專利名稱：導(dǎo)電石墨乳及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴涂用導(dǎo)電涂料及其制備方法，特別是一種噴涂用石墨乳及其制備方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電石墨乳又稱膠體石墨，是一類以超微細(xì)鱗片石墨為固體分散相，以水、油、有機(jī)溶劑或樹(shù)脂溶液為介質(zhì)的固一液相體系材料。除了導(dǎo)電優(yōu)良和熱效率高以外，還具有成本低、質(zhì)輕、結(jié)構(gòu)高、無(wú)毒無(wú)害的優(yōu)點(diǎn)，是目前用量較大的一種功能涂料，廣泛應(yīng)用于電池，電子電路，電磁波屏蔽，加熱，抗靜電，耐高溫防腐，海洋防污，電鍍工業(yè)領(lǐng)域，有著廣泛的應(yīng)用前景。又由于導(dǎo)電填料具有來(lái)源廣泛，價(jià)廉、涂料的導(dǎo)電性能良好、安全持久、深層加工成型方便和電阻可根據(jù)具體條件調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，多年來(lái)對(duì)此類石墨乳涂料的研究一直較為活躍。導(dǎo)電石墨乳包括導(dǎo)電填料、基體樹(shù)脂、助劑和溶劑，經(jīng)機(jī)械混合后將其涂覆于材料表面，形成一層固化膜，從而產(chǎn)生導(dǎo)電效果。石墨乳固化前，在基體樹(shù)脂和溶劑中的導(dǎo)電填料彼此獨(dú)立存在，互不連續(xù)，處于絕緣狀態(tài)。固化干燥后，基體樹(shù)脂與填料混合固化，導(dǎo)電填料相互接觸連接成網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生導(dǎo)電性。導(dǎo)電石墨乳的導(dǎo)電性能主要與填料的導(dǎo)電性、含量、顆粒大小以及基體樹(shù)脂與填料顆粒的相容性因素有關(guān)，石墨乳中使用的導(dǎo)電填料有人造石墨、天然石墨、石墨纖維、碳纖維、高溫煅燒石油焦、各種炭黑和碳化硅。根據(jù)制備工藝的不同可制成球狀、片狀、針狀和纖維狀。導(dǎo)電填料顆粒越細(xì)，網(wǎng)狀鏈堆積越緊密，導(dǎo)電填料的比表面積就越大。單位質(zhì)量顆粒多，就越有利于在基質(zhì)中形成鏈?zhǔn)綄?dǎo)電結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)導(dǎo)電填料的粒子越小，涂料的導(dǎo)電性就越好。通?？刂圃?00-300目之間。若將粒度和形態(tài)不同的導(dǎo)電粒子混合在一起，導(dǎo)電效果就更好。與由樹(shù)脂、微米級(jí)填料和助劑組成的傳統(tǒng)導(dǎo)電涂料相比，納米復(fù)合石墨乳可以更有效結(jié)合無(wú)機(jī)填料的剛性和有機(jī)相的韌性，或者賦予石墨乳由納米效應(yīng)或協(xié)同效應(yīng)產(chǎn)生的新的功能。在其它條件一定時(shí)，導(dǎo)電填料顆粒在聚合物中的分散狀況將決定石墨乳的導(dǎo)電性能。導(dǎo)電填料顆粒達(dá)到納米級(jí)時(shí)，比表面積很大，在涂料制備過(guò)程中容易產(chǎn)生絮凝現(xiàn)象，而加入一些助劑會(huì)顯著影響填料在基質(zhì)中的分散性和濕潤(rùn)性。而且加入混合導(dǎo)電填料時(shí)，由于顆粒的比表面積不同，涂膜過(guò)程容易產(chǎn)生針孔、裂紋等涂膜缺陷，傳統(tǒng)工藝制備的添加了納米材料的石墨乳由于分散性較差，容易出現(xiàn)絮凝現(xiàn)象，往往沉降嚴(yán)重，增加了使用難度。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN1390894A公開(kāi)了一種電池殼內(nèi)壁導(dǎo)電涂料及其制備方法，其采用簡(jiǎn)單的攪拌和加入分散助劑的方法獲得了用于電池殼內(nèi)壁噴涂的導(dǎo)電涂料，但使用的乙烯類原料溶解性差，需要用混合溶劑，有些有機(jī)溶劑對(duì)生產(chǎn)和環(huán)境造成一定的污染，而且制備時(shí)間長(zhǎng)，所制備的石墨乳不能用酒精這類廉價(jià)環(huán)保的溶劑稀釋。