CN102532975A - 纳米水性导电炭黑色浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种纳米水性导电炭黑色浆,包括:导电炭黑10.0~51.0%、粉体分散剂0.05~1.5%、偶联剂0.5~2.5%、稳定剂0.01~0.30%、水溶性树脂0.1~2.0%、分散剂1.0~7.0%、润湿剂0.5~4.0%、防沉剂0.01~0.3%、非离子乳化剂0.1~1.5%、pH调节剂0.001~0.01%、去离子水30~87%。本发明通过物理和化学相结合的方法,采用干法研磨分散、干法表面改性和湿法研磨技术制备上述导电炭黑色浆。不但解决了导电炭黑分散难的问题,而且色浆的粒径分布窄,与粘结树脂有良好的相容性,炭黑含量高,涂料成膜后能很大程度上降低涂层的电阻,制备的导电色浆稳定性好。
Description
【技术领域】
本发明属于导电高分子复合材料技术领域,涉及一种水性炭黑色浆及其制备方法,尤其涉及一种高结构纳米导电炭黑色浆及其制备。
【背景技术】
导电碳黑是一种利用碳黑本身所具有的特性如导电性能、高结构性质、聚集体不规则且尺寸非常小(纳米级)、与其他物料混炼均匀容易等特点,可有效在绝缘体中形成立体网状结构,有效提高导电性。导电碳黑是所有的导电填料中效果最好,成本最低,最不容易引起产品物理性能变坏的产品。导电碳黑按其导电性能和制造方法可分为:导电炉法碳黑(CF)、超导电炉法碳黑(SCF)、特导电炉法碳黑(XCF)等。
对于导电涂层来说,提高涂层表面导电性一般通过以下几个方式来完成这个目的:一是成膜物质采用导电高分子树脂;二是加入少量的导电剂或;三是采用导电填料;四是以上三种方式复合使用等方法和手段。但考虑导电涂料制备工艺和原料的特性以及使用性,一般以普通的绝缘聚合物为主要基质(成膜物),并掺入一定的导电填料,如导电炭黑进行制备。在导电涂料中加入一定量的导电炭黑,在涂料成膜形成的导电涂层中形成立体网状结构导电通路,使涂层表面在导电碳黑的作用下具有了一定导电功能,从而使得涂层的导电性能大大提高,降低静电影响即可赋予制品导电或防静电作用,有效的增加产品的使用性能和范围。
导电涂料的导电性主要与所采用填料的导电性、使用量、填料颗粒大小以及聚合物与填料颗粒的相容性等因素有着密切的关系。所采用的导电炭黑颗粒越细、分布越窄,网状链堆积越紧密,比表面积就越大;单位质量颗粒多,就更加利于在基质中形成链式导电结构。在其它物料条件一定时,炭黑颗粒在聚合物中的分散状况将决定导电涂料的导电性能。然而,当炭黑颗粒达到纳米级时,比表面积很大,在涂料制备过程中容易产生絮凝现象。另外,碳系复合导电涂料成膜过程中易产生裂纹而使得导电稳定性较差,影响涂料的应用。鉴于上述两个主要的原因,导电炭黑在使用过程先期必须对其表面进行改性和粒径均一化处理。对于水性导电涂料来讲,导电炭黑在使用过程中必须先制备成水性导电炭黑色浆,然后在加入涂料体系中制备出导电涂料。对于水性导电炭黑色浆,不但要求制备的色浆粒径小、分布窄,同时,其表面修饰改性剂后与树脂相容性要好。若采用合适的改性剂和分散方式制备的色浆,可以大大提高其在基质中的分散性和湿润性。
导电炭黑具有一般炭黑的性质,炭黑粒子的大小和比表面积、结构性以及表面性质等主要属性。其中炭黑的结构性起到了主导作用,所谓炭黑的结构是碳原子在生成过程中,由碳原子聚熔而形成的一种状态。当碳原子继续生长时,许多聚熔的原子连结起来形成三度空间和链枝结构,这种结构成为一次结构或永久结构,晶核之间形成了牢固的化学键。而在聚集体之间,形成的主要是范德华力,称为二次结构或次生结构,这些聚集体粒子连结起来的附聚体呈链枝结构,容易破坏,过程也可逆。就炭黑粒径而言,原生粒径一般在10~100nm;聚集体粒径也就是所说的炭黑粒径一般在50~500nm;而形成的附聚体在1μm以上。而对于高导炭黑,由于其制备的特性,其表观粒径在10μm以上。要使得导电炭黑在水性导电涂料中分散均一,达到良好的导电效果,必须进行解聚和稳定化处理,采用的导电炭黑色浆粒径大小小于1μm。
对于水性导电炭黑色浆,不但要求粒径细,分布均一而且与主体树脂有良好的相容性。在制备导电炭黑色浆的过程中,不仅要考虑炭黑的分散还要对其进行表面处理和改性。目前在制备稳定炭黑色浆处理和改性的方法主要有以下几个方面:氧化改性、接枝改性、分散剂直接分散和聚合物包覆的方法。所有的方法都是针对炭黑表面性质引入特征基团使炭黑表面具有足够的静电斥力和空间位阻,防止团聚,从而制备稳定的炭黑水性分散液。对于任何颜料色浆的制备都是经历三个阶段:颜料的表面润湿、机械力的分散和颜料离子的稳定阶段。对于炭黑色浆的制备也是经历这样一个过程。考虑到导电炭黑的特性,表面润湿过程还要考虑降低其强力的吸附性,在机械分散阶段选择特殊的制备设备,在分散和稳定阶段选用合适的分散、润湿体系,才可以达到良好的分散效果和粒径的均一化。
