本發(fā)明涉及電容器加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種電容器用導(dǎo)電涂料及制備方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，開(kāi)展了許多電容器的研究工作，因電容器電極材料制作是決定電容器性能的關(guān)鍵因素，因此，電極材料制作中導(dǎo)電基膜中導(dǎo)電涂料配方研究自然成為研究重點(diǎn)。導(dǎo)電基膜是涂覆在集流體上第一層電極材料，導(dǎo)電涂料的配方工藝、粘合劑的配方對(duì)電容器的電性能、使用壽命、成本、環(huán)境污染起著至關(guān)重要的作用。因此，導(dǎo)電涂料的配方研究對(duì)電容器規(guī)模化生產(chǎn)具有深遠(yuǎn)的意義。
導(dǎo)電涂料的配方工藝直接影響電容器電極材料的性能。目前，國(guó)內(nèi)在電容器導(dǎo)電涂料配方工藝報(bào)道很少，我國(guó)還未有適宜大規(guī)模生產(chǎn)的導(dǎo)電涂料配方工藝。因此，研究開(kāi)發(fā)比容量大、電阻率小的導(dǎo)電涂料是當(dāng)務(wù)之急。目前，大多數(shù)復(fù)合導(dǎo)電涂料的粘合強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性、電惰性等方面均不很理想，其內(nèi)阻大及比電容小，且不能滿足規(guī)?；a(chǎn)要求。由于導(dǎo)電涂料配方工藝是電極材料規(guī)模化生產(chǎn)的核心技術(shù)，受知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道很少。我國(guó)現(xiàn)有導(dǎo)電涂料配方工藝仍處于實(shí)驗(yàn)研究階段，未達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn)要求。
因此，研究開(kāi)發(fā)一種粘結(jié)性能強(qiáng)、熱穩(wěn)定性高、耐腐蝕及較好的導(dǎo)電效果的電容器用導(dǎo)電涂料，具有較好的應(yīng)用價(jià)值，也符合目前市場(chǎng)要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種電容器用導(dǎo)電涂料及制備方法，所述涂料應(yīng)用于電容器中，不僅具有較好的導(dǎo)電效果，還具有較好的粘結(jié)牢固性、熱穩(wěn)定性及較好的耐腐蝕性能，大大延長(zhǎng)了電容器的使用壽命，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。
本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：
本發(fā)明涉及一種電容器用導(dǎo)電涂料，包括如下重量份的各組分：聚苯胺22~40份、聚乙烯醇15~21份、石墨烯0.6~2.5份、導(dǎo)電填料6~12份、改性凹凸棒石粘土7~15份、填充料5~10份、消泡劑3~7份、溶劑35~52份。
優(yōu)選地，所述聚苯胺36份、聚乙烯醇19份、石墨烯1.3份、導(dǎo)電填料10份、改性凹凸棒石粘土12份、填充料8份、消泡劑5份、溶劑46份。
優(yōu)選地，所述改性凹凸棒石粘土為天然凹凸棒土經(jīng)提純、酸化、再經(jīng)熱活化之后的產(chǎn)物。
優(yōu)選地，所述導(dǎo)電填料包括云母玻璃珠、摻鋁氧化鋅、鍍銀石墨中的任一種。
優(yōu)選地，所述填充料為納米二氧化硅、鈦白粉、活性炭中的一種或者多種的混合。
優(yōu)選地，所述溶劑為水。
本發(fā)明還涉及一種制備如電容器用導(dǎo)電涂料的方法，包括如下步驟：
（1）按照配比分別稱取聚苯胺、聚乙烯醇，并將其加入到反應(yīng)釜中，升溫至60~80℃，混合攪拌0.5~1h，然后向混合物中加入配比量的石墨烯，攪拌反應(yīng)1~2h，得到反應(yīng)產(chǎn)物a1；
