專利名稱：水基凹凸棒導(dǎo)電涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂料，具體涉及一種水基凹凸棒導(dǎo)電涂層的制備方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電涂料具有消除靜電和電磁屏蔽性能，由成膜物質(zhì)、導(dǎo)電填料、溶劑和助劑所組成。導(dǎo)電涂料所用的導(dǎo)電填料一般是金屬粉和碳粉，金屬粉價(jià)格昂貴、比重大、難分散，而碳粉制備出來(lái)的涂層顏色為黑色，嚴(yán)重影響涂裝美觀，因此，迫切需要開(kāi)發(fā)一種導(dǎo)電性好且顏色淺的導(dǎo)電填料。聚苯胺由于具有制備方法簡(jiǎn)單和電導(dǎo)性能優(yōu)異，被視為最有希望取代金屬粉和碳粉填料的導(dǎo)電高分子材料。但是，目前用純聚苯胺作為導(dǎo)電填料，在涂料中的應(yīng)用存在以下問(wèn)題1、分散性差，易團(tuán)聚，放置后容易產(chǎn)生絮凝，從而造成漆膜表面粗糙、擴(kuò)散流平性差， 難以形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)；2、要形成導(dǎo)電性能較好的導(dǎo)電涂層，必須加入大量的聚苯胺導(dǎo)電填料， 其直接后果是成本較高、涂層較厚、附著力差，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中不足之處，提供一種分散性較好、導(dǎo)電性穩(wěn)定的水基凹凸棒導(dǎo)電涂層的制備方法。水基凹凸棒導(dǎo)電涂層的制備方法施工前確保底材表面堅(jiān)實(shí)、無(wú)粉塵、無(wú)酸堿物和無(wú)油污；施工中在底材表面涂一層高附著力水性丙烯酸乳液底漆，烘干后磨平，制得底漆層；將水基凹凸棒導(dǎo)電涂料均勻涂于底漆層上，烘干后磨平，制得導(dǎo)電涂層。水基凹凸棒導(dǎo)電涂料由膏狀凹凸棒石粘土、純丙乳液、聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料、聚乙二醇、丙二醇丁醚、乙二醇、聚氧丙烯甘油醚和去離子水組成。高附著力水性丙烯酸乳液是一種耐濕，耐水，耐腐蝕的水性丙烯酸乳液。擁有紫外線穩(wěn)定的單體結(jié)構(gòu)以及特殊功能的高附著力和防水性的基團(tuán)，使其在性能上大大超越普通水性丙烯酸乳液產(chǎn)品。用于包括金屬，木器和塑膠等多種基材的底漆和表漆，具有優(yōu)異的附著力、防水和耐腐蝕性能。凹凸棒石粘土是一種含水富鎂納米級(jí)多孔纖維狀硅酸鹽粘土礦物，當(dāng)凹凸棒石粘土中的凹凸棒含量彡80 %以上時(shí)，其比表面積較大，可達(dá)500m2/g以上。使用“凹凸棒的濕法選礦工藝”和“凹凸棒礦造漿生產(chǎn)工藝”，將凹凸棒石粘土中的水云母、石英、蛋白石和碳酸鹽等礦物篩選去除掉，得到一種凹凸棒礦泥漿；經(jīng)過(guò)鈉化處理和酸化處理后的膏狀凹凸棒石粘土，是一種觸變性和膠黏性特好的天然硅酸鎂鋁凝膠，PH值呈中性，凹凸棒石粘土的粘度、膨脹容、膠質(zhì)價(jià)、白度、比表面積、吸附性能和懸浮率都得到了較大的提高。凹凸棒石粘土土質(zhì)細(xì)膩，表面光滑，質(zhì)地較輕，潮濕時(shí)呈粘性和可塑性，其粘度可達(dá)到3000mPa · s以上，有利于原料之間的粘結(jié)；凹凸棒石粘土干燥收縮率小，且不產(chǎn)生龜裂，膏狀凹凸棒石粘土加入水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的溶液中，在外力攪拌下快速形成穩(wěn)定的不分層的凝膠體，有較好的粘滯性和觸變性，能增強(qiáng)導(dǎo)電涂層的附著力，提高導(dǎo)電性能和保持較好的物理機(jī)械性能。聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料是一種導(dǎo)電性能優(yōu)異的墨綠色粉體，向去離子水中加入凹凸棒土原料制成漿料，在不斷攪拌的條件下，向漿料中加入苯胺，再加入無(wú)機(jī)酸，氧化劑溶液進(jìn)行氧化聚合，制得無(wú)機(jī)酸摻雜的聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料；再對(duì)無(wú)機(jī)酸摻雜的聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料進(jìn)行脫雜，然后抽濾，并用去離子水洗至濾液呈無(wú)色中性，得到本征態(tài)聚苯胺/凹凸棒土納米復(fù)合材料；重新分散在水中形成漿體，然后在漿中加入有機(jī)酸進(jìn)行再摻雜；再進(jìn)行抽濾，并用去離子水洗去游離的有機(jī)酸， 置于40 80°C下干燥，最后經(jīng)粉碎得到墨綠色粉體。