本文涉及涂料，涉及一種含碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料的導(dǎo)電涂料及其制備方法和應(yīng)用，尤其是涉及一種高儲存穩(wěn)定性導(dǎo)電涂料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、飛機在復(fù)雜的高空環(huán)境中高速飛行時，其表面會與空氣產(chǎn)生強烈的摩擦力，從而引起靜電現(xiàn)象，若靜電不能及時有效被釋放，將對飛機電子設(shè)備產(chǎn)生干擾，嚴(yán)重影響飛機的正常行駛。因此，飛機表面需要涂覆抗靜電涂料，并且需要具備導(dǎo)電功能和良好的力學(xué)性能。目前市場上常用的導(dǎo)電涂料大多是在涂料中添加導(dǎo)電填料，如炭黑、導(dǎo)電纖維、導(dǎo)電云母粉等，雖然導(dǎo)電纖維具備良好的導(dǎo)電性能，但其電阻值的控制能力較差，容易被擊穿造成危害，且分散性差，導(dǎo)致涂層電阻值分布不均勻，無法在飛機導(dǎo)電涂料中使用。

2、碳納米管是由碳原子構(gòu)成的一種管狀結(jié)構(gòu)，是晶形碳的一種同位素異形體，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能，且電阻和其長度及直徑無關(guān)，電子通過碳納米管時不會產(chǎn)生熱量，因此電子在碳納米管中的傳輸就像光信號在光學(xué)纖維電纜中傳輸一樣，能量損失微小，是優(yōu)良的導(dǎo)電材料。石墨烯是單原子層石墨片，具有由sp2雜化的碳原子密排而成的二維蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)，其光學(xué)、力學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)性能優(yōu)異，且擁有大的比表面積和不可滲透性，在導(dǎo)電性能上具有非常明顯的優(yōu)勢。盡管碳納米管和石墨烯都是良好的導(dǎo)電材料，但是二者單獨使用存在分散性能差、穩(wěn)定性能不合格的問題，導(dǎo)致目前市場上缺少實用性研究。

3、發(fā)明專利cn116023846a?提出一種含碳納米管導(dǎo)靜電涂料及其制備方法，該專利對碳納米管進行改性處理，以此來增強涂料的導(dǎo)電性能，但碳納米管粘度大、難分散，專利中未涉及對于分散劑的討論。發(fā)明專利cn116731593a提出一種石墨烯導(dǎo)靜電涂料及其制備方法，該專利采用的是酚醛環(huán)氧樹脂體系，提高了涂料的耐蝕性，但相較于氟碳樹脂其在耐候性能上有待提高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、以下是對本文詳細(xì)描述的主題的概述。本概述并非是為了限制本技術(shù)的保護范圍。

2、本技術(shù)將石墨烯/碳納米管導(dǎo)電漿料中的分散劑進行改性處理，大大提高了分散效果，克服了碳納米管和石墨烯自身存在的缺陷，解決了碳納米管團聚狀態(tài)導(dǎo)致分散性差的問題，提高了儲存穩(wěn)定性，進而制備得到一種高儲存穩(wěn)定性的導(dǎo)電涂料，并且所述涂料面密度低，在飛機飛行過程中極大地減輕了飛行阻力，因此，本技術(shù)提供了一種分散性好、導(dǎo)電性能好，并且儲存穩(wěn)定性好的導(dǎo)電涂料。本技術(shù)制備的高儲存穩(wěn)定性導(dǎo)電涂料在飛機用導(dǎo)電涂料使用上邁出了重要一步。

3、本技術(shù)第一個方面提供了一種導(dǎo)電涂料，所述導(dǎo)電涂料由a組份、b組份和c組份組成，其中，按照重量份計，所述a組份為100份，所述b組份為8-12份，所述c組份為10-25份。

4、在一種示例性實施例中，按重量份數(shù)計，所述a組份包括：氟碳樹脂20-45份、填料10-30份、顏料5-17份、碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料3-7份、助劑2-6份、第一稀釋劑10-20份和消光粉1-2份；