（2）按照配比稱取改性凹凸棒石粘土，加水?dāng)嚢杈鶆?，然后將其置于超聲波條件下，邊攪拌邊緩慢加入導(dǎo)電填料，加入完畢后，繼續(xù)攪拌分散20~30min，得到混合物a2；
（3）將反應(yīng)產(chǎn)物a1轉(zhuǎn)移至攪拌機(jī)中，加入混合物a2和配比量的填充劑、消泡劑及剩余的溶劑，充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后將混合物置于轉(zhuǎn)速為1000~2000轉(zhuǎn)/min的剪切機(jī)中剪切分散30~40min，即得所述導(dǎo)電涂料。
優(yōu)選地，所述步驟（2）中加入水的質(zhì)量為改性凹凸棒石粘土質(zhì)量的2~3倍。
優(yōu)選地，所述步驟（2）中改性凹凸棒石粘土的制備方法為：
取天然凹凸棒石粘土進(jìn)行粉碎并過(guò)200目篩，加水，攪拌形成懸浮泥漿，取上層懸濁液于3000~3500轉(zhuǎn)/min的離心機(jī)中離心處理5~10min，真空抽濾，得濾餅；
將濾餅置于燒杯中，加入2mol/l的稀鹽酸，其中鹽酸的體積量與凹凸棒石粘土質(zhì)量之比為1ml：5~10g，置于超聲波條件下超聲10~20min，靜置后真空抽濾，并用蒸餾水清洗，得濾餅；
將濾餅烘干，然后置于馬弗爐中以20℃/min的速度程序升溫至800℃，恒溫焙燒3~4h，冷卻，粉碎并過(guò)200目篩，即得改性凹凸棒石粘土。
優(yōu)選地，所述導(dǎo)電填料和填充料在進(jìn)行混合之前均需進(jìn)行研磨處理，研磨至粒徑為100~200目。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
（1）本發(fā)明所述的電容器用導(dǎo)電涂料，應(yīng)用于電容器中，不僅具有較好的導(dǎo)電效果，還具有較好的粘結(jié)牢固性、熱穩(wěn)定性及較好的耐腐蝕性能，大大延長(zhǎng)了電容器的使用壽命，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。
（2）本發(fā)明所述的電容器用導(dǎo)電涂料采用聚苯胺和聚乙烯醇摻雜作為基材，具有較好的導(dǎo)電特性、化學(xué)及環(huán)境穩(wěn)定性，再加上聚苯胺本身具有原料易得、合成工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，大大降低了原料的使用成本；此外聚乙烯醇優(yōu)異的粘結(jié)性能，使得制備得到的導(dǎo)電涂料具有較好的粘結(jié)牢固性。
（3）本發(fā)明所述的電容器用導(dǎo)電涂料中添加有石墨烯，由于石墨烯獨(dú)特的片層狀結(jié)構(gòu)，能夠形成致密的物理保護(hù)膜，具有較好的防水、防腐蝕性能，首先將其與聚苯胺和聚乙烯醇進(jìn)行改性處理，使得改性之后的聚合物制備得到的涂料具有較好的防水、防腐蝕性能。此外，由于石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電性能、較好的力學(xué)性能及較好的環(huán)境穩(wěn)定性，為涂料的導(dǎo)電性能、耐刮擦、抗剝落的力學(xué)性能及環(huán)境穩(wěn)定性提供了較好的保障。
（4）本發(fā)明所述的電容器用導(dǎo)電涂料采用的導(dǎo)電填料具有使用成本低、導(dǎo)電效果好的特點(diǎn)，在提高電容器導(dǎo)電效果的同時(shí)，降低了加工成本。
（5）本發(fā)明所述的電容器用導(dǎo)電涂料中添加有改性凹凸棒土，由于凹凸棒石粘土具有較大的比表面積，具有較好的吸附性能，而改性后的凹凸棒石粘土的吸附效果大大增加，首先將其與導(dǎo)電填料混合，使得導(dǎo)電填料能夠均勻負(fù)載吸附在凹凸棒石粘土的表面，提高了導(dǎo)電填料的分布均勻性，也為電容器的導(dǎo)電均勻性提供了保障。
（6）本發(fā)明所述的電容器用導(dǎo)電涂料的制備方法簡(jiǎn)單、操作方便，工藝條件溫和，適合工業(yè)化推廣生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1：
