一種改性石墨烯導(dǎo)電涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及導(dǎo)電涂料，尤其是涉及一種改性石墨烯導(dǎo)電涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 導(dǎo)電涂料是伴隨現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)而迅速發(fā)展起來的特種功能涂料，至今約有半個世 紀(jì)的發(fā)展歷史。1948年，美國公布了將銀和環(huán)氧樹脂制成導(dǎo)電膠的專利，這是最早公開的導(dǎo) 電涂料。我國也在20世紀(jì)50年代開始研究和應(yīng)用導(dǎo)電涂料。導(dǎo)電涂料是涂于非導(dǎo)電高分 子材料等底材上，使之具有傳導(dǎo)電流及排除積累靜電荷能力的一種新型功能性涂料，涂膜 后的電導(dǎo)率一般大于l〇S/m，目前已廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域，如集成電路元件的導(dǎo)電連接、連 接不可焊接的地方、屏蔽高頻磁場的塑料支架、飛機(jī)隱形材料、導(dǎo)電薄膜等。此外，導(dǎo)電涂料 在電子市場也有很大的使用價值，如PCB的設(shè)計與修復(fù)、汽車除霧電熱線斷線修補(bǔ)、鍵盤印 刷電路修補(bǔ)等。
[0003] 石墨烯是一種新型二維炭材料，其諸多優(yōu)異的理化性質(zhì)引起世界各國的廣泛關(guān) 注，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)石墨烯在微納電子器件、高靈敏傳感器、功能復(fù)合材料儲能、催化等領(lǐng)域 有著非常廣闊的應(yīng)用前景。
[0004] 方岱寧等（高性能水性石墨烯導(dǎo)電涂料及其制備方法，中國專利CN 103131232 B)公開了一種將天然石墨在氧化劑中氧化后，利用兩步化學(xué)還原法得到有機(jī)分子修飾的石 墨烯水溶液，通過溶液共混法加入聚酯、中和劑、流平劑、消泡劑、交聯(lián)劑、催化劑制備得到 水性導(dǎo)電石墨烯涂料的方法。
[0005] 鐘翔宇等（一種石墨烯改性的聚苯胺導(dǎo)電涂料及其制備方法，中國專利CN 104592857 A)公開了采用高溶解率的聚苯胺并加入適量的石墨烯制備一種復(fù)合導(dǎo)電涂料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種改性石墨烯導(dǎo)電涂料及其制備方 法。
[0007] 所述改性石墨烯導(dǎo)電涂料，按質(zhì)量比的原料組成為：
[0008] 改性石墨烯粉末. 10~25;
[0009] 基體樹脂 30~60; 流平劑 0:,5~1.0; 消泡劑 0.:5~1.0; 分散劑 0.5~1.α; 成膜助劑 0.5~Lt；： 稀釋劑 20~#;
[0010] 所述改性石墨烯粉末由氨基化石墨烯、硼氫化鈉、貴金屬離子溶液合成；所述氨基 化石墨烯可由市場上購得，如上海寶曼生物科技有限公司生產(chǎn)的氨基化石墨烯；所述貴金 屬離子溶液可選自氯金酸、氯鉑酸、硝酸銀等中的至少一種。
[0011] 所述基體樹脂可選自環(huán)氧樹脂、氟碳樹脂、聚氨酯樹脂、氨基樹脂、丙烯酸樹脂、醇 酸樹脂、聚酯樹脂等中的一種。
[0012] 所述流平劑可選自有機(jī)硅、丙烯酸類、單丁醚類等中的一種。
[0013] 所述消泡劑可選自有機(jī)硅類消泡劑、無機(jī)硅類消泡劑、非有機(jī)硅消泡劑等中的一 種，如德國畢克公司生產(chǎn)的BYK302、BYK065、BYK20、BYK011、BYK053或埃夫卡公司生產(chǎn)的 Efka2018 中的一種。
[0014] 所述分散劑可選自溶劑型分散劑或潤濕分散劑，如德國畢克公司生產(chǎn)的BYK101、 BYK16UBYK163,或埃夫卡公司生產(chǎn)的Efka5044。
[0015] 所述成膜助劑可選自丁基卞醇乙酸酯、乙二醇丁醚醇酸酯、乙二醇苯醚、二元酸二 甲酯類、丙二醇丙醚、二元酸二乙酯類等中的一種。
