一种高稳定改性聚环氧树脂复合导电涂料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高稳定水性环氧树脂基复合导电涂料的制备方法，属于导电涂料技术领域。本发明专利技术以银为壁材，以铜为芯材，制备导电填料，金属银不仅电阻率低，而且抗氧化性好，铜的导电性也非常好，利用金属银具有良好的抗氧化性，以金属银为壁材，将纳米铜颗粒包覆其中，可以避免纳米铜颗粒直接接触氧气，防止金属铜被氧化，通过硅烷偶联剂对银包覆铜纳米颗粒和纳米氧化锌进行表面改性处理，可以使导电填料表面附着一层薄膜，防止导电填料表面的羟基与基材乳液中的水产生氢键而产生团聚现象，提高导电填料在基材中的分散性，环氧树脂在导电涂料固化过程中，形成骨架式结构，固化过程中树脂对导电填料施加压力，迫使它们彼此接触，提高涂料的导电性。

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定改性聚环氧树脂复合导电涂料的制备方法
本专利技术涉及一种高稳定改性聚环氧树脂复合导电涂料的制备方法，属于导电涂料

技术介绍
通常情况下，我们使用的导电涂料，多为填充型导电涂料，它以普通的绝缘的高分子材料为主要成膜物质，填充大量的无机填料而制成。从理论上讲，绝大多数的高分子聚合物均可以作为导电涂料的有机基质，而可作为导电填料的无机导电材料也数不胜数。高分子树脂在导电涂料固化过程中，形成骨架式结构，固化过程中树脂对导电填料施加压力，迫使它们彼此接触，构建成完整的导电通路，同时，将导电通路固定于施工板材之上；基体高分子聚合物作为涂料的有机相，为导电涂料提供力学性能，如黏着力、抗冲击能力、成膜性、耐候性等，同时还对导电填料具有一定的润湿能力。导电填料为导电涂料提供载流子，作为其自由电子的来源。银系导电涂料为各种导电涂料中导电性最佳的一种，体积电阻率可达10-4~10-5Ω•cm，具有良好的抗氧化性，但是银粉成本高昂，且在涂膜中易发生迁移现象，制约着银在导电涂料中的使用。铜系导电涂料的导电性也高，体积电阻率可达10-4Ω•cm，低频区屏蔽效果好，成本低廉，但铜存在着化学性质活泼，易氧化，氧化物不导电的问题，因此无法在长时间的使用过程中保持良好的电导率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对铜粉化学性质活泼，易氧化，氧化物不导电的问题，提供了一种高稳定改性聚环氧树脂复合导电涂料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）将丙三醇、羧甲基纤维素钠、聚乙二醇加入去离子水中，在40~50℃的条件下以200~250r/min转速搅拌20~30min，得混合液；（2）将混合液、改性导电填料、乙二胺加入改性聚环氧树脂中，置于高剪切乳化机内，常温下以12000~16000r/min转速搅拌1~2h，得高稳定改性聚环氧树脂复合导电涂料。所述的改性聚环氧树脂、改性导电填料、乙二胺、丙三醇、羧甲基纤维素钠、聚乙二醇、去离子水的重量份数分别为：80~100份改性聚环氧树脂、20~25份改性导电填料、4~5份乙二胺、8~10份丙三醇、1~3份羧甲基纤维素钠、4~5份聚乙二醇、20~25份去离子水。步骤（2）所述的改性导电填料的具体制备步骤为：（1）将乙烯基三乙氧基硅烷加入无水乙醇中，常温下以200~250r/min转速搅拌20~30min，得硅烷乙醇溶液；（2）将银包覆铜纳米粉体、纳米氧化锌加入硅烷乙醇溶液中，置于超声波分散机内，在30~40℃的条件下超声处理40~60min，得分散液；（3）将分散液置于离心机中，常温下以3500~4500r/min转速离心分离15~20min，取下层固体，置于60~80℃的烘箱中干燥1~2h，常温冷却，得改性导电填料。所述的银包覆铜纳米粉体、纳米氧化锌、乙烯基三乙氧基硅烷、无水乙醇的重量份数分别为：20~30份银包覆铜纳米粉体、8~12份纳米氧化锌、4~6份乙烯基三乙氧基硅烷、120~180份无水乙醇。步骤（2）所述的超声处理的功率为500~600W。