導(dǎo)電粉末涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電粉末涂料，屬于粉末涂料改性【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明以樹脂為基料，以單層石墨烯粉末為導(dǎo)電材料，采用固化劑或固化促進(jìn)劑固化制得導(dǎo)電粉末涂料，制得的粉末涂料能夠?qū)崿F(xiàn)180-200℃*10～15min/130-150℃*5-15min完全固化；所得導(dǎo)電粉末涂層的電阻率為0.1×10-4～0.2×10-4Ω·m。本發(fā)明原料成本較低，導(dǎo)電性能優(yōu)異，耐油性和附著力好，應(yīng)用領(lǐng)域廣。
【專利說明】導(dǎo)電粉末涂料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電粉末涂料，屬于粉末涂料改性【技術(shù)領(lǐng)域】。

【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，至今已有半個多 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年代開始研宄和應(yīng)用導(dǎo)電涂料。近幾十年來，導(dǎo)電涂料已 在電子、電器、航空、化工、印刷等多種軍、民用工業(yè)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。與此相應(yīng)，導(dǎo)電涂料的 理論研宄也得到迅速發(fā)展，并促進(jìn)了應(yīng)用技術(shù)的日益成熟與完善。
[0003] 導(dǎo)電型粉末涂料是指噴涂于底材上成膜后具有一定傳導(dǎo)電流和消散電荷的功能 型粉末涂料，用于消除靜電、電磁屏蔽、電加熱和防腐蝕，在現(xiàn)代電子、建筑、運輸、軍事等各 個領(lǐng)域具有廣泛的用途。
[0004] 現(xiàn)有摻和型導(dǎo)電粉末涂料，是以絕緣聚合物為主要成膜物質(zhì)，在其中摻入導(dǎo)電材 料而形成的涂料，它的導(dǎo)電性靠摻入的導(dǎo)電微粒來實現(xiàn)，導(dǎo)電微粒提供自由電子載流子，摻 入的導(dǎo)電材料包括金屬粉末（金、銀、鎳、鋅、鋁）、非金屬粉末（石墨、無定形碳黑）和金屬 氧化物（氧化鋅、氧化錫），將這些物質(zhì)摻合到聚合物中，可使聚合物變?yōu)榘雽?dǎo)體。隨著導(dǎo)電 材料加入量的增加，導(dǎo)電性越好，電阻率越低，該方法是目前最常用的實際應(yīng)用方法。
[0005] 導(dǎo)電粉末涂料的使用效果明顯，但是，隨著工業(yè)的日新月異，對導(dǎo)電粉末涂料的要 求也越來越高，早先開發(fā)出的導(dǎo)電粉末涂料暴露出的問題也越來越多：以金屬粉末（金、 銀、鎳、鋅、鋁）為主的導(dǎo)電粉末涂料的導(dǎo)電性好，但其價格昂貴，使用價值不大；碳系粉末 為主的導(dǎo)電粉末涂料的導(dǎo)電性和耐腐蝕性很好，但耐油性和附著力差，并且粉末涂料的顏 色較深。因此有必要開發(fā)出新的導(dǎo)電微粒材料來改善目前暴露出的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種導(dǎo)電粉末涂料，其原料成本較低，導(dǎo)電性能優(yōu)異，耐油性 和附著力好，應(yīng)用領(lǐng)域廣。
[0007] 本發(fā)明所述的導(dǎo)電粉末涂料，是以樹脂為基料，以單層石墨烯粉末為導(dǎo)電材料，采 用固化劑或固化促進(jìn)劑固化制得。
[0008] 所述的導(dǎo)電粉末涂料，有以下兩種配方：
[0009] 配方（一）：
[0010] 所述的導(dǎo)電粉末涂料，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：
[0011] 樹脂 54-70% 固化劑 4.1-5.2% 單層石墨烯粉末 0.8-3% 流平劑 0.1-1.5% 安息香 0.3-0.6% 脫氣劑 0.2-1% 砂紋劑 0-0.5% 有機(jī)膨潤土 0-0.5% 抗氧劑 0.5-0.8% 填料 5-30% 顏料 0,8-25%。
[0012] 所述樹脂為聚酯樹脂，聚酯樹脂優(yōu)選P5086,氰特化工（上海）有限公司生產(chǎn)。
[0013] 所述固化劑為雜環(huán)多環(huán)氧化合物異氰尿酸三縮水甘油酯（TGIC)，鞍山潤德精細(xì)化 工有限公司生產(chǎn)。
[0014] 該粉末涂料固化時采用電熱鼓風(fēng)干燥箱加熱，固化溫度為180?200°C，固化時間 為 10 ?15min〇
[0015] 配方（二）：
