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一种高硬度不饱和聚酯树脂导电涂料

作者: 来源: 发布时间:2019年10月19日


一种高硬度不饱和聚酯树脂导电涂料


技术领域


[0001] 本发明涉及一种导电涂料,尤其涉及一种高硬度不饱和聚酯树脂导电涂料,属于导电涂料技术领域。


背景技术


[0002] 导电涂料是涂于高电阻率的高分子材料上,使之具有传导电流和排除积累静电荷能力的特种涂料,可涂覆于任何形状基材的表面或内部。导电涂料按组成及导电机理可分为两大类:结构型(亦称本征型)导电涂料与复合型(亦称添加型)导电涂料。其中复合型导电涂料在环氧树脂领域应用较为广泛。
[0003] 中国专利CN201210556682.5公开了一种环氧树脂导电涂料,其包括:1wt%~8wt%的石墨烯,0.1w%~1wt%的功能化石墨烯,15wt%~30wt%的环氧树脂与固化剂,
0.2wt%~1.5wt%的润湿分散剂,0.1wt%~0.5wt%的消泡剂,0~30wt%的导电填料,余量为溶剂;所述功能化石墨烯为含有氨基的功能化石墨烯或含有巯基的功能化石墨烯。由于该发明的功能化石墨烯中带有氨基或巯基,其能更好的分散在体系中,同时氨基或巯基能与环氧树脂中的环氧基团反应,提高涂层的结合力;另一方面,石墨烯不仅具有片状结构且径厚比较大,且在低添加量的条件下其在涂膜中平行排列了很多层,因此导电涂料具有较好的导电性和附着性。但是该发明有机溶剂含量高、非反应型导电填料占比大,因此存在环保性差、涂膜易粉化的缺点。
[0004] 不饱和聚酯树脂涂料由由主剂、促进剂、引发剂三者相互调合进行聚合架桥反应而固化,其溶剂为活性单体,成膜时参与反应,与溶剂型涂料相比不饱和聚酯树脂涂料的优点是具有“100%的反应能力”,这意味着液态组成物能在引发剂的作用下,没有副产物释放出来而能全部转变为固态聚合物。但是,在现有的文献资料中,鲜有关于不饱和聚酯树脂导电涂料公开报道。


发明内容

 

