一种高性能的复合石墨烯导电涂料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高性能的复合石墨烯导电涂料，该复合石墨烯导电涂料以具有高效性能的石墨烯作为基本成分，并将无机的涂料复合起来，通过各种复合添加剂如分散剂、中和剂、流平剂、消泡剂、交联剂的综合作用，所制备的涂料具有优异的导电性能以及导电涂层，可应用于电磁屏蔽、抗静电、防腐、散热、耐磨及电子线路等领域，具有广泛的应用价值。
【专利说明】一种高性能的复合石墨烯导电涂料
【技术领域】
[0001]本发明具体涉及一种高性能石墨烯复合导电涂料，属于喷涂材料领域。
[0002]
【背景技术】
[0003]导电涂料是指能够通过各种喷涂方法涂于非导电底材上，使之具有传导电流及排除积累静电荷能力的一种新型功能性涂料，涂膜后的电导率一般大于10S/m，目前已广泛应用到各个领域。
[0004]目前导电涂料根据导电机理及组成可分为结构型导电涂料和添加型导电涂料。其中添加型导电涂料由于具有设备简单、操作方便、成本低廉及可涂覆于各种复杂形状表面等优点，深受大家的欢迎。人们相继研制开发出多种强导电性导电涂料，如导电填料主要有金属系(银粉、铜粉、镍粉等)、金属/玻璃复合和炭系(石墨、炭黑)等。但是，这些导电涂料，制备得到涂层的力学强度与导电率难以同时提高，且涂层的密度较大，这些问题大大限制其应用范围。也有人们使用石墨烯来制备导电涂料，继而提高了喷涂的导电和力学性能，但是存在成本较闻，并且性能还有待于提闻的不足；
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对上述问题，本发明通过将传统的无机导电材料与石墨烯结合起来，制备了高性能石墨烯复合导电涂料，该涂料具有更佳的导电和力学性能，所制备的涂料具有优异的导电性能以及导电涂层，可应用于电磁屏蔽、抗静电、防腐、散热、耐磨及电子线路等领域，具有广泛的应用价值。
[0006]为达到上述目的，本发明研究制备了一种高性能的复合石墨烯导电涂料:由如下组分按重量份数组成:
石墨稀100-115份
无机二氧化硅纳米颗粒3-8份
所述二氧化硅纳米颗粒直径为10-100纳米
无机金属铜纳米颗粒5-7份
所述铜纳米颗粒直径为30-100纳米
分散剂1-2份
中和剂丙醇胺1_2份
流平剂丁醚1-2份
消泡剂1-2份
交联剂2-3份
乙醇50-80份
水 200-300 份
所述石墨烯的制备方法如下:所述分散剂为PVP、PVA、PEG中的一种或几种；
该导电涂料的组成可以优化如下:
石墨烯110份 无机二氧化硅纳米颗粒5份 无机金属铜纳米颗粒6份 分散剂1份 中和剂丙醇胺1份 流平剂丁醚1份 消泡剂2份 交联剂2份 乙醇60份 水250份
本发明具有的有益效果: 本发明原料来源广泛、价格低廉、并且在新型材料石墨烯作为涂料的基础上，创造性的加入无机颗粒纳米二氧化硅以及纳米铜颗粒；所制备的复合的石墨烯涂料具有更好地分散性，在IOOiT1剪切速率下粘度约为5mPa *s，表面张力为l(T20mN/m。添加了纳米颗粒后，能有效的填充材料和材料之间的空隙，涂料的致密度也得到进一步提高，从而导致复合涂料的力学性能也有大幅的提高，抗冲击强度可到170 kg.cm ;当然,在石墨烯和金属纳米颗粒的共同作用下，涂料在热处理之后，将会显示出类似于金属的导电性能，体积电阻率能够达到 6.8 X 10-3 Ω.cm。