[0016] 所述的導(dǎo)電粉末涂料，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：
[0017] 樹脂 64-90% 固化促進(jìn)劑 0.1-0.5% 單層石墨烯粉末 0.8-3% 流平劑 0.1-1.5% 安息香 0.3-0.6% 脫氣劑 0.2-1% 砂紋劑 0-0.5% 有機(jī)膨潤土 0-0.5% 抗氧劑 0.5-0.8% 填料 5-30% 顏料 0.8-25%。
[0018] 該粉末涂料固化時采用中波紅外脈沖輻照加熱，固化溫度為130?150°C，固化時 間為5?15min 〇
[0019] 所述樹脂為聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂。聚酯樹脂優(yōu)選P5086,氰特化工（上海）有限公 司生產(chǎn)；環(huán)氧樹脂優(yōu)選雙酚A型環(huán)氧樹脂903H，宏昌電子材料股份有限公司生產(chǎn)。
[0020] 所述固化促進(jìn)劑為聚酯低溫促進(jìn)劑和超低溫環(huán)氧固化促進(jìn)劑的混合物或聚酯低 溫固化促進(jìn)劑。聚酯低溫固化促進(jìn)劑優(yōu)選TE-230,青島嘉德瑞工貿(mào)有限公司提供；超低溫 環(huán)氧固化促進(jìn)劑優(yōu)選JT-6015A，上海經(jīng)天新材料科技有限公司生產(chǎn)。
[0021] 所述單層石墨烯粉末，南京先豐納米材料科技有限公司生產(chǎn)。
[0022] 所述流平劑為分散型丙烯酸酯類流平劑，其有效成分為聚丙烯酸酯與分散載體 SiO2，優(yōu)選GLP588,寧波南海化學(xué)有限公司生產(chǎn)。
[0023] 所述安息香，化學(xué)名稱為1，2-二苯基-2-羥基-1-乙酮，做消泡用，優(yōu)選寧波南海 化學(xué)有限公司的安息香。
[0024] 所述脫氣劑優(yōu)選德國畢克化學(xué)有限公司的CERAFLOUR 961，成分為改性聚乙烯蠟。
[0025] 所述砂紋劑為分級微粉化聚四氟乙烯（PTFE)改性聚乙烯蠟，優(yōu)選TF-1830,和盈 國際貿(mào)易（上海）有限公司提供。
[0026] 所述有機(jī)膨潤土為有機(jī)銨改性蒙脫石有機(jī)粘土，優(yōu)選JF-38,東莞市國夢新材料科 技有限公司生產(chǎn)。
[0027] 所述抗氧劑優(yōu)選為1010,化學(xué)名稱為四[β-(3,5_二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸] 季戊四醇酯。
[0028] 所述填料為經(jīng)過表面處理的新型電子導(dǎo)電功能性半導(dǎo)體填料導(dǎo)電硫酸鋇，優(yōu)選 ECP-B，淄博宏業(yè)精細(xì)化工有限公司提供。
[0029] 所述顏料為導(dǎo)電炭黑或?qū)щ娾伆追?，?dǎo)電炭黑優(yōu)選HIBLACK 40Β2,贏創(chuàng)德固賽韓 華公司生產(chǎn)；導(dǎo)電鈦白粉優(yōu)選顏鈦ECT-200(金紅石型），上海顏鈦實業(yè)有限公司提供。
[0030] 所述導(dǎo)電粉末涂料的制備方法如下：
[0031] 按導(dǎo)電粉末涂料配方稱取原料一混料一擠出一壓片一冷卻一粉碎一磨粉一過篩 分級一對導(dǎo)電粉末涂料進(jìn)行檢測包裝一成品。
[0032] 所述導(dǎo)電粉末涂料的涂布固化工藝如下：
[0033] 工件表面前處理一噴涂導(dǎo)電粉末涂料一180-200°C /130-150°C條件下加熱流平 并固化一不合格件返修一最終合格工件入庫。
[0034] 所得導(dǎo)電粉末涂層的電阻率為0. IX HT4?0.2 XKT4 Ω ·πι。
[0035] 與常規(guī)粉末涂料相比，本發(fā)明添加了單層石墨烯粉末功能材料。自從石墨烯被首 次制備出來后，其在化學(xué)電源、光電子器件和多相催化等領(lǐng)域都得到了廣泛關(guān)注。石墨烯是 世上最薄也是最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2. 3%的光；由于石墨烯優(yōu) 異的性能，極大的比表面積和較低的生產(chǎn)成本（相對于碳納米管），非常適合于開發(fā)高性能 的復(fù)合材料。石墨烯各碳原子之間的連接非常柔韌，當(dāng)施加外部機(jī)械力時，碳原子面就會彎 曲變形來適應(yīng)外力，而不必使碳原子重新排列，這樣就保持了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；石墨烯中的電子 在軌道中運動時，不會因晶格缺陷或摻雜院子而發(fā)生散射，由于原子間作用力較強(qiáng)，即使在 常溫下周圍碳原子間發(fā)生擠撞，石墨烯中電子受到的干擾也非常小?；谝陨戏治?，用單層 石墨烯粉末制備的導(dǎo)電粉末涂料不但導(dǎo)電性優(yōu)異，而且耐油性和附著力好，克服了現(xiàn)有技 術(shù)中存在的難題。
