本發(fā)明屬于導(dǎo)電涂料，具體涉及一種單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、導(dǎo)電涂料是伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)而迅速發(fā)展起來(lái)的一種特種功能涂料，其在航天航空、電子通訊、石油化工等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。按照導(dǎo)電機(jī)理分類，導(dǎo)電涂料可分為摻合型和本征型兩種：本征型導(dǎo)電涂料是以導(dǎo)電高聚物為基本成膜物質(zhì)，以高聚物本身所具有的導(dǎo)電性能使涂層導(dǎo)電。摻合型導(dǎo)電涂料是指將導(dǎo)電填料摻入本身不具有導(dǎo)電性能的涂料中，進(jìn)而使涂料體系具有導(dǎo)電性。摻合型導(dǎo)電涂料可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)涂料的電學(xué)和力學(xué)性能，且操作簡(jiǎn)單易行，可廣泛應(yīng)用。

2、聚氨酯分子中含有強(qiáng)極性的氨基甲酸酯基，且分子間存在氫鍵，使得以聚氨酯為基料樹脂制備的漆膜具有良好的耐磨性、耐油性、防水性、韌性等特點(diǎn)。因此，聚氨酯涂料在建筑、交通、工業(yè)、電子等多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。

3、在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于本征型導(dǎo)電涂料用基體高分子樹脂的種類較少，且在合成、施工過(guò)程中具有較大難度，在一定程度上限制了本征型導(dǎo)電涂料的發(fā)展和應(yīng)用。摻合型導(dǎo)電涂料雖然可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)涂料的電學(xué)和力學(xué)性能，且操作簡(jiǎn)單易行，但是目前市場(chǎng)上的摻合型導(dǎo)電涂料大多以金屬系填料為主要的導(dǎo)電填料，金屬系填料要么對(duì)環(huán)境有一定的危害，易氧化，導(dǎo)電性不穩(wěn)定，使得其應(yīng)用范圍受到一定的限制。

4、目前，聚氨酯涂料通常采用雙組份交聯(lián)體系固化，該方法制備的涂層雖然具有良好的防護(hù)性能、機(jī)械性能和附著性能等特性，但也存在施工過(guò)程繁瑣、儲(chǔ)存不便、對(duì)基材表面條件要求較高等缺點(diǎn)，使其在有些領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的為：針對(duì)摻合型導(dǎo)電涂料中金屬系導(dǎo)電填料存在的問(wèn)題，本發(fā)明以石墨烯為導(dǎo)電填料制備了一種單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料，石墨烯具有超強(qiáng)的導(dǎo)電性能，優(yōu)異的力學(xué)性能和優(yōu)良的穩(wěn)定性能等特性，是一種環(huán)境友好型材料，其可以賦予涂層優(yōu)異的導(dǎo)電性能和機(jī)械性能。針對(duì)雙組份聚氨酯固化體系涂料存在的問(wèn)題，本發(fā)明制備了一種單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料，其具有施工簡(jiǎn)便，儲(chǔ)存方便，對(duì)基材表面條件適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

2、提供一種單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料，是采用以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料，包括以下重量份的原料：

3、

4、所述分散劑為byk-163、byk-110、byk-190、byk-108中的一種或幾種的混合物。

5、所述消泡劑為byk-057、byk-a530、byk-088、byk-065中的一種或幾種的混合物。

6、所述潤(rùn)濕劑為byk-333、byk-306、byk-331、byk-300、byk-320中的一種或幾種的混合物。

7、所述有機(jī)溶劑為1醋酸丁酯、二甲苯、丁酮、丙酮、醋酸乙酯中的一種或幾種的混合物。

8、所述制備聚氨酯預(yù)聚物的合成配方為：

9、

10、所述聚醚多元醇為聚氧化丙烯二醇、乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇和聚四亞甲基醚乙二醇中的一種或幾種的混合物，且其分子量為400～3000。

11、所述脂肪族多異氰酸酯為ipdi，hdi，1,4環(huán)己烷二異氰酸酯中的一種或幾種的混合物。

12、所述交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷、丙三醇、蓖麻油中的一種或幾種的混合物。

13、所述催化劑為二丁基二月桂酸錫、辛酸亞錫、二醋酸二丁基錫中的一種或幾種的混合物。

14、所述有機(jī)溶劑2為醋酸丁酯、二甲苯、丁酮、丙酮、醋酸乙酯中的一種或幾種的混合物。

15、本發(fā)明還提供一種單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料的制備方法，包括如下步驟：

16、步驟1，將計(jì)量的聚醚多元醇和交聯(lián)劑在100～120℃下進(jìn)行真空脫水處理，使體系中的水分完全脫除，以免體系中的水分對(duì)反應(yīng)造成影響；