[0016] 所述稀釋劑可選自1，4- 丁二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、丙酮、二甲 苯、正丁醇、甲基異丁基酮、無水乙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯等中的至少一種。
[0017] 所述改性石墨烯導(dǎo)電涂料的制備方法，包括如下步驟：
[0018] 1)制備改性石墨烯粉末，步驟如下：
[0019] 將氨基化石墨烯分散于乙醇，加入貴金屬離子溶液，并在攪拌下加入硼氫化鈉溶 液，反應(yīng)，洗滌，真空干燥，得到改性石墨烯粉末；
[0020] 2)制備導(dǎo)電涂料：將各組分混合后分散1~4h，過濾后即得到改性石墨烯導(dǎo)電涂 料。
[0021] 在步驟1)中，所述氨基化石墨烯、乙醇、貴金屬離子溶液、硼氫化鈉溶液的配比可 為（10~40)g : IL : (10~50)mL : (10~50)mL;所述貴金屬離子溶液可采用摩爾濃 度50mmol/L的氯金酸乙醇溶液、50mmol/L的硝酸銀乙醇溶液、50mmol/L的氯鉬酸乙醇溶液 等中的一種；所述硼氫化鈉溶液可采用摩爾濃度0. 5mol/L的硼氫化鈉乙醇溶液；
[0022] 所述反應(yīng)的時間可為12h ;所述洗滌可用乙醇洗滌3~5次；所述真空干燥的時間 可為24h。
[0023] 本發(fā)明首先制備了一種覆載貴金屬納米粒子的改性石墨稀，按導(dǎo)電涂料的組份配 比取10~25份改性石墨烯粉末、30~60份基體樹脂、0. 50~I. 0份流平劑、0. 50~I. 0 份消泡劑、〇. 50~I. 0份分散劑、0. 50~I. 0份成膜助劑、20~40份稀釋劑混合，在分散機(jī) 上均勻分散，過濾后即可得到導(dǎo)電涂料。本發(fā)明通過將覆載貴金屬納米粒子的石墨烯摻雜 進(jìn)導(dǎo)電涂料中，有效提高電子傳輸效率，同時石墨烯的加入提高了導(dǎo)電涂料的力學(xué)強(qiáng)度。
[0024] 本發(fā)明采用氨基化石墨烯，利用石墨烯的表面氨基化覆載金、銀、鉑等高電導(dǎo)率的 貴金屬納米粒子，使電子傳輸不僅可以經(jīng)由片層石墨烯的大η共輒體系，還可以利用貴金 屬納米粒子的電子導(dǎo)電通道提高電子傳輸效率。并且使用氨基化石墨烯，因為表面氨基的 存在可以提高石墨烯在丙烯酸類樹脂、環(huán)氧樹脂中的分散性，而穩(wěn)定在覆載石墨烯片層上 的貴金屬納米粒子也隨之石墨烯而能在導(dǎo)電涂料中分散良好，不易在導(dǎo)電涂料使用過程中 發(fā)生迀移。
[0025] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用氨基化石墨烯，利用石墨烯的表面氨基化覆載 金、銀、鉑等高電導(dǎo)率的貴金屬納米粒子，使電子傳輸不僅可以經(jīng)由片層石墨烯的大共 輒體系，還可以利用貴金屬納米粒子的電子導(dǎo)電通道提高電子傳輸速率。并且使用氨基化 石墨烯，因為表面氨基的存在可以提高石墨烯在丙烯酸類樹脂、環(huán)氧樹脂中的分散性，而穩(wěn) 定在覆載石墨稀片層上的貴金屬納米粒子也隨之石墨稀而能在導(dǎo)電涂料中分散良好，不易 在導(dǎo)電涂料使用過程中發(fā)生迀移。因而按本發(fā)明制備的導(dǎo)電涂料能獲得高導(dǎo)電率，同時石 墨烯的加入能有效提高導(dǎo)電涂料的機(jī)械性能。
【附圖說明】
[0026] 圖1為實(shí)施例1制備的改性石墨烯導(dǎo)電涂料的放大倍數(shù)為8000倍的SM圖。在 圖1中，標(biāo)尺為10 μm。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下實(shí)施例將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0028] 實(shí)施例1
[0029] (1)制備改性石墨烯粉末
[0030] 將IOg氨基化石墨烯分散于IL乙醇中，