步骤（2）所述的银包覆铜纳米粉的具体制备步骤为：（1）将五水硫酸铜加入1/3质量的去离子水中，调节pH至10~12，常温下以120~160r/min转速搅拌10~12min，得碱性硫酸铜溶液；（2）将水合肼、聚乙烯吡咯烷酮加入1/3质量的去离子水中，在50~60℃的条件下以180~200r/min转速搅拌20~30min，得聚合物；（3）将碱性硫酸铜溶液加入聚合物中，在40~50℃的条件下以200~240r/min转速搅拌反应1~2h，得铜金属混合液；（4）将硝酸银加入剩余1/3质量的去离子水中，常温下以140~180r/min转速搅拌12~16min，得硝酸银溶液；（5）将乙醛加入铜金属混合液中，并缓慢加入硝酸银溶液，在50~60℃的条件下以250~300r/min转速搅拌40~60min，得反应液；（6）将反应液冷却至常温，抽滤，取滤饼，用无水乙醇洗涤3~5次，再用去离子水洗涤至中性，置于80~90℃的烘箱中干燥1~2h，得银包覆铜纳米粉体。所述的五水硫酸铜、硝酸银、水合肼、聚乙烯吡咯烷酮、乙醛、去离子水的重量份数分别为：20~30份五水硫酸铜、10~15份硝酸银、2~3份水合肼、4~6份聚乙烯吡咯烷酮、2~3份乙醛、180~270份去离子水。步骤（1）所述的pH调节采用的是质量分数10%的氨水。步骤（5）所述缓慢加入硝酸银溶液的滴加速率为20~30mL。所述的改性聚环氧树脂制备方法为：①将份数为15～25份环氧树脂在80～100℃水浴条件下进行加热处理10～30min；②将步骤①加热处理后的环氧树脂在转速150～200rpm条件下进行搅拌分散；所述环氧树脂为e42、e35和e12中的一种；③向步骤②得到的均匀环氧树脂混合物中加入重量份数为3～5份的醇醚类溶剂；所述醇醚类溶剂为丙二醇乙醚、乙二醇苯醚、乙二醇丁醚中的一种；④向步骤③得到的体系中加入重量份为5～8份的复合乳化剂，在，转速为300～350rpm持续分散，保温时间为25～55min；所述复合乳化剂按重量份数计，3～5份双乙酰酒石酸单甘油酯，4～8份硬脂酰乳酸钠混合而成；⑤将步骤④的保温后的混合物降温至60～70℃，加重量份为10～20份的水，再加入0.1～0.2份过硫酸钾，加完后保温反应15～65min；⑥将步骤⑤产物降温至55～65℃，过滤得到改性聚环氧树脂。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术以银为壁材，以铜为芯材，制备高稳定改性聚环氧树脂复合导电涂料所用的导电填料，金属银是导电涂料中最理想的导电填料，它不仅电阻率低，而且抗氧化性好，铜的导电性也非常好，所以铜是银的最佳替代品，利用金属银具有良好的抗氧化性，以金属银为壁材，将纳米铜颗粒包覆其中，这样可以避免纳米铜颗粒直接接触氧气，从而防止金属铜被氧化，其次，银具有良好的导电性，所以银包覆铜纳米颗粒相对单纯的铜金属具有更低的电阻率，可以有效提高导电涂料的导电性，通过硅烷偶联剂对银包覆铜纳米颗粒和纳米氧化锌进行表面改性处理，可以使导电填料表面附着一层薄膜，防止导电填料表面的羟基与基材乳液中的水产生氢键而产生团聚现象，从而提高导电填料在基材中的分散性，提高改性聚环氧树脂复合导电涂料的稳定性。本专利技术以改性聚环氧树脂为基体乳液，制备一种高稳定改性聚环氧树脂复合导电涂料，改性聚环氧树脂的表面张力大、结晶度高，易形成三维立体网格，三维立体网络的形成，增加涂层中的导电通路，降低表面方阻，环氧树脂在导电涂料固化过程中，形成骨架式结构，固化过程中树脂对导电填料施加压力，迫使它们彼此接触，构建成完整的导电通路，同时，将导电通路固定于施工板材之上；环氧树脂作为涂料的有机相，为导电涂料提供力学性能，同时还对导电填料具有一定的润湿能力。具体实施方式按重量份本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高稳定改性聚环氧树脂复合导电涂料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：/n（1）将丙三醇、羧甲基纤维素钠、聚乙二醇加入去离子水中，在40~50℃的条件下以200~250r/min转速搅拌20~30min，得混合液；/n（2）将混合液、改性导电填料、乙二胺加入改性聚环氧树脂中，置于高剪切乳化机内，常温下以12000~16000r/min转速搅拌1~2h，得高稳定改性聚环氧树脂复合导电涂料。/n

