一种水泥/炭黑/水性聚氨酯共混导电材料制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于导电材料制备领域，尤其涉及一种水泥/炭黑/水性聚氨酯共混导电材料制备方法。
【背景技术】
[0002]随着建筑物功能的不断完善，要求在某些建筑物和构筑物工程中使用具有一定导电性能的聚合物水泥复合物。比如，可以在混凝土结构的探伤检测系统、道路路面的车辆载重和速度的测量系统、接地装置，建筑物避雷设备系统等部位使用。也可以应用于各种管道的伴热体和高速公路的电溶冰雪系统、建筑采暖地面、金属防腐阴极保护技术。将该材料体系应用于涂层材料，就可以应用于建筑物的重要机房和手术室的地面和墙面的防静电，也可以使用于整个建筑物的屏蔽电磁波，如会议室现场避免手提电话的使用、实验室防止外来电磁影响等用途，近年来，有关导电混凝土材料的研究时有报道，但是混凝土的成型和性能都有许多限制，如其显著收到环境湿度的影响。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对上述缺陷，提供一种不受环境湿度影响，且导电性能好的聚合物水泥混凝土导电材料。
[0004]本发明通过以下技术方案予以实现:一种水泥/炭黑/水性聚氨酯共混导电材料制备方法，包括如下步骤:
(1)水性聚氨脂乳液的合成按质量比1:1称取聚醚多元醇、聚酯多元醇，进入四口瓶中，搅拌、升温、真空脱水
0.5h，加入甲苯二异氰酸酯，加入量为脱水后物质总量的20%，控制反应温度不超过100°C，进行预聚和扩链反应，然后加酒石酸丙酮溶液，升温至55—60°C，回流保温I h，将溶液冷却至室温，加入三乙胺丙酮溶液搅拌均匀，在室温下，在400-500r / min的转速搅拌下缓慢加入蒸馏水，制成乳状液，将此液体放入蒸馏装置中，搅拌抽真空，蒸出丙酮，得到水性聚氨脂乳液；
(2)接枝炭黑的制备
先将炭黑与甲醛按质量比4:1的比例在50?60°C下进行羟甲基化，经过滤烘干后加入马来酸酐的乙酸乙酯溶液，加入量为烘干后质量的30%，乙酸乙酯溶液中马来酸酐质量分数为35%，在70-80°C进行接枝反应后过滤烘干粉碎，制得接枝碳黑；
(3)涂层的制备
液体组分的制备:使用碳黑加入分散助剂进行高速分散，得到的活性粉体加水和成膜助剂进行磨桨，磨浆的终点细度控制要求达到I μπι，按质量比1:1的比例将水性聚氨酯与磨浆料进行分散混合，制得液体组分，作为组分I ;
固体组分的制备:使用占水泥质量2%的粉状助剂与水泥在80°C条件下进行高速捏合，再与占水泥质量30%de细砂混合得到固体粉体组分，作为组分II ; 涂层制备:按照质量比1:3的比例，把组分I和组分II进行混合，搅拌均匀即得到导电材料。
[0005]本发明具有如下有益效果:
采用本发明方法制备得到的导电材料，体积电阻率受到环境湿度的影响较小，其体积电阻率只有13 Ω.cm，复合导电材料的电阻率变化的“阀值”出现在15-25 PHR之间。
【具体实施方式】
[0006]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
[0007]具体实施例:(I)水性聚氨脂乳液的合成
按质量比1:1称取聚醚多元醇、聚酯多元醇，进入四口瓶中，搅拌、升温、真空脱水
0.5h，加入甲苯二异氰酸酯，加入量为脱水后物质总量的20%，控制反应温度不超过100°C，进行预聚和扩链反应，然后加酒石酸丙酮溶液，升温至55—60°C，回流保温I h，将溶液冷却至室温，加入三乙胺丙酮溶液搅拌均匀，在室温下，在400-500r / min的转速搅拌下缓慢加入蒸馏水，制成乳状液，将此液体放入蒸馏装置中，搅拌抽真空，蒸出丙酮，得到水性聚氨脂乳液；