5、所述b組份：固化劑8-12份；

6、所述c組份：第二稀釋劑10-25份。

7、在一種示例性實施例中，所述a組份還可以包括本領(lǐng)域公知的其他添加劑。

8、在一種示例性實施例中，按重量份數(shù)計，所述a組份由氟碳樹脂20-45份、填料10-30份、顏料5-17份、碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料3-7份、助劑2-6份、第一稀釋劑10-20份和消光粉1-2份組成。

9、在一種示例性實施例中，所述碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料，按重量份數(shù)計，由如下組份組成：石墨烯0.15-0.6份、碳納米管0.1-0.6份、定位劑0.4-0.7份、改性分散劑0.3-0.8份和第三稀釋劑2.5-4份，其中，石墨烯和碳納米管的重量比為3:2。

10、在一種示例性實施例中，所述碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料中，碳納米管/石墨烯復(fù)合物在碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料中占的重量比為7-16%，此時，碳納米管/石墨烯復(fù)合物的分散性較好且貯存穩(wěn)定性較好。

11、在一種示例性實施例中，為了進一步提高分散劑的抗絮凝效果，所述改性分散劑為經(jīng)改性化合物改性處理的分散劑，以提高分散劑在固體納米顆粒表面的吸附作用，增強潤濕效率，進而縮短研磨的時間；

12、任選地，所述改性化合物為咪唑或聚乙二醇，優(yōu)選地，為咪唑；

13、任選地，所述分散劑的活性基團和改性化合物的摩爾比為1:1至1:2。

14、在一種示例性實施例中，所述的碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料，按重量份數(shù)計，由如下組份組成：石墨烯0.3份、碳納米管0.2份、改性分散劑0.5份、定位劑0.5份、第三稀釋劑3份，其中，石墨烯和碳納米管按重量比3:2混合；或

15、所述的碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料，按重量份數(shù)計，由如下組份組成：石墨烯0.6份、碳納米管0.4份、改性分散劑0.8份、定位劑0.7份、第三稀釋劑，其中，石墨烯和碳納米管按重量比3:2混合；或

16、所述的碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料，按重量份數(shù)計，由如下組份組成：石墨烯0.15份、碳納米管0.1份、改性分散劑0.3份、定位劑?0.4份、第三稀釋劑2.5份，其中，石墨烯和碳納米管按重量比3:2混合。

17、在一種示例性實施例中，所述碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料中，所述定位劑為纖維素酯類定位劑，優(yōu)選地，為醋酸丁酯纖維素。

18、在一種示例性實施例中，所述碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料中，所述改性分散劑為改性高分子型分散劑；高分子型分散劑選自，例如，efka-4080和byk-220中的一種或兩種。

19、在一種示例性實施例中，所述氟碳樹脂為三氟氯乙烯-乙烯基酯樹脂。

20、在一種示例性實施例中，所述氟碳樹脂選自jf-2x，jf-3，zb-f100，zb-f200中的至少一種；優(yōu)選地，為jf-2x。

21、在一種示例性實施例中，所述填料為無機填料，任選地，選自滑石粉、沉淀硫酸鋇、輕質(zhì)碳酸鈣中的至少一種，所述填料可以減小摩擦系數(shù)，起到潤滑劑作用。

22、在一種示例性實施例中，所述滑石粉的粒徑為1250目。

23、在一種示例性實施例中，所述顏料為有機顏料和無機顏料中的至少一種；可根據(jù)需要調(diào)節(jié)顏色為紅色、藍色、黑色或黃色等；優(yōu)選地，所述顏料為鐵紅、酞青藍、炭黑、鉻黃、鈦白粉中的至少一種。

24、在一種示例性實施例中，所述助劑為流平劑、催干劑和附著力促進劑中的至少一種。

25、在一種示例性實施例中，所述流平劑選自byk-358、l-1984n、byk-361n中的至少一種，所述流平劑起到流平、改善縮孔的效果。

26、在一種示例性實施例中，所述催干劑為二月桂酸二丁基錫；優(yōu)選地，為二甲苯稀釋的二月桂酸二丁基錫；更優(yōu)選地，為1wt%的二甲苯稀釋的二月桂酸二丁基錫。所述催干劑能夠加速涂料中單體和聚合物的固化反應(yīng)。