[0036] 本發(fā)明中所述的導(dǎo)電粉末涂料，以樹脂為基料，以單層石墨烯粉末為導(dǎo)電材料，采 用雜環(huán)多環(huán)氧化合物異氰尿酸三縮水甘油酯TGIC固化，或根據(jù)采用的樹脂的種類加入相 應(yīng)的固化促進(jìn)劑，并加入其他助劑，經(jīng)熔融混合，冷卻粉碎及過篩得到。通過滲入的單層石 墨烯導(dǎo)電微粒，提供自由電子載流子，可使粉末涂料變?yōu)榘雽?dǎo)體。該種導(dǎo)電粉末涂料噴涂在 鋁型材等基材上形成的涂層，既賦予基材良好的表面裝飾效果，又可保持其表面的導(dǎo)電性， 還可用于消除靜電，電磁屏蔽，電加熱和防腐蝕，有很大的應(yīng)用前景。
[0037] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0038] (1)本發(fā)明具有配方簡單、涂層光澤穩(wěn)定、耐油性和附著力好、室外耐久性良好等 特點，其應(yīng)用領(lǐng)域廣、生產(chǎn)效率高且節(jié)能環(huán)保；
[0039] (2)本發(fā)明在常規(guī)鋁型材用粉末涂料和中密度纖維板（MDF)用低溫固化粉末涂料 兩種范圍均可實現(xiàn)導(dǎo)電性，能夠?qū)崿F(xiàn)180-200°C *10?15min/130-150°C *5-15min完全固 化；
[0040] (3)本發(fā)明作為耐久保護(hù)性裝飾廣泛地應(yīng)用于家電設(shè)備、木材加工、工程塑料、鋁 塑材料等領(lǐng)域，不僅可以起到傳統(tǒng)的保護(hù)和裝飾等作用，還賦予材料導(dǎo)電等功能。

【具體實施方式】
[0041] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但其并不限制本發(fā)明的實施。
[0042] 所用原料均為市售產(chǎn)品。
[0043] 實施例1
[0044] 所述的導(dǎo)電粉末涂料，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：
[0045] P5086 56% TGIC 4.2% 單層石墨烯粉末 3% GLP588 0.8% 安息香 0.3% CERAFLOUR 961 1% TF-1830 0% JF-38 0%
[0046] 1010 0.5% E( P Fi 9.2% ECT-200 25%。
[0047] 導(dǎo)電粉末涂料固化時采用電熱鼓風(fēng)干燥箱加熱，加熱溫度為180°C，加熱時間為 15min〇
[0048] 實施例2
[0049] 所述的導(dǎo)電粉末涂料，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：
[0050] TL-3701 69% TGIC 5.2% 單層石墨烯粉末 0.8% GLP588 1% 安息香 0.3% CE RA FLO U R 961 0.4% TF-1830 0% JF-38 0% 1010 0.6% ECP-B 21.8% HIBLACK 40B2 0.9〇/;>。
[0051] 導(dǎo)電粉末涂料固化時采用電熱鼓風(fēng)干燥箱加熱，加熱溫度為200°C，加熱時間為 IOmin0
[0052] 實施例3
[0053] 所述的導(dǎo)電粉末涂料，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：
[0054] 9037 60% TGIC 4.5% 單層石墨烯粉末 2.8% GLP588 0.1% 安息香 0.3% CERAFLOUR961 0.3% TF-1830 0.09% JF-38 0.31% 1010 0.6% ECP-B 30% ECT-200 1.0% 〇
[0055] 導(dǎo)電粉末涂料固化時采用電熱鼓風(fēng)干燥箱加熱，加熱溫度為190°C，加熱時間為 12min〇
[0056] 實施例4
[0057] 所述的導(dǎo)電粉末涂料，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：
[0058] 903 H 34% P5086 34% TE-230 0.35% JT-6015A 0.13% 單層石墨烯粉末 1.1% GLP588 1.5% 安息香 0.4% CERAFLOUR 961 0.2% TF-1830 0% JF-38 0% 1010 0.8% ECP-B 23.02% ECT-200 4.5% "
[0059] 導(dǎo)電粉末涂料固化時采用中波紅外脈沖輻照加熱，固化溫度為145°C，固化時間為 IOmin0
