一种石墨烯铝基导电涂层及其制备方法技术

本发明专利技术的具体实施方式提供一种石墨烯铝基导电涂层，所述涂层由包含石墨烯的导电剂、分散剂和硅溶胶在铝基基材上涂覆制备。所述涂层成分不含有机树脂，导电性好，附着力强的同时具有很好的耐高温性能(300℃以上)，同时在涂覆制备时，完全采用水性体系，环保无污染。环保无污染。环保无污染。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯铝基导电涂层及其制备方法
[0001]本申请是原申请的申请日2020
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07
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28，申请号为CN202010735553.7，专利技术名称为“一种石墨烯铝基导电涂层及其制备方法”的中国专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术属于铝质电解电容领域,具体涉及一种石墨烯铝基导电涂层及其制备方法。

技术介绍

[0003]普通电容(即液态铝质电解电容)介电材料为电解液，我们俗称的主板爆浆就是电解电容的杰作，这是因为主板在长期使用的过程中，过热导致电解液受热膨胀，过热到一定程度就会超过沸点产生爆浆，此外，电解液和氧化铝发生反应在主机通电的情况下也有可能造成爆浆。与普通电容(即液态铝质电解电容)相比，固态电容采用导电性高分子产品作为介电材料，该材料不会与氧化铝产生作用，通电后不致于发生爆炸的现象；同时它为固态产品，自然也就不存在由于受热膨胀导致爆裂的情况了。
[0004]目前高端主板采用的固态电容(固态铝质电解电容)，就是耐高温导电高分子涂覆在铝箔上，耐高温导电高分子材料成本较高，导电性参差不齐，且合成制备过程中产生的废液及排放物对环境产生危害，不环保，大部分树脂无法耐300℃以上高温，部分树脂因自身特性在260℃以前时就已开始分解，无法在高温下使用，且多为油性体系，对环境产生较大污染。