(2)接枝炭黑的制备
先将炭黑与甲醛按质量比4:1的比例在50?60°C下进行羟甲基化，经过滤烘干后加入马来酸酐的乙酸乙酯溶液，加入量为烘干后质量的30%，乙酸乙酯溶液中马来酸酐质量分数为35%，在70-80°C进行接枝反应后过滤烘干粉碎，制得接枝碳黑；
(3)涂层的制备
液体组分的制备:使用碳黑加入分散助剂进行高速分散，得到的活性粉体加水和成膜助剂进行磨桨，磨浆的终点细度控制要求达到I μπι，按质量比1:1的比例将水性聚氨酯与磨浆料进行分散混合，制得液体组分，作为组分I ;
固体组分的制备:使用占水泥质量2%的粉状助剂与水泥在80°C条件下进行高速捏合，再与占水泥质量30%de细砂混合得到固体粉体组分，作为组分II ;
涂层制备:按照质量比1:3的比例，把组分I和组分II进行混合，搅拌均匀即得到导电材料。
[0008]将制备得到的导电材料在式样板上进行涂覆，得到厚度2微米的试样，测试试样发现，其体积电阻率受到环境湿度的影响较小，其体积电阻率只有13 Ω.cm，复合导电材料的电阻率变化的“阀值”出现在15-25 PHR之间
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种水泥/炭黑/水性聚氨酯共混导电材料制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)水性聚氨脂乳液的合成 按质量比1:1称取聚醚多元醇、聚酯多元醇，进入四口瓶中，搅拌、升温、真空脱水0.5h，加入甲苯二异氰酸酯，加入量为脱水后物质总量的20%，控制反应温度不超过100°C，进行预聚和扩链反应，然后加酒石酸丙酮溶液，升温至55—60°C，回流保温I h，将溶液冷却至室温，加入三乙胺丙酮溶液搅拌均匀，在室温下，在400-500r / min的转速搅拌下缓慢加入蒸馏水，制成乳状液，将此液体放入蒸馏装置中，搅拌抽真空，蒸出丙酮，得到水性聚氨脂乳液； (2)接枝炭黑的制备 先将炭黑与甲醛按质量比4:1的比例在50?60°C下进行羟甲基化，经过滤烘干后加入马来酸酐的乙酸乙酯溶液，加入量为烘干后质量的30%，乙酸乙酯溶液中马来酸酐质量分数为35%，在70-80°C进行接枝反应后过滤烘干粉碎，制得接枝碳黑； (3)涂层的制备 液体组分的制备:使用碳黑加入分散助剂进行高速分散，得到的活性粉体加水和成膜助剂进行磨桨，磨浆的终点细度控制要求达到I μπι，按质量比1:1的比例将水性聚氨酯与磨浆料进行分散混合，制得液体组分，作为组分I ; 固体组分的制备:使用占水泥质量2%的粉状助剂与水泥在80°C条件下进行高速捏合，再与占水泥质量30%de细砂混合得到固体粉体组分，作为组分II ; 涂层制备:按照质量比1:3的比例，把组分I和组分II进行混合，搅拌均匀即得到导电材料。
【专利摘要】一种水泥/炭黑/水性聚氨酯共混导电材料制备方法，属于导电材料制备领域，尤其涉及一种聚合物水泥混凝土导电材料。该方法使用水性聚氨酯、导电炭黑和石墨、水泥粉体和其他助剂共混，限定用量和反应条件，得到水泥/炭黑/水性聚氨酯共混导电材料。采用本发明方法制备得到的导电材料，体积电阻率受到环境湿度的影响较小，其体积电阻率只有103Ω·cm，复合导电材料的电阻率变化的“阀值”出现在15-25PHR之间。
【IPC分类】C04B28/00
【公开号】CN105565715
【申请号】CN201510860203
【发明人】王耀斌
【申请人】陕西高新能源发展有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月1日