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN1481038A公開(kāi)了一種堿錳電池用導(dǎo)電劑，同樣地，其通過(guò)加入助劑，并采用攪拌研磨方法獲得一次電池導(dǎo)電劑。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有很好解決添加納米碳材料制備的石墨乳難分散，易沉降，降低使用難度和使用成本的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種導(dǎo)電石墨乳及其制備方法，要解決的技術(shù)問(wèn)題是提高石墨乳的分散性，減少絮凝現(xiàn)象。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種導(dǎo)電石墨乳，由以下材料的質(zhì)量百分比組成10-30%的導(dǎo)電石墨，1-30%的基體樹(shù)脂，O. 1-5%的導(dǎo)電高分子助劑，O. 1_5%的分散助劑，其余為溶劑；所述導(dǎo)電石墨是天然石墨，天然改性石墨，人造石墨，膨脹石墨中的一種以上；所述基體樹(shù)脂是酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氯醚樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、丁苯橡膠、纖維素中的一種以上；所述導(dǎo)電高分子助劑是聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚對(duì)苯乙烯、聚苯胺、聚對(duì)苯撐、聚苯硫醚、聚對(duì)苯撐乙烯撐中的一種以上；所述分散助劑為司盤 span-20、司盤 span-40、司盤 span-60、司盤 span-80、吐溫 tween-20、吐溫 tween-40、吐溫 tween-60、吐溫 tween-80、BYK130, BYK-161、BYK-163、BYK-2001、BYK-9075、丙二醇單硬脂酸酯或硬脂酸聚氧乙烯酯；所述溶劑是水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙酮、環(huán)己酮、戊酮、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯或四氫呋喃。本發(fā)明的導(dǎo)電石墨乳含有O <納米碳材料< 15%，所述納米碳材料是超級(jí)納米碳、碳納米管、納米碳纖維、石墨烯、富勒烯、炭黑、乙炔黑中的一種以上。本發(fā)明的石墨烯的石墨片層數(shù)在1-10之間，所述碳納米管和納米碳纖維的直徑在O. 5-500nm之間,所述超級(jí)納米碳、富勒烯、炭黑和乙炔黑的粒徑在l_200nm之間。本發(fā)明的導(dǎo)電石墨粒徑D5tl < 8 μ m，含碳量為99. 5%以上。本發(fā)明的分散助劑為BYK系列。一種導(dǎo)電石墨乳的制備方法，包括以下步驟一、按質(zhì)量百分比，將O. 1-5%的導(dǎo)電高分子助劑加入到溶劑中，轉(zhuǎn)速200-5000rpm，攪拌O. 5_5h，得到溶液I ;所述導(dǎo)電高分子助劑是聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚對(duì)苯乙烯、聚苯胺、聚對(duì)苯撐、聚苯硫醚、聚對(duì)苯撐乙烯撐中的一種以上；所述溶劑是水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙酮、環(huán)己酮、戊酮、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯或四氫呋喃；二、按質(zhì)量百分比，將1-30%基體樹(shù)脂加入到溶劑中，轉(zhuǎn)速300-8000rpm，攪拌l_5h，得到溶液2 ;所述基體樹(shù)脂是酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氯醚樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、丁苯橡膠、纖維素中的一種以上；三、按質(zhì)量比，向溶液2中加入10-30%導(dǎo)電石墨，再加入O. 1-5%分散助劑，進(jìn)行球磨處理，速度為30-120rpm，時(shí)間為l_24h，得到溶液3 ;所述導(dǎo)電石墨是天然石墨，天然改性石墨，人造石墨，膨脹石墨中的一種以上；所述分散助劑為司盤span-20、司盤span-40、司盤 span-60、司盤 span-80、吐溫 tween-20、吐溫 tween-40、吐溫 tween-60、吐溫 tween-80、BYK130, BYK-161、BYK-163, BYK-2001, BYK-9075、丙二醇單硬脂酸酯或硬脂酸聚氧乙烯酯；四、將溶液I加入到溶液3中，速度為500-8000rpm，時(shí)間為l_10h，得到混合物；五、將混合物進(jìn)行超聲波振蕩處理，超聲波頻率為2-25KHZ，功率密度為30-650W/cm2，時(shí)間為O. 5_12h ；或?qū)⒒旌衔镞M(jìn)行高壓分散處理，壓力5000-20000PSI，處理1_5遍；六、將經(jīng)過(guò)超聲波振蕩或高壓分散處理后的混合物進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速500-3000rpm,時(shí)間O. 5_5h,得到導(dǎo)電石墨乳。本發(fā)明的方法步驟三中，按質(zhì)量比，向溶液2中加入納米碳材料，O <納米碳材料15%,所述納米碳材料是超級(jí)納米碳、碳納米管、納米碳纖維、石墨烯、富勒烯、炭黑、乙炔黑中的一種以上。本發(fā)明的方法石墨烯的石墨片層數(shù)在1-10之間，所述碳納米管和納米碳纖維的直徑在O. 5-500nm之間,所述超級(jí)納米碳、富勒烯、炭黑和乙炔黑的粒徑在l_200nm之間。本發(fā)明的方法導(dǎo)電石墨粒徑D5tl < 8 μ m，含碳量為99. 5%以上。本發(fā)明的方法分散助劑為BYK系列。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)添加納米碳材料，減少導(dǎo)電石墨乳的碳添加量，不影響石墨乳的導(dǎo)電性和熱效率，并使其粘附性和快干性良好，采用球磨，超聲和高壓分散輔助處理，使其分散均勻，制備方法簡(jiǎn)單，成本低，制備得到的導(dǎo)電石墨乳均一穩(wěn)定，不易沉降，干燥速度適中，粘附力良好不易被剝離，使用過(guò)程中可采用低廉毒性低的溶劑或水稀釋，可操作性強(qiáng)，可以廣泛應(yīng)用于電池，電子電路，電磁波屏蔽，加熱，抗靜電，耐高溫防腐，海洋防污，電鍍工業(yè)的導(dǎo)電防護(hù)領(lǐng)域，市場(chǎng)發(fā)展空間巨大，有著廣泛的應(yīng)用前景。
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)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的導(dǎo)電石墨乳，由以下材料的質(zhì)量百分比組成0-15%的納米碳材料，10-30 %的導(dǎo)電石墨，1-30 %的基體樹(shù)脂，O. 1-5 %的導(dǎo)電高分子助劑，O. 1-5 %的分散助劑，其余為溶劑。所述納米碳材料是超級(jí)納米碳、碳納米管、納米碳纖維、石墨烯、富勒烯、炭黑、乙炔黑中的一種以上。其中，二維納米碳材料(石墨烯)的石墨片層數(shù)在ι- ο之間，一維納米碳材料(碳納米管和納米碳纖維)的直徑在O. 5-500nm之間,零維納米碳材料(超級(jí)納米碳、富勒烯、炭黑和乙炔黑)的粒徑在l_200nm之間。所述導(dǎo)電石墨是天然石墨，天然改性石墨，人造石墨，膨脹石墨中的一種以上，其粒徑D5tl < 8μ ，含碳量為99. 5%以上。所述基體樹(shù)脂是酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氯醚樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)月旨、醇酸樹(shù)脂、丁苯橡膠、纖維素中的一種以上。所述導(dǎo)電高分子助劑是聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚對(duì)苯乙烯、聚苯胺、聚對(duì)苯撐、聚苯硫醚、聚對(duì)苯撐乙烯撐中的一種以上。所述分散助劑為現(xiàn)有技術(shù)的可用于石墨填料、潤(rùn)濕石墨的分散助劑司盤span-20、司盤 span-40、司盤 span-60、司盤 span-80、吐溫 tween-20、吐溫 tween-40、吐溫tween-60、吐溫 tween-80、BYK130, BYK-161, BYK-163, BYK-2001, BYK-9075、丙二醇單硬脂酸酯或硬脂酸聚氧乙烯酯，優(yōu)選BYK系列。