專利名稱：利用類乳液或溶液技術(shù)制備有機(jī)—無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用類乳液或溶液技術(shù)制備有機(jī)-無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料的
方法。屬導(dǎo)電涂料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
早期制備導(dǎo)電涂料，是用金屬銀、銅，或非金屬石墨、碳纖維素或復(fù)合導(dǎo)電粒子作
為導(dǎo)電物質(zhì)，以有機(jī)聚合物樹(shù)脂作為成膜物質(zhì)。在制備導(dǎo)電涂料之前，導(dǎo)電填料也需要經(jīng)過(guò)
預(yù)處理，處理的目的完全是為了與成膜高分子聚合物很好的物理結(jié)合，這純粹是一種采用
物理?yè)胶戏椒ㄖ苽涞膶?dǎo)電涂料。由于純金屬物質(zhì)的密度與有機(jī)成膜物質(zhì)的密度相差較大，
在制備或使用過(guò)程中易于造成導(dǎo)電物質(zhì)的沉淀或抽出，使涂料的導(dǎo)電性能下降。近期雖然
用普通溶液或微乳液制備的復(fù)合導(dǎo)電填料，密度雖然比純金屬的密度小，與有機(jī)成膜物質(zhì)
的密度差變小，其在制備或使用過(guò)程中的沉淀或抽出的現(xiàn)象略有改善，但仍然存在沉淀或
抽出的現(xiàn)象，隨著導(dǎo)電涂料的使用時(shí)間延長(zhǎng)，其導(dǎo)電性能仍得不到充分的發(fā)揮。 同濟(jì)大學(xué)(CN1687262)采用混合價(jià)鈦氧化物導(dǎo)電粉或混合價(jià)鎢氧化物導(dǎo)電
粉，與成膜物質(zhì)、各類助劑一起制備了一種導(dǎo)電性較好的涂料；徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
(CN1865359)利用微乳液技術(shù)制備了一種復(fù)合導(dǎo)電涂料用導(dǎo)電粒子，其導(dǎo)電穩(wěn)定、性能突
出；河北省電力研究院(CN101434813)將疏水處理后的納米導(dǎo)電炭黑，與環(huán)氧改性有機(jī)硅
樹(shù)脂及各類助劑一起制備出了一種防腐導(dǎo)電涂料，取得較好的應(yīng)用效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有導(dǎo)電涂料在制備或使用過(guò)程中，導(dǎo)電粒子的沉淀或抽
出的現(xiàn)象。本發(fā)明選用的成膜物質(zhì)由聚合丙烯酸酯類或聚甲基丙烯酸酯類的高分子聚合物
改成相應(yīng)的有機(jī)物單體，無(wú)機(jī)復(fù)合導(dǎo)電填料是作為丙烯酸酯類或甲基丙烯酸酯類單體聚合
時(shí)的一個(gè)有效的組分，形成的有機(jī)-無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料，其無(wú)機(jī)物導(dǎo)電填料成為涂
料中的一個(gè)有效的節(jié)點(diǎn)，而不是一個(gè)獨(dú)立的自由的物理組分。用該發(fā)明制備的導(dǎo)電涂料貯
存時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)電效果更持久。 本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 —種利用類乳液或溶液技術(shù)制備有機(jī)-無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料的方法，利用類 乳液或溶液技術(shù)，以復(fù)合導(dǎo)電填料為無(wú)機(jī)物芯核，以丙烯酸酯類樹(shù)脂為殼體的有機(jī)成膜物 質(zhì)，在引發(fā)劑的作用下，制備成有機(jī)-無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料。其具體步驟如下
(1)用偶聯(lián)劑對(duì)復(fù)合導(dǎo)電填料進(jìn)行預(yù)處理 其中偶聯(lián)劑為鈦酸酯或有機(jī)硅烷油類，偶聯(lián)劑的用量為復(fù)合導(dǎo)電填料的 1.0-1. 3%，偶聯(lián)劑先用200#汽油或異丙醇作為稀釋劑并按1 : l的質(zhì)量比混合后備用；