27、在一種示例性實施例中，所述附著力促進劑選自edl-809、edl-6026f的至少一種，所述附著力促進劑可以提高涂層和基材之間的附著性能。

28、在一種示例性實施例中，所述固化劑為異氰酸酯；優(yōu)選地，為脂肪族多異氰酸酯，例如，ht-90b、n3390中的至少一種；更優(yōu)選地，為六亞甲基二異氰酸酯。

29、在一種示例性實施例中，所述消光粉為ed-30。

30、在一種示例性實施例中，所述第一稀釋劑、所述第二稀釋劑和所述第三稀釋劑分別包括環(huán)己酮、丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯、醋酸丁酯和二價酸酯中的至少一種。

31、在一種示例性實施例中，所述第一稀釋劑、所述第二稀釋劑和所述第三稀釋劑的組成可以相同或不同；優(yōu)選地，所述第一稀釋劑、所述第二稀釋劑和所述第三稀釋劑的組成不同。

32、在一種示例性實施例中，所述第一稀釋劑由重量比為(1.0-2.0):(10-20)的環(huán)己酮和二甲苯組成。

33、在一種示例性實施例中，所述第二稀釋劑由重量比為(1-2):(1-3):(20-30):(2-4):(4-8)的環(huán)己酮、丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯、醋酸丁酯和二價酸酯組成。

34、在一種示例性實施例中，所述第三稀釋劑由重量比為(0.5-1):(2-2.5):(1-2)的環(huán)已酮、丁酯、二價酸酯組成。

35、在一種示例性實施例中，所述導(dǎo)電涂料由如下重量份數(shù)的組份組成：

36、a組份：氟碳樹脂38份、填料19份、顏料15分，碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料4.5份、消光粉2份、助劑5.5份，第一稀釋劑16份，

37、b組份：固化劑10份，

38、c組份：第二稀釋劑23份；

39、其中，a組份，b組份，c組份的重量份數(shù)比為100:10:23。

40、在一種示例性實施例中，所述導(dǎo)電涂料由如下重量份數(shù)的組份組成：

41、a組份：氟碳樹脂40份、填料21份，顏料12份，碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料6.5份、消光粉1.5份、助劑5.5份，第一稀釋劑13.5份，

42、b組份：固化劑10份，

43、c組份：第二稀釋劑23份；

44、其中，a組份，b組份，c組份的重量份數(shù)比為100:10:23。

45、在一種示例性實施例中，所述導(dǎo)電涂料由如下重量份數(shù)的組份組成：

46、a組份：氟碳樹脂38份、填料20份，顏料16.5份，碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料3.45份、消光粉2份、助劑5.5份，第一稀釋劑14.55份，

47、b組份：固化劑10份，

48、c組份：第二稀釋劑23份；

49、其中，a組份，b組份，c組份的重量份數(shù)比為100:10:23。

50、本技術(shù)第二個方面提供了一種上述導(dǎo)電涂料的制備方法，所述方法包括以下的步驟：

51、步驟一：在超聲波分散和高速攪拌條件下，將碳納米管/石墨烯復(fù)合物、改性分散劑、定位劑、第三稀釋劑進行共混，從而制備穩(wěn)定的碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料；

52、步驟二：在超聲波分散和高速攪拌條件下，將碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料、氟碳樹脂、填料、顏料、助劑、第一稀釋劑和消光粉進行共混，將共混后的混合物進行研磨即得a組份；

53、步驟三：將b組份的固化劑和c組份的第二稀釋劑加入到a組份中，攪拌，得到高儲存穩(wěn)定性的導(dǎo)電涂料。

54、在一種示例性實施例中，步驟一還包括分散劑的改性處理：將分散劑用溶劑溶解，加入改性化合物并攪拌至完全溶解；將反應(yīng)體系加熱并在氮氣保護下反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后，除去溶劑，即得改性分散劑。