本實(shí)施例涉及一種電容器用導(dǎo)電涂料及制備方法；
所述導(dǎo)電涂料由如下組分制備而成：
聚苯胺36份、聚乙烯醇19份、石墨烯1.3份、導(dǎo)電填料10份、改性凹凸棒石粘土12份、填充料8份、消泡劑5份、溶劑46份。
優(yōu)選地，所述改性凹凸棒石粘土為天然凹凸棒土經(jīng)提純、酸化、再經(jīng)熱活化之后的產(chǎn)物。
其中，所述導(dǎo)電填料包括摻鋁氧化鋅。
其中，所述填充料為納米二氧化硅、鈦白粉的混合，其中兩者的質(zhì)量比為1:1。
其中，所述溶劑為水。
本發(fā)明制備如電容器用導(dǎo)電涂料的方法，包括如下步驟：
（1）按照配比分別稱取聚苯胺、聚乙烯醇，并將其加入到反應(yīng)釜中，升溫至75℃，混合攪拌1h，然后向混合物中加入配比量的石墨烯，攪拌反應(yīng)2h，得到反應(yīng)產(chǎn)物a1；
（2）按照配比稱取改性凹凸棒石粘土，加水?dāng)嚢杈鶆颍缓髮⑵渲糜诔暡l件下，邊攪拌邊緩慢加入導(dǎo)電填料，加入完畢后，繼續(xù)攪拌分散30min，得到混合物a2；
（3）將反應(yīng)產(chǎn)物a1轉(zhuǎn)移至攪拌機(jī)中，加入混合物a2和配比量的填充劑、消泡劑及剩余的溶劑，充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后將混合物置于轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min的剪切機(jī)中剪切分散30min，即得所述導(dǎo)電涂料。
其中，所述步驟（2）中加入水的質(zhì)量為改性凹凸棒石粘土質(zhì)量的3倍。
其中，所述步驟（2）中改性凹凸棒石粘土的制備方法為：
取天然凹凸棒石粘土進(jìn)行粉碎并過(guò)200目篩，加水，攪拌形成懸浮泥漿，取上層懸濁液于3000轉(zhuǎn)/min的離心機(jī)中離心處理10min，真空抽濾，得濾餅；
將濾餅置于燒杯中，加入2mol/l的稀鹽酸，其中鹽酸的體積量與凹凸棒石粘土質(zhì)量之比為1ml：8g，置于超聲波條件下超聲15min，靜置后真空抽濾，并用蒸餾水清洗，得濾餅；
將濾餅烘干，然后置于馬弗爐中以20℃/min的速度程序升溫至800℃，恒溫焙燒4h，冷卻，粉碎并過(guò)200目篩，即得改性凹凸棒石粘土。
其中，所述導(dǎo)電填料和填充料在進(jìn)行混合之前均需進(jìn)行研磨處理，研磨至粒徑為200目。
實(shí)施例2：
本實(shí)施例涉及一種電容器用導(dǎo)電涂料及制備方法；
所述導(dǎo)電涂料由如下組分制備而成：
聚苯胺22份、聚乙烯醇15份、石墨烯0.6份、導(dǎo)電填料6份、改性凹凸棒石粘土7份、填充料5份、消泡劑3份、溶劑35份。
優(yōu)選地，所述改性凹凸棒石粘土為天然凹凸棒土經(jīng)提純、酸化、再經(jīng)熱活化之后的產(chǎn)物。
其中，所述導(dǎo)電填料包括云母玻璃珠。
其中，所述填充料為鈦白粉、活性炭的混合，其中兩者的質(zhì)量比為2:1。
其中，所述溶劑為水。
本發(fā)明制備如電容器用導(dǎo)電涂料的方法，包括如下步驟：
（1）按照配比分別稱取聚苯胺、聚乙烯醇，并將其加入到反應(yīng)釜中，升溫至60℃，混合攪拌1h，然后向混合物中加入配比量的石墨烯，攪拌反應(yīng)1h，得到反應(yīng)產(chǎn)物a1；
（2）按照配比稱取改性凹凸棒石粘土，加水?dāng)嚢杈鶆?，然后將其置于超聲波條件下，邊攪拌邊緩慢加入導(dǎo)電填料，加入完畢后，繼續(xù)攪拌分散20min，得到混合物a2；
（3）將反應(yīng)產(chǎn)物a1轉(zhuǎn)移至攪拌機(jī)中，加入混合物a2和配比量的填充劑、消泡劑及剩余的溶劑，充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后將混合物置于轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/min的剪切機(jī)中剪切分散40min，即得所述導(dǎo)電涂料。