上述預(yù)處理采用干法處理方法，具體過(guò)程是將復(fù)合導(dǎo)電填料放入轉(zhuǎn)鼓式攪拌機(jī) 中，邊攪拌邊用霧化噴槍噴入上述稀釋后的偶聯(lián)劑，噴完后再攪拌5-15分鐘至均勻，出料備用。
(2)制備類乳液或溶液 所述類乳液是選用乳化劑NP-ll 13與水?dāng)嚢杌旌暇鶆蚝蟮玫降?，其中乳化劑與 水的質(zhì)量比為l : 99，乳化劑的濃度應(yīng)低于臨界膠束濃度CMC; 所述的溶液是直接選擇醋酸酯類溶劑，醋酸酯類溶劑包括醋酸乙酯，醋酸丁酯等，
從使用安全性考慮以醋酸丁酯溶劑為最佳。
(3)制備復(fù)合導(dǎo)電涂料 將預(yù)處理后的復(fù)合導(dǎo)電填料與上述類乳液或溶液一同放入聚合釜中，攪拌條件 下，加入丙烯酸酯類樹(shù)脂、引發(fā)劑，聚合反應(yīng)后即制得有機(jī)_無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料
上述的有機(jī)成膜物質(zhì)丙烯酸酯類樹(shù)脂用量為復(fù)合導(dǎo)電填料質(zhì)量的4. 0 5. 0倍；
上述類乳液或溶液用量原則是類乳液或溶液與復(fù)合導(dǎo)電填料的質(zhì)量比為 90 : 20。 上述引發(fā)劑為偶氮雙丙烷胺(鹽酸鹽)或無(wú)毒偶氮二異庚(去掉腈)或過(guò)氧化苯 甲?；蚺嫉惗‰?，其總的用量為有機(jī)成膜物質(zhì)質(zhì)量的0. 012% 0. 015%。
上述無(wú)機(jī)填料為利用微乳液技術(shù)制備的復(fù)合導(dǎo)電填料。 上述制備復(fù)合導(dǎo)電涂料方法是，當(dāng)有機(jī)成膜物質(zhì)為丙烯酸酯類單體時(shí)，制備復(fù)合 導(dǎo)電涂料方法具體如下將預(yù)處理的復(fù)合導(dǎo)電填料與類乳液或溶液一同放入聚合釜中，攪 拌條件下將丙烯酸酯類單體加入聚合釜中，升溫到60-7(TC，加入引發(fā)劑引發(fā)聚合反應(yīng)，反 應(yīng)時(shí)間約2-3小時(shí)，即得有機(jī)一無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料。所用的丙烯酸酯類單體為甲基 丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸等。 上述制備復(fù)合導(dǎo)電涂料方法是，當(dāng)有機(jī)成膜物質(zhì)為丙烯酸類單體時(shí)，制備復(fù)合導(dǎo) 電涂料方法如下將丙烯酸類單體與90%的引發(fā)劑混合后加入聚合釜中，在沸點(diǎn)下發(fā)生 聚合反應(yīng)，回流2小時(shí)后，再補(bǔ)加10%的引發(fā)劑繼續(xù)發(fā)生聚合反應(yīng)，回流1-2小時(shí)，即得有 機(jī)-無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料。所用的丙烯酸類單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、 丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸等。 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明在類乳液或溶液中用聚合方法合成導(dǎo)電涂料，改變了 機(jī)械方法所制備的復(fù)合導(dǎo)電涂料的缺點(diǎn)，形成的有機(jī)_無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料，其無(wú)機(jī) 物導(dǎo)電填料成為涂料中的一個(gè)有效的節(jié)點(diǎn)，而不是一個(gè)獨(dú)立的自由的物理組分，用該發(fā)明
制備的導(dǎo)電涂料貯存時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)電效果更持久，本發(fā)明具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用推廣前
