一种导电涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导电涂层的制备方法，涉及导电材料技术领域。所述导电涂层的制备方法，包括如下步骤：(1)将纳米导电颗粒、分散剂、偶联剂、水、催化剂和有机溶剂混合均匀，得到所述导电涂料；(2)将步骤(1)中制备得到的导电涂料涂覆至经过等离子体处理的基底表面，干燥后得到所述导电涂层。本发明专利技术提供的导电涂层成分较为简单，涂层制备工艺简单，得到的导电涂层与基底的粘附力提升十分明显，同时不损害导电层的导电性。层的导电性。

【技术实现步骤摘要】
一种导电涂层的制备方法


[0001]本专利技术涉及导电材料
，尤其是一种导电涂层的制备方法。

技术介绍

[0002]相比于传统的纳米金属系的导电油墨，以碳纳米管和石墨烯为代表的新型碳基导电填料具有相似的导电率，更小的质量，更高的力学强度以及更低的成本，因此在作为导电涂料使用时拥有广泛的用途和光明的前景。
[0003]此类导电涂层一般由碳基纳米导电颗粒、溶剂、粘结树脂以及分散剂等助剂组成。其中，粘结树脂主要起到提升涂层与基底表面的粘结性，但它们与基底的粘结主要基于物理作用，因此粘结力往往较差，尤其是对于具有低表面能的基底。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种制备方法简单、配方简单的导电涂层的制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种导电涂层的制备方法，包括如下步骤：
[0006](1)将纳米导电颗粒、分散剂、偶联剂、水、催化剂和有机溶剂混合均匀，得到所述导电涂料；
[0007](2)将步骤(1)中制备得到的导电涂料涂覆至经过等离子体处理的基底表面，干燥后得到所述导电涂层。
[0008]本专利技术提供的一种导电涂层的制备方法，利用等离子体处理技术在基底表面引入特定的反应基团(如羧基、氨基等)，根据引入基团的种类，选择能与其发生化学反应的硅烷偶联剂，通过化学键将图层更加牢固的固定在基底表面。同时也加入了特定的催化剂来加速Y基团的反应速度，使得在涂覆工艺过程中，导电层能快速高效的粘结在基底表面。
[0009]优选地，所述步骤(1)中的导电涂料，包含以下重量份的组分：纳米导电颗粒5－30份、分散剂5－30份、硅烷偶联剂2－5份、水2－5份、催化剂2－5份和有机溶剂100份；
[0010]其中，所述纳米导电颗粒为碳纳米管或石墨烯，所述分散剂为高分子分散剂，所述硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂或环氧基硅烷偶联剂，所述催化剂为卡特缩合剂、2－(7－氮杂苯并三氮唑)－N，N，N＇，N＇－四甲基脲六氟磷酸酯、4－二甲氨基吡啶、1－羟基苯并三氮唑、三乙胺、三苯基磷、二甲基苯胺、四丁基溴化铵、二甲基咪唑中的至少一种，所述有机溶剂为N，N＇－二甲基甲酰胺或N，N－二甲基乙酰胺。
[0011]本专利技术选用的纳米导电颗粒为含有羟基的碳系纳米颗粒，选用的硅烷偶联剂的X基团会与羟基反应生成硅氧键，从而将纳米颗粒固定。本专利技术选择的催化剂能加速硅烷偶联剂中Y基团与等离子体处理后基底表面特定基团的反应速率，使得涂层可快速高效的粘附于基底表面。
[0012]优选地，所述氨基硅烷偶联剂为γ－氨丙基三乙氧基硅烷、γ－氨丙基三甲氧基
硅烷、N－(β－氨乙基)－γ－氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种，所述环氧基硅烷偶联剂为γ－(2，3－环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ－(2，3－环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷；所述分散剂为热塑性聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸酯、聚酯、聚酰胺中的至少一种。专利技术选用的分散剂为高分子分散剂，本专利技术选用的硅烷偶联剂两端分别与纳米颗粒和高分子作用，在两者间建立联系，更好的抑制碳系纳米颗粒的聚集沉降。
[0013]优选地，所述步骤(1)中，硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂，所述催化剂为卡特缩合剂、2－(7－氮杂苯并三氮唑)－N，N，N＇，N＇－四甲基脲六氟磷酸酯、4－二甲氨基吡啶、1－羟基苯并三氮唑中的至少一种；所述步骤(2)中，等离子体处理的参数为：所述气体源为二氧化碳，真空度为30－200Pa，反应功率为200－300W，反应时间为30－120s；所述步骤(2)中的干燥的温度为70－100℃，干燥的时间为5－20min。氨基硅烷偶联剂中的硅烷氧基团会与导电填料上的羟基反应，而另一端氨基则会与基底表面的羧基反应并被催化剂加速，从而将导电填料与基底表面化学连接起来。
[0014]优选地，所述步骤(1)中，硅烷偶联剂为环氧基硅烷偶联剂，所述催化剂为三乙胺、三苯基磷、二甲基苯胺、四丁基溴化铵中的至少一种；所述步骤(2)中，等离子体处理的参数为：所述气体源为二氧化碳，真空度为30－200Pa，反应功率为200－300W，反应时间为30－120s；所述步骤(2)中的干燥的温度为70－100℃，干燥的时间为5－20min。环氧基硅烷偶联剂中的硅烷氧基团会与导电填料上的羟基反应，而另一端环氧基则会与基底表面的羧基反应并被催化剂加速，从而将导电填料与基底表面化学连接起来。