純丙乳液是由多種丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸酯類以及功能性助劑多元聚，通過(guò)優(yōu)化工藝共聚而成的乳液，具有粒徑細(xì)，高光澤，優(yōu)良的耐候性，優(yōu)良的抗回粘性，具有廣泛的適用性。聚乙二醇具有良好的水溶性、相溶性、潤(rùn)滑性、保濕性、分散性和粘接性。丙二醇丁醚是一種溶劑，有利于提高水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的漆膜光潔度、平整性和牢度性，也是一種良好的偶聯(lián)劑。乙二醇是一種抗凍劑。聚氧丙烯甘油醚是一種無(wú)色或黃色非揮發(fā)性油狀液體消泡劑，熱穩(wěn)定性好。本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)1、水基凹凸棒導(dǎo)電涂層的制備方法①施工前應(yīng)確保底材表面堅(jiān)實(shí)、無(wú)粉塵、無(wú)酸堿物和無(wú)油污；②在底材表面涂一層高附著力水性丙烯酸乳液底漆，施工時(shí)烘干溫度控制為25 100°C，烘干1 M小時(shí)后將漆膜表面打磨平整，制得涂層厚度為5 20微米的底漆層；③將水基凹凸棒導(dǎo)電涂料均勻涂于底漆層上，烘干溫度控制為25 80°C，烘干2 36小時(shí)后將漆膜表面打磨平整，制得總厚度為20 50微米的導(dǎo)電涂層；所述水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的配料按重量百分比由下列組分組成膏狀凹凸棒石粘土 15 55%、聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料8 35%、純丙乳液5 35%、聚乙二醇0. 1 5%、丙二醇丁醚0. 1 5%、乙二醇0. 1 5%、聚氧丙烯甘油醚0.01 和去離子水1 40% ；所述水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的生產(chǎn)方法①將水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的配料加入攪拌器內(nèi)進(jìn)行攪拌混合，攪拌器的速度控制為200 800轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間控制在10 60分鐘， 攪拌混合均勻后為水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的混合物；②將步驟①獲得的混合物輸入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨為水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的半成品，砂磨機(jī)的速度控制為1500 3000轉(zhuǎn)/分，研磨控制在1 4小時(shí)；③將步驟②獲得的水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的半成品進(jìn)行真空脫氣工藝處理，罐裝為水基凹凸棒導(dǎo)電涂料。所述水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的生產(chǎn)方法已經(jīng)另案申請(qǐng)了發(fā)明專利，專利申請(qǐng)?zhí)枮?201110047291.6。所述膏狀凹凸棒石粘土的生產(chǎn)工藝是(1)選用凹凸棒礦泥漿為主體原料，凹凸棒礦泥漿按重量百分比由下列組分組成凹凸棒石粘土 15 35%和水65 85%; ( 鈉化處理將凹凸棒礦泥漿輸送到攪拌機(jī)內(nèi)，添加氫氧化鈉后進(jìn)行攪拌，經(jīng)過(guò)攪拌后的凹凸棒礦泥漿輸送到鈉化池中陳化1 7天；鈉化配料按重量百分比由下列組分組成凹凸棒礦泥漿95 99. 5%和氫氧化鈉0. 5 5% ； C3)酸化處理將鈉化后凹凸棒礦泥漿輸送到攪拌機(jī)內(nèi)，添加濃度為98%的硫酸后進(jìn)行攪拌，經(jīng)過(guò)攪拌后的凹凸棒礦泥漿輸送到酸化池中陳化1 3天；酸化配料按重量百分比由下列組分組成鈉化后的凹凸棒礦泥漿92 99. 5% 和濃度為98%的硫酸0. 5 8%; (4)水洗和篩去雜質(zhì)將酸化后的凹凸棒礦泥漿輸送到沉淀池中，重新加水浸泡，用氣泵沖翻，篩去雜質(zhì)，沉淀后放出浸泡水，并將沉淀后的泥漿輸送到成品池內(nèi)，沉淀后的泥漿為膏狀凹凸棒石粘土 ；水洗配料按重量百分比由下列組分組成 酸化后的凹凸棒礦泥漿25 65%和水35 75%;膏狀凹凸棒石粘土按重量百分比由下列組分組成凹凸棒石粘土 5 40%和水60 95%。上述生產(chǎn)工藝是采用由本發(fā)明人于2008年8月25日申請(qǐng)的“膏狀凹凸棒石粘土的生產(chǎn)工藝”，中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為CN101348257，