所述溶劑是在0-200°C范圍內(nèi)具備流體性質(zhì)，沸點(diǎn)在160°C以下的液態(tài)介質(zhì)，為無(wú)機(jī)液態(tài)介質(zhì)和有機(jī)液態(tài)介質(zhì)。無(wú)機(jī)液態(tài)介質(zhì)是水。有機(jī)液態(tài)介質(zhì)是甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙酮、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯或四氫呋喃。
本發(fā)明的導(dǎo)電石墨乳的制備方法，包括以下步驟—、按質(zhì)量百分比，將O. 1-5 %的導(dǎo)電高分子助劑加入到溶劑中，轉(zhuǎn)速200-5000rpm，攪拌O. 5_5h，使其溶解并均勻分布于溶劑中，得到溶液I。所述導(dǎo)電高分子助劑是聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚對(duì)苯乙烯、聚苯胺、聚對(duì)苯撐、聚苯硫醚、聚對(duì)苯撐乙烯撐中的一種以上。
所述溶劑是在0-200°C范圍內(nèi)具備流體性質(zhì)，沸點(diǎn)在160°C以下的液態(tài)介質(zhì)，為無(wú)機(jī)液態(tài)介質(zhì)和有機(jī)液態(tài)介質(zhì)。無(wú)機(jī)液態(tài)介質(zhì)是水。有機(jī)液態(tài)介質(zhì)是甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙酮、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯或四氫呋喃。二、按質(zhì)量百分比，將1-30%基體樹(shù)脂加入到溶劑中，轉(zhuǎn)速300-8000rpm，攪拌l-5h,使其溶解并均勻分布在溶劑中，得到溶液2。所述基體樹(shù)脂是酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氯醚樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)月旨、醇酸樹(shù)脂、丁苯橡膠、纖維素中的一種以上。三、按質(zhì)量比，向溶液2中加入0-15%納米碳材料和10-30%導(dǎo)電石墨，再加入
O.1-5%分散助劑，進(jìn)行球磨處理，速度為30-120rpm，球磨時(shí)間為l_24h，得到溶液3。所述納米碳材料是超級(jí)納米碳、碳納米管、納米碳纖維、石墨烯、富勒烯、炭黑、乙炔黑中的一種以上。其中，二維納米碳材料(石墨烯)的石墨片層數(shù)在ι- ο之間，一維納米碳材料(碳納米管和納米碳纖維)的直徑在O. 5-500nm之間,零維納米碳材料(超級(jí)納米碳、富勒烯、炭黑和乙炔黑)的粒徑在l_200nm之間。所述導(dǎo)電石墨是天然石墨，天然改性石墨，人造石墨，膨脹石墨中的一種以上，其粒徑D5tl < 8μ ，含碳量為99. 5%以上。所述分散助劑為現(xiàn)有技術(shù)的可用于石墨填料、潤(rùn)濕石墨的分散助劑司盤span-20、司盤 span-40、司盤 span-60、司盤 span-80、吐溫 tween-20、吐溫 tween-40、吐溫tween-60、吐溫 tween-80、BYK130, BYK-161, BYK-163, BYK-2001, BYK-9075、丙二醇單硬脂酸酯或硬脂酸聚氧乙烯酯，優(yōu)選BYK系列。四、將溶液I緩慢加入到溶液3中，高速攪拌，速度為500-8000rpm，時(shí)間為l_10h，