55、在一種示例性實施例中，所述改性處理中，所述溶劑為四氫呋喃。

56、在一種示例性實施例中，所述改性處理中，分散劑的活性基團與所述改性化合物的摩爾比為1:1至1:2。

57、在一種示例性實施例中，所述改性處理中，加熱溫度為60-80℃。

58、在一種示例性實施例中，所述改性處理中，反應(yīng)時間為6-10h；優(yōu)選地，為8h。

59、在一種示例性實施例中，步驟一和步驟二中，超聲波分散采用超聲波分散儀進行，其中，

60、任選地，所述超聲波分散儀的功率為800w；

61、任選地，超聲波分散的時間為5-30min；

62、任選地，超聲波分散過程中溫度不超過30℃，這是由于溫度超過30℃漿料易發(fā)生團聚。

63、在一種示例性實施例中，步驟一和步驟二中，高速攪拌的轉(zhuǎn)速為1000?rad/min?-1200?rad/min。

64、在一種示例性實施例中，步驟一和步驟二中，高速攪拌的時間為1-3h。

65、在一種示例性實施例中，步驟二中，將共混后的混合物進行研磨至細(xì)度控制在25μm以內(nèi)；

66、在一種示例性實施例中，步驟二中，研磨時間為1-2h。

67、在一種示例性實施例中，步驟三中，攪拌的時間為0.2-1h，優(yōu)選地，攪拌的時間為0.5h。

68、本技術(shù)第三個方面提供了一種通過上述方法制備的導(dǎo)電涂料。

69、本技術(shù)第四個方面提供了一種上述導(dǎo)電涂料在飛機表面的應(yīng)用。

70、在一種示例性實施例中，所述導(dǎo)電涂料可用作底漆或面漆。

71、本技術(shù)第五個方面提供了一種由上述導(dǎo)電涂料形成的涂層，所述涂層為所述導(dǎo)電涂料涂覆到基材上并固化形成。

72、在一種示例性實施例中，所述基材為飛機表面。

73、本技術(shù)的有益效果體現(xiàn)在：

74、1.?本技術(shù)將碳納米管和石墨烯復(fù)配制備成碳納米管/石墨烯導(dǎo)電漿料，克服了碳納米管和石墨烯自身存在的缺陷，解決了碳納米管團聚狀態(tài)導(dǎo)致分散性差的問題，提高了儲存穩(wěn)定性，進而制備得到一種高儲存穩(wěn)定性的導(dǎo)電涂料。

75、2.?本技術(shù)制得的導(dǎo)電涂料具有良好的導(dǎo)電性（即表面電阻≤106ω/sq）和三防性，與基材及配套底漆具有優(yōu)異的結(jié)合力。

76、3.?本技術(shù)分散劑經(jīng)改性處理使其在石墨烯碳納米管中發(fā)揮出更優(yōu)的分散效果，增強了石墨烯和碳納米管之間的導(dǎo)電通路，使得涂料的導(dǎo)電性能更強。

77、4.?本技術(shù)在制備高儲存穩(wěn)定性導(dǎo)電涂料過程中優(yōu)化了石墨烯、碳納米管復(fù)配過程，加入定量的高分子型分散劑，在固體顆粒表面形成吸附層，使固體顆粒表面的電荷增加，提高了形成立體阻礙的顆粒間的反作用力，使填料穩(wěn)定分散于體系中。在粘度較低的情況下，所述導(dǎo)電涂料可以均勻涂布，有效改善了導(dǎo)電涂料的穩(wěn)定性，提高粘度又不影響涂布效果。本技術(shù)兼顧了導(dǎo)電涂料低粘度和高分散性的優(yōu)勢，具備施工方便、簡單的特點，減少了加工成本，保證了產(chǎn)品的高穩(wěn)定性，是一項能夠在工業(yè)中實際應(yīng)用的技術(shù)方案。

78、本技術(shù)的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本技術(shù)而了解。本技術(shù)的其他優(yōu)點可通過在說明書以及附圖中所描述的方案來實現(xiàn)和獲得。