17、步驟2，將步驟1脫水處理后的聚醚多元醇和交聯(lián)劑冷卻至室溫后，采用一步加料法，將計(jì)量的脂肪族多異氰酸酯、催化劑和有機(jī)溶劑2加入其中，開動(dòng)攪拌，使其混合均勻后，升溫至60±2℃，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)3h，隨后升溫至80±2℃，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，即得聚氨酯預(yù)聚物；

18、步驟3，制備石墨烯漿料，

19、將步驟2制備的聚氨酯預(yù)聚物樹脂和石墨烯按照重量比4:1進(jìn)行配料，在藍(lán)氏研磨機(jī)上研磨4h,即得石墨烯漿料；

20、步驟4，制備單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料：

21、按配方比例將步驟2制備的聚氨酯預(yù)聚物樹脂、步驟3制備的石墨烯漿料、分散劑、消泡劑、潤(rùn)濕劑和有機(jī)溶劑1混合，分散攪拌均勻，過(guò)濾出料即得單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料。

22、本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)在于：基料樹脂聚氨酯預(yù)聚物的制備、導(dǎo)電石墨烯漿料的制備以及基料樹脂聚氨酯預(yù)聚物與導(dǎo)電石墨烯漿料的復(fù)配。其中，聚氨酯預(yù)聚物可賦予涂層優(yōu)異的防護(hù)性能、機(jī)械性能和附著性能等特性，導(dǎo)電石墨烯漿料的加入可使涂層具有良好的導(dǎo)電性能。

23、有益效果

24、本發(fā)明以石墨烯為導(dǎo)電填料制備了一種單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料，其固化不需要高溫或特殊固化條件，是一種室溫就可固化的涂料，這種固化方式簡(jiǎn)單易行，可在一定程度上提高施工效率并降低成本。導(dǎo)電填料石墨烯的加入，使得本發(fā)明制備的涂料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能和機(jī)械性能。

技術(shù)特征：

1.一種單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料，其特征在于：按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由下列組分組成：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料，其特征在于：所述的聚氨酯預(yù)聚物按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由下列組分組成：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料，其特征在于：所述的分散劑為byk-163、byk-110、byk-190、byk-108中的一種或幾種的混合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料，其特征在于：所述消泡劑為byk-057、byk-a530、byk-088、byk-065中的一種或幾種的混合物。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料，其特征在于：所述潤(rùn)濕劑為byk-333、byk-306、byk-331、byk-300、byk-320中的一種或幾種的混合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料，其特征在于：所述有機(jī)溶劑1為醋酸丁酯、二甲苯、丁酮、丙酮、醋酸乙酯中的一種或幾種的混合物。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料，其特征在于：所述聚醚多元醇為聚氧化丙烯二醇、乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇和聚四亞甲基醚乙二醇中的一種或幾種的混合物，且分子量為400～3000。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料，其特征在于：所述脂肪族多異氰酸酯為ipdi、hdi、1,4環(huán)己烷二異氰酸酯中的一種或幾種的混合物。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料，其特征在于：所述交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷、丙三醇、蓖麻油中的一種或幾種的混合物；所述催化劑為二丁基二月桂酸錫、辛酸亞錫、二醋酸二丁基錫中的一種或幾種的混合物；所述有機(jī)溶劑2為醋酸丁酯、二甲苯、丁酮、丙酮、醋酸乙酯中的一種或幾種的混合物。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開提供一種單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料，由49.0％～59.0％聚氨酯預(yù)聚物，10.0％～19.0％石墨烯漿料，0.4％～2.0％分散劑，0.1％～0.8％消泡劑，0.1％～0.3％潤(rùn)濕劑，30.0％～40.0％有機(jī)溶劑1制備而成，其中聚氨酯預(yù)聚物由40.0％～70.0％聚醚多元醇、15.0％～35.0％脂肪族多異氰酸酯、0.5％～2.0％交聯(lián)劑、0.1％～0.4％催化劑、14.0％～35.0％有機(jī)溶劑2制備而成，石墨烯漿料由聚氨酯預(yù)聚物樹脂和石墨烯按照重量比4:1制備而成。該單組分濕固化型石墨烯導(dǎo)電涂料不僅具有良好的導(dǎo)電性能和優(yōu)異的機(jī)械性能，還具有施工簡(jiǎn)便的特性。

技術(shù)研發(fā)人員：張平,宋歡歡,馬艷青,王學(xué)龍,田繼斌,張全偉,何吉喜,候繼宗,李志寶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中昊北方涂料工業(yè)研究設(shè)計(jì)院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9