得到混合物。五、將混合物進(jìn)行超聲波振蕩處理，超聲波頻率為2-25KHZ，功率密度為30-650W/cm2，超聲處理時(shí)間為O. l-12h?；?qū)⒒旌衔镞M(jìn)行高壓分散處理，壓力5000-20000PSI，處理1-5 遍。六、將經(jīng)過(guò)超聲波振蕩或高壓分散處理后的混合物進(jìn)行高速攪拌，并用溶劑調(diào)節(jié)固含量，轉(zhuǎn)速500-8000rpm，時(shí)間O. 5_5h，至導(dǎo)電高分子助劑、分散助劑完全溶解，且該混合物體系的粘度值穩(wěn)定，得到導(dǎo)電石墨乳。粘度值穩(wěn)定是指該混合物體系的粘度值不再隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)而減小。經(jīng)上述處理后，導(dǎo)電石墨乳中的導(dǎo)電填料能夠穩(wěn)定地懸浮于其中，在10個(gè)月時(shí)間內(nèi)，不發(fā)生肉眼看見(jiàn)的沉降、絮凝，致使導(dǎo)電填料與液相介質(zhì)之間發(fā)生分層、分離現(xiàn)象。上述步驟一、步驟二和步驟六的溶劑之和滿足導(dǎo)電石墨乳質(zhì)量百分比組成1-15 %的納米碳材料，10-30 %的導(dǎo)電石墨，1-30 %的基體樹(shù)脂，O. 1-5 %的導(dǎo)電高分子助齊U，O. 1-5%的分散助劑，其余為溶劑。本發(fā)明方法制備的導(dǎo)電石墨乳，采用復(fù)合導(dǎo)電填料，通過(guò)高能處理手段處理，使導(dǎo)電填料良好分散，制備得到的導(dǎo)電石墨乳可用酒精廉價(jià)環(huán)保溶劑稀釋，快干、粘附性良好。實(shí)施例1，—、將Ikg聚乙烯卩比咯燒酮加入到40kg無(wú)水乙醇中，轉(zhuǎn)速200rpm,攪拌5h,使其溶 解并均勻分布于溶劑中，得到溶液I。二、將2kg酹醒樹(shù)脂加入95. 6kg無(wú)水乙醇中，轉(zhuǎn)速300rpm,攪拌5h使其完全溶解，得到溶液2，將溶液2倒入300L不銹鋼或玻璃桶內(nèi)。三、向溶液2中加入62kg導(dǎo)電石墨K15，再加入O. 2kg分散助劑BYK130，以120rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行球磨處理，時(shí)間為lh，得到溶液3。四、將溶液I緩慢加入到溶液3中，高速攪拌，速度為500rpm，時(shí)間為10h，得到混合物。五、用探頭式超聲波發(fā)生器對(duì)混合物進(jìn)行超聲振蕩處理，超聲頻率為2KHz，功率密度為30W/cm2，超聲處理時(shí)間為12h。六、高速攪拌，并用溶劑調(diào)節(jié)固含量，在500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌5h,得到導(dǎo)電石墨乳。其中碳材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，固含量為32%，分散助劑含量為O. 1%，室溫下放置10個(gè)月，不發(fā)生肉眼可見(jiàn)的沉降、絮凝，致使納米碳材料與液相介質(zhì)之間發(fā)生分層、分離現(xiàn)象。實(shí)施例2，一、將IOkg聚氯乙烯卩比咯燒酮加入到40kg無(wú)水乙醇中，轉(zhuǎn)速5000rpm,攪拌O. 5h,使其溶解并均勻分布于溶劑中，得到溶液I。二、將60kg丙烯酸樹(shù)脂加入30kg無(wú)水乙醇中，轉(zhuǎn)速8000rpm,攪拌Ih使其完全溶解，得到溶液2，將溶液2倒入300L不銹鋼或玻璃桶內(nèi)。三、向溶液2中加入20kg納米碳材料和30kg導(dǎo)電石墨K15，再加入IOkg分散助劑BYK130,以120rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行球磨處理，時(shí)間為lh，得到溶液3。四、將溶液I緩慢加入溶液3中，高速攪拌，速度為8000rpm，時(shí)間為lh，得到混合物。五、用探頭式超聲波發(fā)生器對(duì)混合物進(jìn)行超聲振蕩處理，超聲頻率為25KHz，功率密度為650W/cm2，超聲處理時(shí)間為O. 5h。六、高速攪拌，并用溶劑調(diào)節(jié)固含量，在5000rpm轉(zhuǎn)速下攪拌3h,得到導(dǎo)電石墨乳。其中碳材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%，固含量為45%，分散助劑含量為5%，室溫下放置7個(gè)月，不發(fā)生肉眼可見(jiàn)的沉降、絮凝，致使導(dǎo)電填料與液相介質(zhì)之間發(fā)生分層、分離現(xiàn)象。實(shí)施例3，—、將2kg聚氯乙烯卩比咯燒酮加入到40kg無(wú)水乙醇中，轉(zhuǎn)速2000rpm,攪拌3h,使其溶解并均勻分布于溶劑中，得到溶液I。