本發(fā)明涉及涂料，具體涉及一種聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電涂料的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電涂料具有消除靜電和電磁屏蔽性能，由成膜物質(zhì)、導(dǎo)電填料、溶劑和助劑所組成。導(dǎo)電涂料所用的導(dǎo)電填料一般是金屬粉和碳粉，金屬粉價(jià)格昂貴、比重大、難分散，而碳粉制備出來的涂層顏色為黑色，嚴(yán)重影響涂裝美觀，因此，迫切需要開發(fā)一種導(dǎo)電性好且顏色淺的導(dǎo)電填料。
聚苯胺由于具有制備方法簡單和電導(dǎo)性能優(yōu)異，被視為最有希望取代金屬粉和碳粉填料的導(dǎo)電高分子材料。但是，目前用純聚苯胺作為導(dǎo)電填料，在涂料中的應(yīng)用存在以下問題：1、分散性差，易團(tuán)聚，放置后容易產(chǎn)生絮凝，從而造成漆膜表面粗糙、擴(kuò)散流平性差，難以形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)；2、要形成導(dǎo)電性能較好的導(dǎo)電涂層，必須加入大量的聚苯胺導(dǎo)電填料，其直接后果是成本較高、涂層較厚、附著力差，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。
中國專利授權(quán)公告號(hào)CN 100363450，授權(quán)公告日為2008年1月23日，名稱為“一種水基導(dǎo)電涂料”，公開了“一種水基導(dǎo)電涂料，按比例將銀粉加入到含陰離子聚氨酯為主體的水分散體、去離子水、助溶劑、潤濕劑、成膜劑、懸浮劑的混合物中于室溫強(qiáng)烈攪拌30～60分鐘，然后加入增稠劑，再繼續(xù)攪拌60分鐘，制得水基導(dǎo)電涂料。烘烤溫度和時(shí)間：20～30分鐘/50～80℃，成膜涂層的體積電阻率為3×10↑[-5]～1×10↑[-3]Ω.cm，表面電阻≤0.2Ω，附著力0級(jí)，密著力合格，屏蔽性能≥70dB(30MHz～1.5GHz)?！?sub />
上述專利的不足之處是該項(xiàng)技術(shù)中按比例加入了30～70質(zhì)量％銀粉，其價(jià)格較為昂貴，不利于推廣應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中不足之處，提供一種分散性較好、導(dǎo)電性穩(wěn)定的水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的生產(chǎn)方法。
水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的生產(chǎn)方法：將水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的配料進(jìn)行攪拌混合，攪拌混合均勻后為混合物；輸入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨為半成品，將半成品進(jìn)行真空脫氣工藝處理，罐裝為水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的成品。
水基凹凸棒導(dǎo)電涂料由膏狀凹凸棒石粘土、純丙乳液、聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料、聚乙二醇、丙二醇丁醚、乙二醇、聚氧丙烯甘油醚和去離子水組成。
凹凸棒石粘土是一種含水富鎂納米級(jí)多孔纖維狀硅酸鹽粘土礦物，當(dāng)凹凸棒石粘土中的凹凸棒含量≥80％以上時(shí)，其比表面積較大，可達(dá)500m2/g以上。使用“凹凸棒的濕法選礦工藝”和“凹凸棒礦造漿生產(chǎn)工藝”，將凹凸棒石粘土中的水云母、石英、蛋白石和碳酸鹽等礦物篩選去除掉，得到一種凹凸棒礦泥漿；經(jīng)過鈉化處理和酸化處理后的膏狀凹凸棒石粘土，是一種觸變性和膠黏性特好的天然硅酸鎂鋁凝膠，pH值呈中性，凹凸棒石粘土的粘度、膨脹容、膠質(zhì)價(jià)、白度、比表面積、吸附性能和懸浮率都得到了較大的提高。
凹凸棒石粘土土質(zhì)細(xì)膩，表面光滑，質(zhì)地較輕，潮濕時(shí)呈粘性和可塑性，其粘度可達(dá)到3000mPa·s以上，有利于原料之間的粘結(jié)；凹凸棒石粘土干燥收縮率小，且不產(chǎn)生龜裂，膏狀凹凸棒石粘土加入水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的溶液中，在外力攪拌下快速形成穩(wěn)定的不分層的凝膠體，有較好的粘滯性和觸變性，能增強(qiáng)導(dǎo)電涂層的附著力，提高導(dǎo)電性能和保持較好的物理機(jī)械性能。
聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料是一種導(dǎo)電性能優(yōu)異的墨綠色粉體，向去離子水中加入凹凸棒土原料制成漿料，在不斷攪拌的條件下，向漿料中加入苯胺，再加入無機(jī)酸，氧化劑溶液進(jìn)行氧化聚合，制得無機(jī)酸摻雜的聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料；再對無機(jī)酸摻雜的聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料進(jìn)行脫雜，然后抽濾，并用去離子水洗至濾液呈無色中性，得到本征態(tài)聚苯胺/凹凸棒土納米復(fù)合材料；重新分散在水中形成漿體，然后在漿中加入有機(jī)酸進(jìn)行再摻雜；再進(jìn)行抽濾，并用去離子水洗去游離的有機(jī)酸，置于40～80℃下干燥，最后經(jīng)粉碎得到墨綠色粉體。
純丙乳液是由多種丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸酯類以及功能性助劑多元聚，通過優(yōu)化工藝共聚而成的乳液，具有粒徑細(xì)，高光澤，優(yōu)良的耐候性，優(yōu)良的抗回粘性，具有廣泛的適用性。
聚乙二醇具有良好的水溶性、相溶性、潤滑性、保濕性、分散性和粘接性。
丙二醇丁醚是一種溶劑，有利于提高水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的漆膜光潔度、平整性和牢度性，也是一種良好的偶聯(lián)劑。
乙二醇是一種抗凍劑。
聚氧丙烯甘油醚是一種無色或黃色非揮發(fā)性油狀液體消泡劑，熱穩(wěn)定性好。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
1、水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的生產(chǎn)方法：①將水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的配料加入攪拌器內(nèi)進(jìn)行攪拌混合，攪拌器的速度控制為200～800轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間控制在10～60分鐘，攪拌混合均勻后為水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的混合物；②將步驟①獲得的混合物輸入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨為水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的半成品，砂磨機(jī)的速度控制為1500～3000轉(zhuǎn)/分，研磨控制在1～4小時(shí)；③將步驟②獲得的水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的半成品進(jìn)行真空脫氣工藝處理，罐裝為水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的成品。
所述水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的配料按重量百分比由下列組分組成：膏狀凹凸棒石粘土15～55％、聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料8～35％、純丙乳液5～35％、聚乙二醇0.1～5％、丙二醇丁醚0.1～5％、乙二醇0.1～5％、聚氧丙烯甘油醚0.01～1％和去離子水1～40％。
所述膏狀凹凸棒石粘土的生產(chǎn)工藝是：(1)選用凹凸棒礦泥漿為主體原料，凹凸棒礦泥漿按重量百分比由下列組分組成：凹凸棒石粘土15～35％和水65～85％；(2)鈉化處理：將凹凸棒礦泥漿輸送到攪拌機(jī)內(nèi)，添加氫氧化鈉后進(jìn)行攪拌，經(jīng)過攪拌后的凹凸棒礦泥漿輸送到鈉化池中陳化1～7天；鈉化配料按重量百分比由下列組分組成：凹凸棒礦泥漿95～99.5％和氫氧化鈉0.5～5％；(3)酸化處理：將鈉化后凹凸棒礦泥漿輸送到攪拌機(jī)內(nèi)，添加濃度為98％的硫酸后進(jìn)行攪拌，經(jīng)過攪拌后的凹凸棒礦泥漿輸送到酸化池中陳化1～3天；酸化配料按重量百分比由下列組分組成：鈉化后的凹凸棒礦泥漿92～99.5％和濃度為98％的硫酸0.5～8％；(4)水洗和篩去雜質(zhì)：將酸化后的凹凸棒礦泥漿輸送到沉淀池中，重新加水浸泡，用氣泵沖翻，篩去雜質(zhì)，沉淀后放出浸泡水，并將沉淀后的泥漿輸送到成品池內(nèi)，沉淀后的泥漿為膏狀凹凸棒石粘土；水洗配料按重量百分比由下列組分組成：酸化后的凹凸棒礦泥漿25～65％和水35～75％；膏狀凹凸棒石粘土按重量百分比由下列組分組成：凹凸棒石粘土5～40％和水60～95％。
上述生產(chǎn)工藝是采用由本發(fā)明人于2008年8月25日申請的“膏狀凹凸棒石粘土的生產(chǎn)工藝”，中國專利公開號(hào)為：CN101348257，公開日：2009年1月21日。
所述凹凸棒礦造漿生產(chǎn)工藝是：將凹凸棒礦輸入攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，經(jīng)擠出機(jī)擠壓成片狀后，再次輸入攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，經(jīng)擠出機(jī)擠壓成片狀后自然晾曬，晾干的凹凸棒礦輸送到原料池中浸泡，用氣泵沖翻，沉淀后放出浸泡水，篩去雜質(zhì)，輸入半成品池中，重新加水浸泡，用氣泵沖翻，沉淀后放出浸泡水，并將沉淀后的泥漿輸送到成品池內(nèi)，即為凹凸棒礦泥漿成品。