[0007]【具体实施方式】
[0008]为进一步说明本发明，下面结合具体实施的例子对本发明做进一步详细的描述。
[0009]实施例1:
一种高性能的复合石墨烯导电涂料 氧化石墨烯110份 无机二氧化硅纳米颗粒5份 所述二氧化硅纳米颗粒直径为10纳米 无机金属铜纳米颗粒6份 所述铜纳米颗粒直径为30纳米 分散剂PVP 1份 中和剂丙醇胺1份 流平剂丁醚1份 消泡剂2份 交联剂2份 乙醇60份 水250份。
[0010]实施例2:一种高性能的复合石墨烯导电涂料 氧化石墨烯100份 无机二氧化硅纳米颗粒3份 所述二氧化硅纳米颗粒直径为10纳米 无机金属铜纳米颗粒5份 所述铜纳米颗粒直径为30纳米 分散剂PVA 1份 中和剂丙醇胺1份 流平剂丁醚1份 消泡剂1份 交联剂2份 乙醇50份 水200份。
[0011]实施例3:
一种高性能的复合石墨烯导电涂料
石墨烯115份
无机二氧化硅纳米颗粒8份
所述二氧化硅纳米颗粒直径为100纳米
无机金属铜纳米颗粒7份
所述铜纳米颗粒直径为100纳米
分散剂2份
中和剂丙醇胺2份
流平剂丁醚2份
消泡剂2份
交联剂3份
乙醇80份
水300份。
[0012]实施例4:
一种高性能的复合石墨烯导电涂料
石墨烯110份
无机二氧化硅纳米颗粒8份
所述二氧化硅纳米颗粒直径为10纳米
无机金属铜纳米颗粒7份
所述铜纳米颗粒直径为30纳米
分散剂1.5份
中和剂丙醇胺1.5份
流平剂丁醚2份
消泡剂1份
交联剂3份乙醇50份 水300份。
[0013]实施例5:
一种高性能的复合石墨烯导电涂料
石墨烯115份
无机二氧化硅纳米颗粒8份
所述二氧化硅纳米颗粒直径为30纳米
无机金属铜纳米颗粒7份
所述铜纳米颗粒直径为100纳米
分散剂2份
中和剂丙醇胺1份
流平剂丁醚2份
消泡剂2份
交联剂2份
乙醇10份
水200份。
[0014]对比例1:
一种高性能的复合石墨烯导电涂料
氧化石墨烯110份
分散剂PVP 1份
中和剂丙醇胺1份
流平剂丁醚1份
消泡剂2份
交联剂2份
乙醇60份
水250份。
[0015]具体实施例中各种导电涂层的力学和电学性能如下:
【权利要求】
1.一种高性能的复合石墨烯导电涂料，其特征在于:由如下组分按重量份数组成:石墨稀100-115份无机二氧化硅纳米颗粒3-8份所述二氧化硅纳米颗粒直径为10-100纳米无机金属铜纳米颗粒5-7份所述铜纳米颗粒直径为30-100纳米分散剂1-2份中和剂丙醇胺1_2份流平剂丁醚1-2份消泡剂1-2份交联剂2-3份乙醇50-80份 水 200-300 份。
2.如权利要求1所述的高性能的复合石墨烯导电涂料，其特征在于:所述石墨烯为溶液法制备的氧化石墨烯。
3.如权利要求2所述的高性能的复合石墨烯导电涂料，其特征在于:分散剂为PVP、PVA、PEG中的一种或几种。
4.如权利要求3所述的高性能的复合石墨烯导电涂料，其特征在于:石墨烯110份无机二氧化硅纳米颗粒5份无机金属铜纳米颗粒6份分散剂1份中和剂丙醇胺1份流平剂丁醚1份消泡剂2份交联剂2份乙醇60份水250份。
【文档编号】C09D1/00GK103897446SQ201410159865
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】黄晓明, 姚海波 申请人:苏州铉动三维空间科技有限公司