旦 豕。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的方案及效果。 本實(shí)施例采用丙烯酸酯類單體，其配方如下 原料名稱 用量g 甲基丙烯酸甲酯 25 甲基丙烯酸丁酯 60 丙烯酸丁酯 6. 0 甲基丙烯酸 3
4
偶氮雙丙烷胺 0. 8 過(guò)氧化苯甲酰 0.3 先利用微乳液技術(shù)(CN1865359)制備復(fù)合導(dǎo)電填料，備用； 將20g復(fù)合導(dǎo)電填料在使用前用偶聯(lián)劑進(jìn)行預(yù)處理。偶聯(lián)劑是由鈦酸酯、200#溶 劑汽油按l : l(質(zhì)量比)混合，即2g鈦酸酯加入2g200ft溶劑汽油，攪拌均勻即得處理液。 預(yù)處理方法是將20g復(fù)合導(dǎo)電粒子放入轉(zhuǎn)鼓中，偶聯(lián)劑用噴霧法進(jìn)行干法處理，噴霧完成 后IO分鐘，出料備用； 將90g醋酸丁酯和上述處理待用的20g復(fù)合導(dǎo)電填料一并加到帶有攪拌、回流裝 置的四口燒瓶中，加熱升溫到ll(TC，將上述甲基丙烯酸甲酯類有機(jī)單體組分按配方稱量混 合后與0. 8g偶氮雙丙烷胺或偶氮二異丁腈混合均勻，勻速滴加到反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行聚合反 應(yīng)，滴加時(shí)間為2. 5-3h，然后將反應(yīng)溫度調(diào)整到回流狀態(tài)，在回流溫度下保溫反應(yīng)2小時(shí)； 然后再將10g醋酸丁酯和0. 3g過(guò)氧化苯甲酰的混合液，勻速滴加到反應(yīng)系統(tǒng)中，繼續(xù)回流 反應(yīng)l-2h，即得深度聚合的有機(jī)_無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料。 經(jīng)電子衍射法測(cè)試表明，本發(fā)明復(fù)合導(dǎo)電涂料產(chǎn)品貯存時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)電效果更持久， 綜合性能明顯優(yōu)于普通機(jī)械方法所制備的復(fù)合導(dǎo)電涂料。
權(quán)利要求
一種利用類乳液或溶液技術(shù)制備有機(jī)-無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料的方法，其特征在于利用類乳液或溶液技術(shù)，以復(fù)合導(dǎo)電填料為無(wú)機(jī)物芯核，以丙烯酸酯類樹(shù)脂為殼體的有機(jī)成膜物質(zhì)，在引發(fā)劑的作用下，制備成有機(jī)-無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料。具體步驟如下(1)用偶聯(lián)劑對(duì)復(fù)合導(dǎo)電填料進(jìn)行預(yù)處理其中偶聯(lián)劑為鈦酸酯或有機(jī)硅烷油類，偶聯(lián)劑的用量為復(fù)合導(dǎo)電填料的1.0-1.3％，偶聯(lián)劑先用200#汽油或異丙醇作為稀釋劑并按1∶1的質(zhì)量比混合后備用；預(yù)處理采用干法處理方法，具體過(guò)程是將復(fù)合導(dǎo)電填料放入轉(zhuǎn)鼓式攪拌機(jī)中，邊攪拌邊用霧化噴槍噴入上述稀釋后的偶聯(lián)劑，噴完后再攪拌5-15分鐘至均勻，出料備用；(2)制備類乳液或溶液類乳液選用乳化劑NP-11～13與水?dāng)嚢杌旌霞吹妙惾橐?，其中乳化劑與水的質(zhì)量比為1∶99，乳化劑的濃度應(yīng)低于臨界膠束濃度CMC；溶液直接選擇醋酸酯類溶劑作為溶液，優(yōu)選醋酸丁酯溶劑；(3)制備復(fù)合導(dǎo)電涂料將預(yù)處理后的復(fù)合導(dǎo)電填料與類乳液或溶液一同放入聚合釜中，攪拌條件下，加入丙烯酸酯類樹(shù)脂、引發(fā)劑，聚合反應(yīng)后即制備成有機(jī)-無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料；其中有機(jī)成膜物質(zhì)丙烯酸酯類樹(shù)脂用量為復(fù)合導(dǎo)電填料質(zhì)量的4.0～5.0倍；類乳液或溶液用量為類乳液或溶液與復(fù)合導(dǎo)電填料的質(zhì)量比為90∶20；引發(fā)劑為偶氮雙丙烷胺(鹽酸鹽)或無(wú)毒偶氮二異庚(去掉腈)或過(guò)氧化苯甲?；蚺嫉惗‰?，其總用量為有機(jī)成膜物質(zhì)質(zhì)量的0.012％～0.015％。