技术实现思路

[0005]基于以上
技术介绍
中,铝基材料采用耐高温导电高分子涂覆存在环境污染、成本高以及耐高温存在局限性的问题，提供如下方案:
[0006]一种石墨烯铝基导电涂层，所述涂层由包含石墨烯的导电剂、分散剂和硅溶胶在铝基基材上涂覆制备。
[0007]进一步，所述导电剂中还包括碳纳米管。
[0008]进一步，所述导电剂与硅溶胶的二氧化硅重量比为1:3
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1:2。
[0009]进一步，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、丙烯酸、丙烯腈或聚醚中的一种或几种。
[0010]一种上述石墨烯铝基导电涂层的制备方法，包括以下步骤:
[0011]1)将导电剂、去离子水、分散剂和硅溶胶混合分散均匀，制备得到石墨烯水性胶；
[0012]2)将石墨烯水性胶在铝基基材上进行刮涂成膜，烘干；
[0013]3)在惰性气体保护下高温处理。
[0014]进一步，烘干温度为50
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100℃,高温处理温度为300
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600℃。
[0015]进一步，在所述刮涂前，对所述铝基材料进行粗化处理。
[0016]进一步，所述粗化处理为等离子处理或喷砂处理。
[0017]一种固态电容，具有上述所述石墨烯铝基导电涂层。
[0018]本专利技术的石墨烯铝基导电涂层，所述涂层由包含石墨烯的导电剂、分散剂和硅溶胶在铝基材上涂覆制备，所述涂层成分不含有机树脂，导电性好，附着力强的同时具有很好的耐高温性能(300℃以上)，同时在涂覆制备时，可完全采用水性体系，环保无污染。
附图说明
[0019]图1实施例中附着力测试附着力等级分布图
具体实施方式
[0020]本专利技术的专利技术通过研究发现，由包含石墨烯的导电剂、分散剂和硅溶胶在铝基材上可涂覆形成导电性好，附着力强的耐高温涂层，所以本专利技术的具体实施方式提供一种石墨烯铝基导电涂层，所述涂层由包含石墨烯的导电剂、分散剂和硅溶胶在铝基基材上涂覆制备。
[0021]本专利技术具体实施方式的石墨烯铝基导电涂层，石墨烯作为一种优异的材料，本身质轻，且具有超强的导电性，电子迁移率比碳管、晶体硅高，是硅的100倍，室温下可达到15000cm2/(V.s)。电阻率比铝、铜和银低很多，只有10
‑
6Ω.cm左右。同时导热系数高达5300W/m.K，远高于其他传统金属材料，如铜、铝等。硅溶胶中的SiO2在高温下如350℃不会发生分解，但涂层表面SiO2与铝在高温下，惰性气氛保护中，部分会生成Al2O3，从而使涂层与铝箔之间有化学键结合，提高涂层在铝箔上的附着力。
[0022]本专利技术具体实施方式的石墨烯铝基导电涂层，所述石墨烯层数为30层以下。
[0023]本专利技术具体实施方式的石墨烯铝基导电涂层，所述导电剂中还包括碳纳米管。碳纳米管具有优异的导电性、质轻、导热系数高等特点，这些优异的特点使得石墨烯和碳纳米管作为导电涂层中完美的填料，导电性优异、质轻、导热系数高，可以很好的实现固态电容减重、导电、散热等问题。碳纳米管与石墨烯，线面结合，可以更好的覆盖整个涂层，实现涂层内导电网络的形成，提升了涂层的导电性。而且随着石墨烯、碳纳米管制备工艺的成熟，其产品价格也不断下降，品质得到不断提升。
[0024]本专利技术具体实施方式的石墨烯铝基导电涂层，所述碳纳米管管径为50nm以内。
[0025]本专利技术具体实施方式的石墨烯铝基导电涂层，所述碳纳米管的添加量占导电剂重量的50％以内，优选为30％以内。
[0026]本专利技术具体实施方式的石墨烯铝基导电涂层，综合考虑涂层的附着力与导电性能，所述导电剂与硅溶胶的二氧化硅重量比为1:3
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1:2。
[0027]本专利技术具体实施方式的石墨烯铝基导电涂层，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、丙烯酸、丙烯腈或聚醚中的一种或几种，所述分散剂使得石墨烯能与水具有良好的润湿性，可促使石墨烯能够更好的分散、润湿、剥离，同时能提高涂覆浆料的稳定性。
[0028]本专利技术具体实施方式的石墨烯铝基导电涂层，所述铝基基材为铝箔。
[0029]本专利技术的具体实施方式还提供一种上述石墨烯铝基导电涂层的制备方法，包括以下步骤:
[0030]1)将导电剂、去离子水、分散剂和硅溶胶混合分散均匀，制备得到石墨烯水性胶；
[0051]与实施例1相比，改变硅溶胶用量，其它不变，使导电剂：硅溶胶的二氧化硅比例变为1:1、1:3、1:4。
[0052]实施例5
[0053]与实施例1相比，粗化铝箔改为没有等离子粗化处理的光箔，其它不变。
[0054]实施例6
[0055]与实施例1相比，将高温中温度改为550℃，其它不变。
[0056]实施例7
[0057]与实施例1相比，将石墨烯4份，碳纳米管1份，改为石墨烯5份，碳纳米管0份，其它不变。
[0058]对比例1
‑5[0059]与实施例1相比，将硅溶胶分别改为水性聚酰亚胺，水性环氧树脂、水性有机硅改性环氧树脂、水性丙烯酸树脂、水性有机硅改性丙烯酸树脂，其它不变。
[0060]表1不同实施例参数及测试
[0061][0062]由实施例1
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4可看出，导电剂与胶不同比例时，对应的导电性及附着力相应有所变化，随着硅溶胶增加附着力会增强，但导电性会减弱。实施例1、3同时具有较好的导电性和附着力。
[0063]实施例1与实施例5对应看出，光箔附着力低于粗化铝箔的附着力，相较于光箔的
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯铝基导电涂层，其特征在于，所述涂层由导电剂和硅溶胶为成分在铝基基材上涂覆制备；其中，所述导电剂为石墨烯，或者，所述导电剂为石墨烯和碳纳米管组成，碳纳米管的添加量占导电剂重量的30％以内。2.根据权利要求1所述的石墨烯铝基导电涂层，其特征在于，所述导电剂与硅溶胶中的二氧化硅的重量比为1:3
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1:2。3.根据权利要求1所述的石墨烯铝基导电涂层，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、丙烯酸、丙烯腈或聚醚中的一种或几种。4.一种如权利要求1
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3中任意一项所述石墨烯铝基导电涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:1)将导电剂、去离子水、分散剂和硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：许健君，刘刚桥，孙培育，
申请(专利权)人：江苏杉元科技有限公司，
类型：发明
国别省市：