上述生產(chǎn)工藝是采用由本發(fā)明人于2004年1月6日申請的“凹凸棒礦造漿生產(chǎn)工藝”，中國專利授權(quán)公告號(hào)為：CN1287965C，授權(quán)公告日：2006年12月6日。
聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料的的制備方法，工藝步驟如下：向去離子水中加入凹凸棒土原料制成漿料；在不斷攪拌的條件下，向漿料中加入苯胺，再加入無機(jī)酸，氧化劑溶液進(jìn)行氧化聚合，制得無機(jī)酸摻雜的聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料；再對無機(jī)酸摻雜的聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料進(jìn)行脫雜，然后抽濾，并用去離子水洗至濾液呈無色中性，得到本征態(tài)聚苯胺/凹凸棒土納米復(fù)合材料；重新分散在水中形成漿體，然后在漿中加入有機(jī)酸進(jìn)行再摻雜；再進(jìn)行抽濾，并用去離子水洗去游離的有機(jī)酸，置于40～80℃下干燥，最后經(jīng)粉碎得到墨綠色粉體。
上述生產(chǎn)工藝是采用由本發(fā)明人于2007年12月27日申請的“聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法”，中國專利授權(quán)公告號(hào)為：CN100549097C，授權(quán)公告日：2009年10月14日。
本發(fā)明選用的聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料，其微觀上呈納米棒狀結(jié)構(gòu)，長徑比大，且密度小和易分散，纖維狀聚苯胺/凹凸棒石很容易形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，在含量較低的情況下仍可以發(fā)揮優(yōu)越的導(dǎo)電性能，從而大大降低了成本。
本發(fā)明選用膏狀凹凸棒石粘土和純丙乳液為成膜物質(zhì)，這使得導(dǎo)電涂層對各種底材均表現(xiàn)出良好的附著力、優(yōu)良的物理機(jī)械性能、較好的耐腐蝕性、優(yōu)異的力學(xué)性能及機(jī)械性能。
雖然水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的配料中已經(jīng)有了消泡劑，但是配料在砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨時(shí)仍然會(huì)產(chǎn)生一些微量的小泡沫，經(jīng)過真空脫氣工藝處理后，能確保水基凹凸棒導(dǎo)電涂料成品的質(zhì)量。
水基凹凸棒導(dǎo)電涂料可以直接刷涂、刮涂或噴涂在導(dǎo)電涂層的表面，提高了涂層質(zhì)量，降低了導(dǎo)電涂料的用量，節(jié)約了成本。
水基凹凸棒導(dǎo)電涂料可以發(fā)揮優(yōu)越的導(dǎo)電性能，具有消除靜電和電磁屏蔽性能。
水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的生產(chǎn)方法適用于生產(chǎn)水基凹凸棒導(dǎo)電涂料。
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：
實(shí)施例1：
1、水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的生產(chǎn)方法：①將水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的配料加入攪拌器內(nèi)進(jìn)行攪拌混合，攪拌器的速度控制為500～600轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間控制在40分鐘，攪拌混合均勻后為水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的混合物；②將步驟①獲得的混合物輸入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨為水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的半成品，砂磨機(jī)的速度控制為2500～2800轉(zhuǎn)/分，研磨控制在3小時(shí)；③將步驟②獲得的水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的半成品進(jìn)行真空脫氣工藝處理，罐裝為水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的成品。
所述水基凹凸棒導(dǎo)電涂料的配料按重量百分比由下列組分組成：膏狀凹凸棒石粘土32％、聚苯胺/凹凸棒土納米導(dǎo)電復(fù)合材料28％、純丙乳液22％、聚乙二醇1.2％、丙二醇丁醚0.5％、乙二醇0.26％、聚氧丙烯甘油醚0.04％和去離子水16％。