公開(kāi)日2009年1月21日。所述凹凸棒礦造漿生產(chǎn)工藝是將凹凸棒礦輸入攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，經(jīng)擠出機(jī)擠壓成片狀后，再次輸入攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，經(jīng)擠出機(jī)擠壓成片狀后自然晾曬，晾干的凹凸棒礦輸送到原料池中浸泡，用氣泵沖翻，沉淀后放出浸泡水，篩去雜質(zhì)，輸入半成品池中，重新加水浸泡，用氣泵沖翻，沉淀后放出浸泡水，并將沉淀后的泥漿輸送到成品池內(nèi)，即為凹凸棒礦泥漿成品。上述生產(chǎn)工藝是采用由本發(fā)明人于2004年1月6日申請(qǐng)的“凹凸棒礦造漿生產(chǎn)工藝”，中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)為:CN1287965C，授權(quán)公告日:2006年12月6日。聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料的的制備方法，工藝步驟如下向去離子水中加入凹凸棒土原料制成漿料；在不斷攪拌的條件下，向漿料中加入苯胺，再加入無(wú)機(jī)酸， 氧化劑溶液進(jìn)行氧化聚合，制得無(wú)機(jī)酸摻雜的聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料；再對(duì)無(wú)機(jī)酸摻雜的聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料進(jìn)行脫雜，然后抽濾，并用去離子水洗至濾液呈無(wú)色中性，得到本征態(tài)聚苯胺/凹凸棒土納米復(fù)合材料；重新分散在水中形成漿體，然后在漿中加入有機(jī)酸進(jìn)行再摻雜；再進(jìn)行抽濾，并用去離子水洗去游離的有機(jī)酸，置于40 80°C下干燥，最后經(jīng)粉碎得到墨綠色粉體。上述生產(chǎn)工藝是采用由本發(fā)明人于2007年12月27日申請(qǐng)的“聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法”，中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)為CN100549097C，授權(quán)公告日2009 年10月14日。本發(fā)明選用的聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料，其微觀上呈納米棒狀結(jié)構(gòu)， 長(zhǎng)徑比大，且密度小和易分散，纖維狀聚苯胺/凹凸棒石很容易形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，在含量較低的情況下仍可以發(fā)揮優(yōu)越的導(dǎo)電性能，從而大大降低了成本。本發(fā)明選用膏狀凹凸棒石粘土和純丙乳液為成膜物質(zhì)，這使得導(dǎo)電涂層對(duì)各種底材均表現(xiàn)出良好的附著力、優(yōu)良的物理機(jī)械性能、較好的耐腐蝕性、優(yōu)異的力學(xué)性能及機(jī)械性能。雖然水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的配料中已經(jīng)有了消泡劑，但是配料在砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨時(shí)仍然會(huì)產(chǎn)生一些微量的小泡沫，經(jīng)過(guò)真空脫氣工藝處理后，能確保水基凹凸棒導(dǎo)電涂料成品的質(zhì)量。使用水基凹凸棒導(dǎo)電涂層的制備方法制備的導(dǎo)電涂層，可以充分發(fā)揮導(dǎo)電涂層優(yōu)越的導(dǎo)電性能，具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、較好的耐腐蝕性、優(yōu)異的力學(xué)性能及機(jī)械性能、 消除靜電和電磁屏蔽性能的特點(diǎn)。 水基凹凸棒導(dǎo)電涂層的制備方法適用于制備導(dǎo)電涂層。