【技术特征摘要】
1.一种高稳定改性聚环氧树脂复合导电涂料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：
（1）将丙三醇、羧甲基纤维素钠、聚乙二醇加入去离子水中，在40~50℃的条件下以200~250r/min转速搅拌20~30min，得混合液；
（2）将混合液、改性导电填料、乙二胺加入改性聚环氧树脂中，置于高剪切乳化机内，常温下以12000~16000r/min转速搅拌1~2h，得高稳定改性聚环氧树脂复合导电涂料。


2.根据权利要求1所述的一种高稳定改性聚环氧树脂复合导电涂料的制备方法，其特征在于，所述的改性聚环氧树脂、改性导电填料、乙二胺、丙三醇、羧甲基纤维素钠、聚乙二醇、去离子水的重量份数分别为80~100份改性聚环氧树脂乳液、20~25份改性导电填料、4~5份乙二胺、8~10份丙三醇、1~3份羧甲基纤维素钠、4~5份聚乙二醇、20~25份去离子水。


3.根据权利要求1所述的一种高稳定改性聚环氧树脂复合导电涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的改性导电填料的具体制备步骤为：
（1）将乙烯基三乙氧基硅烷加入无水乙醇中，常温下以200~250r/min转速搅拌20~30min，得硅烷乙醇溶液；
（2）将银包覆铜纳米粉体、纳米氧化锌加入硅烷乙醇溶液中，置于超声波分散机内，在30~40℃的条件下超声处理40~60min，得分散液；
（3）将分散液置于离心机中，常温下以3500~4500r/min转速离心分离15~20min，取下层固体，置于60~80℃的烘箱中干燥1~2h，常温冷却，得改性导电填料。


4.根据权利要求3所述的一种高稳定改性聚环氧树脂复合导电涂料的制备方法，其特征在于，所述的银包覆铜纳米粉体、纳米氧化锌、乙烯基三乙氧基硅烷、无水乙醇的重量份数分别为20~30份银包覆铜纳米粉体、8~12份纳米氧化锌、4~6份乙烯基三乙氧基硅烷、120~180份无水乙醇。


5.根据权利要求3所述的一种高稳定改性聚环氧树脂复合导电涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的超声处理的功率为500~600W。


6.根据权利要求3所述的一种高稳定改性聚环氧树脂复合导电涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的银包覆铜纳米粉的具体制备步骤为：
（1）将五水硫酸铜加入1/3质量的去离子水中，调节pH至10~12，常温下以120~160r/min转速搅拌10~12min，得碱性硫酸铜溶液；
（2）将水合肼、聚乙烯吡咯烷酮加入1/3质量的去离子水中，在50~60℃的条件...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭祖陆，
申请(专利权)人：成都萃匀离环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51