2. 按照權(quán)利要求1所述的用微乳液技術(shù)制備復(fù)合導(dǎo)電涂料用導(dǎo)電粒子方法，其特征在 于所述的無(wú)機(jī)填料為利用微乳液技術(shù)制備的復(fù)合導(dǎo)電填料。
3. 按照權(quán)利要求1所述的用微乳液技術(shù)制備復(fù)合導(dǎo)電涂料用導(dǎo)電粒子方法，其特征在 于所述的制備復(fù)合導(dǎo)電涂料方法是，當(dāng)有機(jī)成膜物質(zhì)為丙烯酸酯類單體時(shí)，制備復(fù)合導(dǎo)電涂料方法具體如下將預(yù)處理的復(fù)合導(dǎo)電填料與類乳液或溶液一同放入聚合釜中，攪拌條件下將丙烯酸酯類單體加入聚合釜中，升溫到60-7(TC，加入引發(fā)劑引發(fā)聚合反應(yīng)，反應(yīng)時(shí) 間約2-3小時(shí)，即得有機(jī)一無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料。所用的丙烯酸酯類單體為甲基丙烯 酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸等。
4. 按照權(quán)利要求1所述的用微乳液技術(shù)制備復(fù)合導(dǎo)電涂料用導(dǎo)電粒子方法，其特征在 于所述的制備復(fù)合導(dǎo)電涂料方法是，當(dāng)有機(jī)成膜物質(zhì)為丙烯酸類單體時(shí)，制備復(fù)合導(dǎo)電涂 料方法如下將丙烯酸類單體與90%的引發(fā)劑混合后加入聚合釜中，在沸點(diǎn)下發(fā)生聚合反 應(yīng)，回流2小時(shí)后，再補(bǔ)加10%的引發(fā)劑繼續(xù)發(fā)生聚合反應(yīng)，回流1-2小時(shí)，即得有機(jī)-無(wú)機(jī) 高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料。所用的丙烯酸類單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁 酯和甲基丙烯酸等。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用類乳液或溶液技術(shù)制備有機(jī)—無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料的方法，屬導(dǎo)電涂料領(lǐng)域。利用類乳液或溶液技術(shù)，以復(fù)合導(dǎo)電填料為無(wú)機(jī)物芯核，以丙烯酸酯類樹(shù)脂為殼體的有機(jī)成膜物質(zhì)，在引發(fā)劑的作用下，制備成有機(jī)-無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料。有益效果是，在類乳液或溶液中用聚合方法合成導(dǎo)電涂料，改變了機(jī)械方法所制備的復(fù)合導(dǎo)電涂料的缺點(diǎn)，形成的有機(jī)—無(wú)機(jī)高分子復(fù)合導(dǎo)電涂料，其無(wú)機(jī)物導(dǎo)電填料成為涂料中的一個(gè)有效的節(jié)點(diǎn)，而不是一個(gè)獨(dú)立的自由的物理組分，用該發(fā)明制備的導(dǎo)電涂料貯存時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)電效果更持久，本發(fā)明具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用推廣前景。
文檔編號(hào)C09D133/02GK101712839SQ200910234428
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者彭德厚 申請(qǐng)人:徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院