其中，所述步驟（2）中加入水的質(zhì)量為改性凹凸棒石粘土質(zhì)量的2倍。
其中，所述步驟（2）中改性凹凸棒石粘土的制備方法為：
取天然凹凸棒石粘土進(jìn)行粉碎并過(guò)200目篩，加水，攪拌形成懸浮泥漿，取上層懸濁液于3000轉(zhuǎn)/min的離心機(jī)中離心處理10min，真空抽濾，得濾餅；
將濾餅置于燒杯中，加入2mol/l的稀鹽酸，其中鹽酸的體積量與凹凸棒石粘土質(zhì)量之比為1ml：5g，置于超聲波條件下超聲10min，靜置后真空抽濾，并用蒸餾水清洗，得濾餅；
將濾餅烘干，然后置于馬弗爐中以20℃/min的速度程序升溫至800℃，恒溫焙燒3h，冷卻，粉碎并過(guò)200目篩，即得改性凹凸棒石粘土。
其中，所述導(dǎo)電填料和填充料在進(jìn)行混合之前均需進(jìn)行研磨處理，研磨至粒徑為100目。
實(shí)施例3：
本實(shí)施例涉及一種電容器用導(dǎo)電涂料及制備方法；
所述導(dǎo)電涂料由如下組分制備而成：
聚苯胺40份、聚乙烯醇21份、石墨烯2.5份、導(dǎo)電填料12份、改性凹凸棒石粘土15份、填充料10份、消泡劑7份、溶劑52份。
優(yōu)選地，所述改性凹凸棒石粘土為天然凹凸棒土經(jīng)提純、酸化、再經(jīng)熱活化之后的產(chǎn)物。
其中，所述導(dǎo)電填料包括鍍銀石墨。
其中，所述填充料為納米二氧化硅。
其中，所述溶劑為水。
本發(fā)明制備如電容器用導(dǎo)電涂料的方法，包括如下步驟：
（1）按照配比分別稱取聚苯胺、聚乙烯醇，并將其加入到反應(yīng)釜中，升溫至80℃，混合攪拌0.5h，然后向混合物中加入配比量的石墨烯，攪拌反應(yīng)2h，得到反應(yīng)產(chǎn)物a1；
（2）按照配比稱取改性凹凸棒石粘土，加水?dāng)嚢杈鶆?，然后將其置于超聲波條件下，邊攪拌邊緩慢加入導(dǎo)電填料，加入完畢后，繼續(xù)攪拌分散30min，得到混合物a2；
（3）將反應(yīng)產(chǎn)物a1轉(zhuǎn)移至攪拌機(jī)中，加入混合物a2和配比量的填充劑、消泡劑及剩余的溶劑，充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后將混合物置于轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min的剪切機(jī)中剪切分散30min，即得所述導(dǎo)電涂料。
其中，所述步驟（2）中加入水的質(zhì)量為改性凹凸棒石粘土質(zhì)量的3倍。
其中，所述步驟（2）中改性凹凸棒石粘土的制備方法為：
取天然凹凸棒石粘土進(jìn)行粉碎并過(guò)200目篩，加水，攪拌形成懸浮泥漿，取上層懸濁液于3500轉(zhuǎn)/min的離心機(jī)中離心處理5min，真空抽濾，得濾餅；
將濾餅置于燒杯中，加入2mol/l的稀鹽酸，其中鹽酸的體積量與凹凸棒石粘土質(zhì)量之比為1ml：10g，置于超聲波條件下超聲20min，靜置后真空抽濾，并用蒸餾水清洗，得濾餅；
將濾餅烘干，然后置于馬弗爐中以20℃/min的速度程序升溫至800℃，恒溫焙燒4h，冷卻，粉碎并過(guò)200目篩，即得改性凹凸棒石粘土。
其中，所述導(dǎo)電填料和填充料在進(jìn)行混合之前均需進(jìn)行研磨處理，研磨至粒徑為200目。
綜上所述，本發(fā)明所述的電容器用導(dǎo)電涂料，應(yīng)用于電容器中，不僅具有較好的導(dǎo)電效果，還具有較好的粘結(jié)牢固性、熱穩(wěn)定性及較好的耐腐蝕性能，大大延長(zhǎng)了電容器的使用壽命，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。此外，所述的電容器用導(dǎo)電涂料的制備方法簡(jiǎn)單、操作方便，工藝條件溫和，適合工業(yè)化推廣生產(chǎn)。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。