[0060] 實施例5
[0061] 所述的導(dǎo)電粉末涂料，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：
[0062] E-20 43% SJ3G 43% 30IQ 0.1% DMZ-A 0.27% 單層石墨烯粉末 2.8% GLP588 0.5% 安息香 0.3% CERAFLOUR 961 0.3% TF-1830 0.26% JF-38 0.48% 1010 0.6% ECP-B 7.59% HIBLACK 40B2 0.8%。
[0063] 導(dǎo)電粉末涂料固化時采用中波紅外脈沖輻照加熱，固化溫度為130°C，固化時間為 15min〇
[0064] 實施例6
[0065] 所述的導(dǎo)電粉末涂料，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：
[0066] KD2UH 40.5% 6051 40.5% XK2105 0.1% T-2210 0,1% 單層石墨烯粉末 1.5% C.LP588 0.5% 安息香 0.6% CERAFLOUR 961 0.2% TF-1830 0.08% JF-38 0.16% 1010 0.7% ECP-B 14.19% HIBLACK 40B2 087% 〇
[0067] 導(dǎo)電粉末涂料固化時采用中波紅外脈沖輻照加熱，固化溫度為150°C，固化時間為 5min〇
[0068] 實施例1-6制得的導(dǎo)電粉末涂料涂膜的性能測試結(jié)果如表1所示。
[0069] 表1實施例1-6制得的導(dǎo)電粉末涂料涂膜性能測試結(jié)果
[0070]

【權(quán)利要求】
1. 一種導(dǎo)電粉末涂料，其特征在于：所述粉末涂料以樹脂為基料，以單層石墨烯粉末 為導(dǎo)電材料，采用固化劑或固化促進(jìn)劑固化制得。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電粉末涂料，其特征在于由以下質(zhì)量百分含量的原料制 成： 樹脂 54-70% 固化劑 4.1-5.2% 單層石墨細(xì)粉末 0.8-3% 流平劑 0.1-1.5% 安息香 0.3-0.6% 脫氣劑 0.2-1% 砂紋劑 0-0.5% 有機(jī)膨潤土 0-0.5% 抗氧劑 0.5-0.8% 填料 5-30% 顏料 0.8-25%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電粉末涂料，其特征在于：樹脂為聚酯樹脂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電粉末涂料，其特征在于：固化劑為異氰尿酸三縮水甘油 酯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電粉末涂料，其特征在于：該粉末涂料固化時采用電熱鼓 風(fēng)干燥箱加熱，固化溫度為180?200°C，固化時間為10?15min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電粉末涂料，其特征在于由以下質(zhì)量百分含量的原料制 成： 樹脂 64-90% 固化促進(jìn)劑 0.1-0.5% 單層石墨烯粉末 0.8-3% 流平劑 0.1-1.5% 安息香 0.3-0.6% 脫氣劑 0.2-1% 砂紋劑 0-0.5% 有機(jī)膨潤土 0-0.5% 抗氧劑 0.5-0.8% 填料 5-30% 顏料 0.8-25%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電粉末涂料，其特征在于：樹脂為聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電粉末涂料，其特征在于：固化促進(jìn)劑為聚酯低溫促進(jìn)劑 和超低溫環(huán)氧固化促進(jìn)劑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電粉末涂料，其特征在于：該粉末涂料固化時采用中波紅 外脈沖福照加熱，固化溫度為130?150°C，固化時間為5?15min。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或6所述的導(dǎo)電粉末涂料，其特征在于：填料為經(jīng)過表面處理的 功能性半導(dǎo)體填料導(dǎo)電硫酸鋇；顏料為導(dǎo)電炭黑或?qū)щ娾伆追邸?br> 【文檔編號】C09D163/00GK104497809SQ201410851908
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】張劍, 張芳芳, 肖建剛, 陳輝 申請人:山東朗法博粉末涂裝科技有限公司