二、將30kg環(huán)氧樹(shù)脂加入70kg無(wú)水乙醇中，轉(zhuǎn)速3000rpm,攪拌3h使其完全溶解，得到溶液2，將溶液2倒入300L不銹鋼或玻璃桶內(nèi)。三、向溶液2中加入30kg納米碳材料碳納米管和20kg導(dǎo)電石墨K15，再加入8kg分散助劑BYK130，以IOOrpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行球磨處理，時(shí)間為13h。四、將溶液I緩慢加入溶液3中，高速攪拌，速度為3000rpm，時(shí)間為3h，得到混合物。五、用高壓分散設(shè)備儀對(duì)混合物進(jìn)行分散，壓力為20000PSI，處理I遍。六、高速攪拌，并用溶劑調(diào)節(jié)固含量，在8000rpm轉(zhuǎn)速下攪拌O. 5小時(shí)，得到導(dǎo)電石墨乳。其中碳材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%，固含量為35%，分散助劑含量為4%，室溫下放置6個(gè)月，不發(fā)生肉眼看見(jiàn)的沉降、絮凝，致使導(dǎo)電填料與液相介質(zhì)之間發(fā)生分層、分離現(xiàn)象。
實(shí)施 例4一、將I. 4kg聚氯乙烯吡咯烷酮加入到40kg去離子水中，轉(zhuǎn)速2000rpm，攪拌3h，使其溶解并均勻分布于溶劑中，得到溶液I。二、將20kg丙烯酸樹(shù)脂加入92. 6kg去離子水中，轉(zhuǎn)速3000rpm，攪拌2h使其完全溶解，得到溶液2，將溶液2倒入300L不銹鋼或玻璃桶內(nèi)。三、向溶液2中加入4kg納米碳材料碳納米管和40kg天然改性石墨,另外加入2kg分散助劑BYK130，以120rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行球磨處理，時(shí)間為2h。四、將溶液I緩慢加入溶液3中，高速攪拌，速度為3000rpm，時(shí)間為6h，得到混合物。五、用高壓分散設(shè)備儀對(duì)混合物進(jìn)行分散，壓力為5000PSI，處理5遍。六、高速攪拌，在5000rpm轉(zhuǎn)速下攪拌3h,得到導(dǎo)電石墨乳。其中碳材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22%，固含量為35%，分散助劑含量為1%，室溫下放置9個(gè)月，不發(fā)生肉眼看見(jiàn)的沉降、絮凝，致使導(dǎo)電填料與液相介質(zhì)之間發(fā)生分層、分離現(xiàn)象。實(shí)施例5，一、將3kg聚苯胺加入到40kg去離子水中，轉(zhuǎn)速2000rpm，攪拌4h，使其溶解并均勻分布于溶劑中，得到溶液I。二、將40kg 丁苯橡膠乳液加入62kg去離子水中，轉(zhuǎn)速3000rpm,攪拌4h使其完全溶解，得到溶液2，將溶液2倒入300L不銹鋼或玻璃桶內(nèi)。三、向溶液2中加入IOkg納米碳材料石墨烯和40kg導(dǎo)電石墨K15,另外加入5kg分散助劑BYK130，以30rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行球磨處理，時(shí)間為24h。四、將溶液I緩慢加入溶液3中，高速攪拌，速度為5000rpm，時(shí)間為5h，得到混合物。五、用探頭式超聲波發(fā)生器對(duì)混合物進(jìn)行超聲振蕩處理，超聲頻率為25KHz，功率密度為600W/cm2，超聲處理時(shí)間為Ih。六、高速攪拌，在5000rpm轉(zhuǎn)速下攪拌3h,得到導(dǎo)電石墨乳。其中碳材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%，固含量為40%，分散助劑含量為2. 5%，室溫下放置7個(gè)月，不發(fā)生肉眼看見(jiàn)的沉降、絮凝，致使導(dǎo)電填料與液相介質(zhì)之間發(fā)生分層、分離現(xiàn)象。實(shí)施例6一、將Ikg聚卩比咯和30kg聚氨酯樹(shù)脂加入40kg無(wú)水乙醇中，轉(zhuǎn)速2000rpm,攪拌4h使其完全溶解，然后將該溶液倒入300L不銹鋼或玻璃桶內(nèi)。二、向其中加入16kg納米碳材料石墨烯和40kg導(dǎo)電石墨K15,再加入6kg分散助劑BYK163，以IOOrpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行球磨處理，時(shí)間為2h。