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述1、水基凹凸棒導(dǎo)電涂層的制備方法①施工前應(yīng)確保底材表面堅(jiān)實(shí)、無(wú)粉塵、無(wú)酸堿物和無(wú)油污；②在底材表面涂一層高附著力水性丙烯酸乳液底漆，施工時(shí)烘干溫度控制為55°C，烘干4小時(shí)后將漆膜表面打磨平整，制得涂層厚度為10微米的底漆層；③將水基凹凸棒導(dǎo)電涂料均勻涂于底漆層上，烘干溫度控制為45°C，烘干6小時(shí)后將漆膜表面打磨平整，制得總厚度為25微米的導(dǎo)電涂層；所述水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的配料按重量百分比由下列組分組成膏狀凹凸棒石粘土 32%、聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料28%、純丙乳液22 %、聚乙二醇1. 2 %、丙二醇丁醚0.5%、乙二醇0. 26 %、聚氧丙烯甘油醚0. 04%和去離子水16 %。水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的生產(chǎn)方法①將水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的配料加入攪拌器內(nèi)進(jìn)行攪拌混合，攪拌器的速度控制為500 600轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間控制在40分鐘，攪拌混合均勻后為水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的混合物；②將步驟①獲得的混合物輸入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨為水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的半成品，砂磨機(jī)的速度控制為2500 觀00轉(zhuǎn)/分，研磨控制在3 小時(shí)；③將步驟②獲得的水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的半成品進(jìn)行真空脫氣工藝處理，罐裝為水基凹凸棒導(dǎo)電涂料。
權(quán)利要求
1. 一種水基凹凸棒導(dǎo)電涂層的制備方法，其特征在于，水基凹凸棒導(dǎo)電涂層的制備方法①施工前應(yīng)確保底材表面堅(jiān)實(shí)、無(wú)粉塵、無(wú)酸堿物和無(wú)油污；②在底材表面涂一層高附著力水性丙烯酸乳液底漆，施工時(shí)烘干溫度控制為25 100°C，烘干1 M小時(shí)后將漆膜表面打磨平整，制得涂層厚度為5 20微米的底漆層；③將水基凹凸棒導(dǎo)電涂料均勻涂于底漆層上，烘干溫度控制為25 80°C，烘干2 36小時(shí)后將漆膜表面打磨平整，制得總厚度為20 50微米的導(dǎo)電涂層；所述水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的配料按重量百分比由下列組分組成膏狀凹凸棒石粘土 15 55%、聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料8 35%、純丙乳液5 35%、聚乙二醇 0. 1 5%、丙二醇丁醚0. 1 5%、乙二醇0. 1 5%、聚氧丙烯甘油醚0.01 和去離子水1 40% ；所述水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的生產(chǎn)方法①將水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的配料加入攪拌器內(nèi)進(jìn)行攪拌混合，攪拌器的速度控制為200 800轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間控制在10 60分鐘，攪拌混合均勻后為水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的混合物；②將步驟①獲得的混合物輸入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨為水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的半成品，砂磨機(jī)的速度控制為1500 3000轉(zhuǎn)/分，研磨控制在1 4小時(shí)；③將步驟②獲得的水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的半成品進(jìn)行真空脫氣工藝處理， 罐裝為水基凹凸棒導(dǎo)電涂料；所述膏狀凹凸棒石粘土的生產(chǎn)工藝是(1)選用凹凸棒礦泥漿為主體原料，凹凸棒礦泥漿按重量百分比由下列組分組成凹凸棒石粘土 15 35%和水65 85% ； (2)鈉化處理將凹凸棒礦泥漿輸送到攪拌機(jī)內(nèi)，添加氫氧化鈉后進(jìn)行攪拌，經(jīng)過(guò)攪拌后的凹凸棒礦泥漿輸送到鈉化池中陳化1 7天；鈉化配料按重量百分比由下列組分組成凹凸棒礦泥漿 95 99. 