[0015]优选地，所述步骤(1)中，硅烷偶联剂为环氧基硅烷偶联剂，所述催化剂为二甲基咪唑；所述步骤(2)中，等离子体处理的参数为：所述气体源为氮气，真空度为30－200Pa，反应功率为200－300W，反应时间为30－120s；所述步骤(2)中的干燥的温度为70－100℃，干燥的时间为5－20min。环氧基硅烷偶联剂中的硅烷氧基团会与导电填料上的羟基反应，而另一端环氧基则会与基底表面的氨基反应并被催化剂加速，从而将导电填料与基底表面化学连接起来。
[0016]专利技术人经过大量探索发现，在这种等离子处理条件下，表面的羧基含量相对较高，能更好的提升涂层粘结力。
[0017]优选地，所述步骤(2)中，基底为高分子材料或无机材料，涂覆方式为喷涂、滴涂、旋涂中的至少一种。
[0018]进一步优选地，所述步骤(2)中，基底为聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、玻璃、陶瓷中的至少一种。
[0019]此外，本专利技术还提供了由上述的导电涂层的制备方法制备得到的导电涂层。
[0020]进一步地，本专利技术还提供了所述的导电涂层在印刷电路或电磁屏蔽中的应用。
[0021]相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术的导电涂层成分较为简单，涂层制备工艺简单，得到的导电涂层与基底的粘附力提升十分明显，同时不损害导电层的导电性。此外，对多种不同类型的基底均有良好的提升效果。
具体实施方式
[0022]为更好的说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0023]本申请设置实施例1
‑
5，具体实施例1
‑
5的组分和重量份的选择如表1和表2所示：
[0024]表1具体实施例1
‑
5的重量份的选择
[0025] 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5纳米导电颗粒530102015分散剂530102518偶联剂25354水25354催化剂25243有机溶剂100100100100100
[0026]表2具体实施例1
‑
5的组分选择
[0027][0028][0029]实施例1
[0030]按照表1和表2进行组分称量后，实施例所述导电涂层的制备方法，包括如下步骤：
[0031](1)将纳米导电颗粒、分散剂、偶联剂、水、催化剂和有机溶剂混合均匀，得到所述导电涂料；
[0032](2)将步骤(1)中制备得到的导电涂料涂覆至经过等离子体处理的基底本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将纳米导电颗粒、分散剂、偶联剂、水、催化剂和有机溶剂混合均匀，得到所述导电涂料；(2)将步骤(1)中制备得到的导电涂料涂覆至经过等离子体处理的基底表面，干燥后得到所述导电涂层。2.如权利要求1所述的导电涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的导电涂料，包含以下重量份的组分：纳米导电颗粒5－30份、分散剂5－30份、硅烷偶联剂2－5份、水2－5份、催化剂2－5份和有机溶剂100份；其中，所述纳米导电颗粒为碳纳米管或石墨烯，所述分散剂为高分子分散剂，所述硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂或环氧基硅烷偶联剂，所述催化剂为卡特缩合剂、2－(7－氮杂苯并三氮唑)－N，N，N＇，N＇－四甲基脲六氟磷酸酯、4－二甲氨基吡啶、1－羟基苯并三氮唑、三乙胺、三苯基磷、二甲基苯胺、四丁基溴化铵、二甲基咪唑中的至少一种，所述有机溶剂为N，N＇－二甲基甲酰胺或N，N－二甲基乙酰胺。3.如权利要求2所述的导电涂层的制备方法，其特征在于，所述氨基硅烷偶联剂为γ－氨丙基三乙氧基硅烷、γ－氨丙基三甲氧基硅烷、N－(β－氨乙基)－γ－氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种，所述环氧基硅烷偶联剂为γ－(2，3－环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ－(2，3－环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷；所述分散剂为热塑性聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸酯、聚酯、聚酰胺中的至少一种。4.如权利要求2所述的导电涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂，所述催化剂为卡特缩合剂、2－(7－氮杂苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦泽昭，张通，俞晓峰，杨小牛，
申请(专利权)人：中科院长春应化所黄埔先进材料研究院，
类型：发明
国别省市：