三、球磨處理完成后，將混合物溶液放出，并與含有導(dǎo)電高分子的溶液和樹(shù)脂的溶液混合，在轉(zhuǎn)速3000rpm下攪拌3h。四、用散設(shè)備儀進(jìn)行分散，壓力為10000PSI,處理3遍。五、對(duì)經(jīng)過(guò)高壓分散處理后的混合物溶液施加高速攪拌,在3000rpm轉(zhuǎn)速下攪拌3h，得到導(dǎo)電石墨乳。其中碳材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28%，固含量為40%，分散助劑含量為3%，室溫下放置8個(gè)月，不發(fā)生肉眼看見(jiàn)的沉降、絮凝，致使導(dǎo)電填料與液相介質(zhì)之間發(fā)生分層 、分離現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電石墨乳，其特征在于所述導(dǎo)電石墨乳由以下材料的質(zhì)量百分比組成10-30 %的導(dǎo)電石墨，1-30%的基體樹(shù)脂，O. 1-5%的導(dǎo)電高分子助劑，O. 1-5%的分散助劑，其余為溶劑；所述導(dǎo)電石墨是天然石墨，天然改性石墨，人造石墨，膨脹石墨中的一種以上；所述基體樹(shù)脂是酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氯醚樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、丁苯橡膠、纖維素中的一種以上；所述導(dǎo)電高分子助劑是聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚對(duì)苯乙烯、聚苯胺、聚對(duì)苯撐、聚苯硫醚、聚對(duì)苯撐乙烯撐中的一種以上；所述分散助劑為司盤 span-20、司盤 span-40、司盤 span-60、司盤 span-80、吐溫 tween-20、吐溫 tween-40、吐溫 tween-60、吐溫 tween-80、BYK130, BYK-161、BYK-163、BYK-2001、BYK-9075、丙二醇單硬脂酸酯或硬脂酸聚氧乙烯酯；所述溶劑是水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙酮、環(huán)己酮、戊酮、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯或四氫呋喃。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述導(dǎo)電石墨乳，其特征在于所述導(dǎo)電石墨乳含有O<納米碳材料< 15 %,所述納米碳材料是超級(jí)納米碳、碳納米管、納米碳纖維、石墨烯、富勒烯、炭黑、乙炔黑中的一種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述導(dǎo)電石墨乳，其特征在于所述石墨烯的石墨片層數(shù)在1-10之間，所述碳納米管和納米碳纖維的直徑在O. 5-500nm之間,所述超級(jí)納米碳、富勒烯、炭黑和乙炔黑的粒徑在l_200nm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述導(dǎo)電石墨乳，其特征在于所述導(dǎo)電石墨粒徑D5tl< 8 μ m，含碳量為99. 5%以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述導(dǎo)電石墨乳，其特征在于所述分散助劑為BYK系列。
6.一種導(dǎo)電石墨乳的制備方法，包括以下步驟一、按質(zhì)量百分比，將O. 1-5%的導(dǎo)電高分子助劑加入到溶劑中，轉(zhuǎn)速200-5000rpm，攪拌O. 5_5h，得到溶液I ;所述導(dǎo)電高分子助劑是聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚對(duì)苯乙烯、聚苯胺、聚對(duì)苯撐、聚苯硫醚、聚對(duì)苯撐乙烯撐中的一種以上；所述溶劑是水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙酮、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯或四氫呋喃；二、按質(zhì)量百分比，將1-30%基體樹(shù)脂加入到溶劑中，轉(zhuǎn)速300-8000rpm，攪拌l_5h，得到溶液2 ;所述基體樹(shù)脂是酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氯醚樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、丁苯橡膠、纖維素中的一種以上；三、按質(zhì)量比，向溶液2中加入10-30%導(dǎo)電石墨，再加入O. 1-5%分散助劑，進(jìn)行球磨處理，速度為30-120rpm，時(shí)間為l_24h，得到溶液3 ;所述導(dǎo)電石墨是天然石墨，天然改性石墨，人造石墨，膨脹石墨中的一種以上；所述分散助劑為司盤span-20、司盤span-40、司盤 span-60、司盤 span-80、吐溫 tween-20、吐溫 tween-40、吐溫 tween-60、吐溫 tween-80、BYK130, BYK-161、BYK-163, BYK-2001, BYK-9075、丙二醇單硬脂酸酯或硬脂酸聚氧乙烯酯；四、將溶液I加入到溶液3中，速度為500-8000rpm，時(shí)間為l_10h，得到混合物；五、將混合物進(jìn)行超聲波振蕩處理，超聲波頻率為2-25KHZ，功率密度為30-650W/cm2，時(shí)間為O. 5_12h ；或?qū)⒒旌衔镞M(jìn)行高壓分散處理，壓力5000-20000PSI，處理1_5遍；六、將經(jīng)過(guò)超聲波振蕩或高壓分散處理后的混合物進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速500-3000rpm,時(shí)間O. 5_5h,得到導(dǎo)電石墨乳。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述導(dǎo)電石墨乳，其特征在于所述步驟三中，按質(zhì)量比，向溶液2中加入納米碳材料，O <納米碳材料< 15%,所述納米碳材料是超級(jí)納米碳、碳納米管、納米碳纖維、石墨烯、富勒烯、炭黑、乙炔黑中的一種以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述導(dǎo)電石墨乳的制備方法，其特征在于所述石墨烯的石墨片層數(shù)在1-10之間，所述碳納米管和納米碳纖維的直徑在O. 5-500nm之間，所述超級(jí)納米碳、富勒烯、炭黑和乙炔黑的粒徑在l_200nm之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述導(dǎo)電石墨乳的制備方法，其特征在于所述導(dǎo)電石墨粒徑Dki< 8μπι，含碳量為99. 5%以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述導(dǎo)電石墨乳的制備方法，其特征在于所述分散助劑為BYK系列。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種導(dǎo)電石墨乳及其制備方法，要解決的技術(shù)問(wèn)題是提高石墨乳的分散性。本發(fā)明的導(dǎo)電石墨乳由以下材料的質(zhì)量百分比組成10-30％的導(dǎo)電石墨，1-30％的基體樹(shù)脂，0.1-5％的導(dǎo)電高分子助劑，0.1-5％的分散助劑，其余為溶劑。本發(fā)明的制備方法包括以下步驟將導(dǎo)電高分子助劑加入到溶劑中得到溶液1，將基體樹(shù)脂加入到溶劑中得到溶液2，向溶液2中加入導(dǎo)電石墨，再加入分散助劑，進(jìn)行球磨處理，將溶液1加入到溶液3中，超聲波振蕩處理，高壓分散處理，攪拌，得到導(dǎo)電石墨乳。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，添加納米碳材料，球磨，超聲和高壓分散輔助處理，使其分散均勻，制備方法簡(jiǎn)單，成本低。
文檔編號(hào)C09D109/06GK102618107SQ20121010141
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者呂雪, 孔東亮, 時(shí)浩, 梁奇, 梅佳 申請(qǐng)人:深圳市貝特瑞納米科技有限公司