0005] 本发明提供一种高硬度不饱和聚酯树脂导电涂料。
[0006] 所述高硬度不饱和聚酯树脂导电涂料,采用不饱和树脂为主要成膜树脂、乙烯基石墨烯为可交联导电填料、聚噻吩为成膜导电树脂的低溶剂高硬度导电涂料,具有高硬度、高耐磨性、高导电性的优点。
[0007] 为克服现有技术的缺点和不足,本发明采取以下技术方案,一种高硬度不饱和聚酯树脂导电涂料,由A、B、C三组分组成,按重量份数计,A组分组成为:乙烯基化氧化石墨烯15.0~20.0份、不饱和聚酯树脂70.0~80.0份、聚噻吩5.0~10.0份、导电填料10.0~20.0份、活性稀释剂15.0~30.0份、分散剂1.0~5.0份、消泡剂0.5~2.0份、功能助剂0~10.0份;B组分为:白水2.0~3.0份;C组分为:蓝水0.8~1.5份。
[0008] 所述乙烯基化氧化石墨烯,其制备步骤为:将氨基化氧化石墨烯15.0~20.0份、有机溶剂40.0~60.0份加入到反应器中分散均匀,加热至40~80℃,逐滴滴加10%~20%的甲基丙烯酸缩水甘油酯5.0~10.0份,在20~30min内滴加完毕后,在40~80℃下继续反应2~4h,冷却至室温,经过滤、有机溶剂洗涤、干燥,得所述的乙烯基化氧化石墨烯。
[0009] 所述不饱和聚酯树脂的粘度为1500~3500cps。
[0010] 所述导电填料为石墨粉、银粉、铜粉、镍粉、钛粉、银铜合金粉中的至少一种。
[0011] 所述活性稀释剂为苯乙烯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三丙二醇类二丙烯酸酯、三羟基丙烷三丙烯酸酯、二缩三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。
[0012] 所述分散剂为Byk-P104、Byk-P105、Byk-P5040分散剂中的至少一种。
[0013] 所述消泡剂为Byk-022、Byk-088、SN313、EFKA-2550中的至少一种。
[0014] 所述功能助剂为耐磨剂、消光剂、抗划伤剂、流平剂、紫外线吸收剂、负离子粉添加剂、遮味剂。
[0015] 所述白水为过氧化甲乙酮。
[0016] 所述蓝水为异锌酸钴、环烷酸钴、异辛酸钙、环烷酸钙中的至少一种。
[0017] 所述氨基化氧化石墨烯的氨基化接枝率为5~10%;所述氨基化氧化石墨烯为乙二胺接枝氧化石墨烯、二乙烯三胺接枝氧化石墨烯、三乙烯四胺接枝氧化石墨烯、四乙烯五胺接枝氧化石墨烯、N,N-二甲基对甲苯胺接枝氧化石墨烯中的至少一种。
[0018] 所述有机溶剂为苯甲醇、苯乙醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮中的至少一种。
[0019] 本发明提供一种高硬度不饱和聚酯树脂导电涂料的制备方法,其制备步骤如下:
[0020] 制备A组分:将不饱和聚酯树脂、乙烯基化氧化石墨烯、导电填料、活性稀释剂、分散剂、功能助剂加入到容器中,在转速为700~800rpm的速度下搅拌分散8~10min,然后加入消泡剂、聚噻吩,并在700~800rpm的速度下搅拌10~12min,得A组份;
[0021] 制漆:将A、B、C三组分加入到容器中分散均匀后,喷涂于基材表面,在50~60℃下烘烤12h至完全固化。
[0022] 本发明的一种高硬度不饱和聚酯树脂导电涂料,具有以下特点:首次公开了一种不饱和聚酯树脂导电涂料;乙烯基化氧化石墨烯与树脂固化后形成三维网状结构,为涂层提供更多的导电通道,与导电填料配合提高了导电性能,因此涂层具有优良的导电性、硬度和耐磨性,而且环保和节能。
具体实施方式
[0023] 下面结合实施例对本发明的一种高硬度不饱和聚酯树脂导电涂料做进一步的描述。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。实施例1
[0024] 一种高硬度不饱和聚酯树脂导电涂料,由A、B、C组分组成,按重量份数计,A组分为:乙烯基化氧化石墨烯20.0份、不饱和聚酯树脂70.0份、聚噻吩5.0份、石墨粉20.0份、苯乙烯15.0份、Byk-P104分散剂5.0份、Byk-022消泡剂0.5份、消光剂10.0份;B组分:过氧化甲乙酮2.0份;C组分:异锌酸钴1.5份;
[0025] 其中,所述乙烯基化氧化石墨烯,其制备步骤为:将氨基化接枝率10%的三乙烯四胺接枝氧化石墨烯15.0份、乙二醇单丁醚60.0份加入到反应器中分散均匀,加热至40℃,逐滴滴加10%的甲基丙烯酸缩水甘油酯10.0份,在30min内滴加完毕后,在40℃下继续反应4h,冷却至室温,经过滤、有机溶剂洗涤、干燥,得所述的乙烯基化氧化石墨烯。
实施例2
[0026] 一种高硬度不饱和聚酯树脂导电涂料,由A、B、C组分组成,按重量份数计,A组分为:乙烯基化氧化石墨烯15.0份、不饱和聚酯树脂80.0份、聚噻吩8.0份、铜粉10.0份、1,4-丁二醇二丙烯酸酯30.0份、Byk-P105分散剂1.0份、Byk-088消泡剂2.0份;B组分:过氧化甲乙酮3.0份;C组分:环烷酸钴0.8份;
[0027] 其中,所述乙烯基化氧化石墨烯,其制备步骤为:将氨基化接枝率为7%的乙二胺接枝氧化石墨烯20.0份、丙二醇单甲醚乙酸酯40.0份加入到反应器中分散均匀,加热至80℃,逐滴滴加20%的甲基丙烯酸缩水甘油酯5.0份,在20min内滴加完毕后,在80℃下继续反应2h,冷却至室温,经过滤、有机溶剂洗涤、干燥,得所述的乙烯基化氧化石墨烯。实施例3
[0028] 一种高硬度不饱和聚酯树脂导电涂料,由A、B、C组分组成,按重量份数计,A组分为:乙烯基化氧化石墨烯17.0份、不饱和聚酯树脂74.0份、聚噻吩10.0份、钛粉14.0份、1,6-己二醇二丙烯酸酯20.0份、Byk-P104分散剂3.0份、SN313消泡剂0.7份、抗刮伤剂3.0份;B组分:过氧化甲乙酮2.2份;C组分:环烷酸钴1.2份;
[0029] 其中,所述乙烯基化氧化石墨烯,其制备步骤为:将氨基化接枝率为5%的二乙烯三胺接枝氧化石墨烯、乙酸乙酯48.0份加入到反应器中分散均匀,加热至60℃,逐滴滴加14%的甲基丙烯酸缩水甘油酯8.0份,在25min内滴加完毕后,在60℃下继续反应2.5h,冷却至室温,经过滤、有机溶剂洗涤、干燥,得所述的乙烯基化氧化石墨烯。
[0030] 对本发明中的实施例1、2、3按如下步骤进行:制备A组分:将不饱和聚酯树脂、乙烯基化氧化石墨烯、导电填料、活性稀释剂、分散剂、功能助剂加入到容器中,在转速为700~800rpm的速度下搅拌分散8~10min,然后加入消泡剂、聚噻吩,并在700~800rpm的速度下搅拌10~12min,得A组份;再将A、B、C三组分加入到容器中分散均匀后,喷涂于基材表面,在
50℃下烘烤12h至完全固化。
[0031] 按照相关标准对本实施例中的涂层与市售导电涂料的涂层(对比例)在相同条件下进行检测,其性能指标如表1所示。
[0032] 表1高硬度不饱和聚酯树脂导电涂料性能指标  体积电阻率 附着力 铅笔硬度 抗冲击强度
实施例1 4.6×10-3Ω·cm 0级 1H 165kg·cm
-3
实施例2 4.8×10 Ω·cm 0级 1H 171kg·cm
实施例3 5.5×10-3Ω·cm 0级 1H 158kg·cm
对比例 5.0×10-3Ω·cm 1级 B 140kg·cm

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