5%和氫氧化鈉0. 5 5% ； C3)酸化處理將鈉化后凹凸棒礦泥漿輸送到攪拌機(jī)內(nèi)，添加濃度為98 %的硫酸后進(jìn)行攪拌，經(jīng)過(guò)攪拌后的凹凸棒礦泥漿輸送到酸化池中陳化 1 3天；酸化配料按重量百分比由下列組分組成鈉化后的凹凸棒礦泥漿92 99. 5%和濃度為98%的硫酸0.5 8% ； (4)水洗和篩去雜質(zhì)將酸化后的凹凸棒礦泥漿輸送到沉淀池中，重新加水浸泡，用氣泵沖翻，篩去雜質(zhì)，沉淀后放出浸泡水，并將沉淀后的泥漿輸送到成品池內(nèi)，沉淀后的泥漿為膏狀凹凸棒石粘土 ；水洗配料按重量百分比由下列組分組成 酸化后的凹凸棒礦泥漿25 65%和水35 75%;膏狀凹凸棒石粘土按重量百分比由下列組分組成凹凸棒石粘土 5 40%和水60 95% ；所述凹凸棒礦造漿生產(chǎn)工藝是將凹凸棒礦輸入攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，經(jīng)擠出機(jī)擠壓成片狀后，再次輸入攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，經(jīng)擠出機(jī)擠壓成片狀后自然晾曬，晾干的凹凸棒礦輸送到原料池中浸泡，用氣泵沖翻，沉淀后放出浸泡水，篩去雜質(zhì)，輸入半成品池中，重新加水浸泡，用氣泵沖翻，沉淀后放出浸泡水，并將沉淀后的泥漿輸送到成品池內(nèi)，即為凹凸棒礦泥漿成品 ；聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料的的制備方法，工藝步驟如下向去離子水中加入凹凸棒土原料制成漿料；在不斷攪拌的條件下，向漿料中加入苯胺，再加入無(wú)機(jī)酸，氧化劑溶液進(jìn)行氧化聚合，制得無(wú)機(jī)酸摻雜的聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料；再對(duì)無(wú)機(jī)酸摻雜的聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料進(jìn)行脫雜，然后抽濾，并用去離子水洗至濾液呈無(wú)色中性，得到本征態(tài)聚苯胺/凹凸棒土納米復(fù)合材料；重新分散在水中形成漿體， 然后在漿中加入有機(jī)酸進(jìn)行再摻雜；再進(jìn)行抽濾，并用去離子水洗去游離的有機(jī)酸，置于40 80°C下干燥，最后經(jīng)粉碎得到墨綠色粉體。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水基凹凸棒導(dǎo)電涂層的制備方法，其技術(shù)方案的要點(diǎn)是，施工前確保底材表面堅(jiān)實(shí)、無(wú)粉塵、無(wú)酸堿物和無(wú)油污；施工時(shí)在底材表面涂一層高附著力水性丙烯酸乳液底漆，烘干后磨平，制得底漆層；將水基凹凸棒導(dǎo)電涂料均勻涂于底漆層上，烘干后磨平，制得導(dǎo)電涂層。水基凹凸棒導(dǎo)電涂料由膏狀凹凸棒石粘土、純丙乳液、聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料、聚乙二醇、丙二醇丁醚、乙二醇、聚氧丙烯甘油醚和去離子水組成。使用本發(fā)明制備的導(dǎo)電涂層，可以充分發(fā)揮導(dǎo)電涂層優(yōu)越的導(dǎo)電性能，具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、較好的耐腐蝕性、優(yōu)異的力學(xué)性能及機(jī)械性能、消除靜電和電磁屏蔽性能的特點(diǎn)，水基凹凸棒導(dǎo)電涂層的制備方法適用于制備導(dǎo)電涂層。
文檔編號(hào)C09D5/24GK102179357SQ20111004741
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者傅家緒, 周燦偉, 姚超, 朱俊武, 汪信, 紀(jì)俊玲, 許慶華, 許盛英, 郝青麗, 陳天虎 申請(qǐng)人:常州大學(xué), 盱眙博圖凹土高新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司