改性导电球形氧化钛的制备方法为：
先将导电球形氧化钛粉体加入到高速混合机中，升温至70～90℃，将改性剂与溶剂混合溶液通过加料泵加入到高速混合机中混合，待粉体温度冷却至常温后取出，烘干后即得到改性导电球形氧化钛。


3.根据权利要求2所述面向聚丙烯的导电底漆，其特征在于：所述导电球形氧化钛粉体与改性剂的质量比为1:0.05～0.2，改性剂与溶剂的质量比为1:2～6。


4.根据权利要求3所述面向聚丙烯的导电底漆，其特征在于：所述改性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、高级脂肪酸及其盐类改性剂的一种或几种；所述的溶剂为乙醇、二甲苯、石油醚、乙酸丁酯、丙酮、乙酸乙酯、环己烷、去离子水中的一种或几种。


5.根据权利要求1所述面向聚丙烯的导电底漆，其特征在于：所述改性碳纳米管的制备方法为：
取碳纳米管加入硝酸溶液中，加入反应，反应温度为30℃～90℃，反应时间为3h～6h，获得表面含有羟基的纯化碳纳米管，随后用去离子水洗涤至中性，在60～100℃温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚超，王亮，左士祥，吴凤芹，李霞章，王灿，严向玉，叶里祥，
申请(专利权)人：常州纳欧新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32