虽然国内的许多公司和科研机构开发出了很多水性炭黑色浆,但在众多水性炭黑色浆产品中,水性导电炭黑色浆特别应用于水性导电涂料中得专利技术并不多见。即便是通用型炭黑色浆无论是在制备过程还是在使用过程都有一定的局限性。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供了一种应用于水性导电涂料中的纳米级水性导电炭黑色浆。
本发明提供的纳米水性导电炭黑色浆,包括下述重量百分比的组分:
导电炭黑10.0~51.0%、粉体分散剂0.05~1.5%、偶联剂0.5~2.5%、稳定剂0.01~0.30%、水溶性树脂0.1~2.0%、分散剂1.0~7.0%、润湿剂0.5~4.0%、防沉剂0.01~0.3%、非离子乳化剂0.1~1.5%、pH调节剂0.001~0.01%、去离子水30~87%。
上述组分可进一步包括防冻剂0.001~0.01%和杀菌剂0.001~0.06%。
本发明还提供了一种制备纳米水性导电炭黑色浆的方法,是一种物理和化学相结合的方法,通过干法研磨分散、干法表面改性和湿法研磨技术处理导电炭黑制备导电色浆,包括以下步骤:
(1)干法研磨分散导电炭黑:
将导电炭黑和粉体分散剂按配比混合研磨分散,得到细度均一的导电炭黑粉体;
(2)干法改性分散导电炭黑:
在分散好的导电炭黑中按配比加入偶联剂、稳定剂和树脂,置于PSC粉体表面改性机中,设定温度和转速的条件下进行干法改性,制备改性导电炭黑粉体;
(3)导电炭黑色浆的制备:
在通过步骤(2)制备的改性导电炭黑粉体中按配比加入分散剂、润湿剂、防沉剂、非离子乳化剂、pH调节剂和去离子水,或进一步添加防冻剂及杀菌剂,经过润湿、分散、研磨和过滤,最后得到导电炭黑含量为10-30%的纳米级水性导电炭黑色浆。
与现有技术相比,本发明具有以下特点:
1)本发明依据导电炭黑的特殊结构和特性,采用干法研磨分散,最大化的利用粉体分散剂的分散功能,提高了利用效率,在强力分散的作用下,将导电炭黑的粒径减小同时均一性提高,有利于最终色浆在后期湿法研磨的分散和润湿。
2)本发明采用干法化学改性研磨后的粉体导电炭黑,利用偶联剂和稳定剂的作用,在一定温度下,将导电炭黑进行表面修饰和改性,同时,降低了助剂在水性条件下得利用率,提高处理剂对导电炭黑表面的包覆效果,使得最终制备的导电色浆与导电涂料中的有机粘结树脂有良好的相容性。
3)本发明为了更好的提高导电炭黑色浆的粒度和稳定性,在湿法研磨分散的过程中,加入一定量的润湿分散剂和防沉剂,在很大程度上细化了色浆粒径,提高了色浆的储存稳定性。
应用本发明制备的水性导电炭黑色浆,不但解决了导电炭黑分散难得问题,使其具有比较高的炭黑含量,约为10-25%,减少了导电涂料中的添加量,并且降低了加工成本;制备的色浆粒径分布窄,平均粒径为70-150nm。在使用过程中,与粘结树脂有良好的相容性,涂料成膜后能很大程度上降低涂层的电阻;制备的导电色浆稳定性好,受高价金属离子影响小,便于储存和运输;可以连续工业化生产,具有很好的市场价值。
【附图说明】
图1为本发明导电炭黑色浆制备工艺图;
图2为本发明实施例1制备的导电炭黑色浆的粒径大小及分布;
图3为本发明实施例2制备的导电炭黑色浆的粒径大小及分布;
图4为本发明实施例3制备的导电炭黑色浆的粒径大小及分布;
图5为本发明实施例4制备的导电炭黑色浆的粒径大小及分布。
【具体实施方式】
为实现本发明目的,以下结合附图及实施例,对本发明作进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例,仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供了一种纳米水性导电炭黑色浆,包括下述重量百分比的组分:
导电炭黑10.0~51.0%、粉体分散剂0.05~1.5%、偶联剂0.5~2.5%、稳定剂0.01~0.30%、水溶性树脂0.1~2.0%、分散剂1.0~7.0%、润湿剂0.5~4.0%、防沉剂0.01~0.3%、非离子乳化剂0.1~1.5%、pH调节剂0.001~0.01%、去离子水30~87%。
上述各组份的重量百分比数值优选范围为:导电炭黑15.0~40.0%、粉体分散剂0.2~1.5%、偶联剂0.6~2.4%、稳定剂0.015~0.25%、水溶性树脂0.2~1.5%、分散剂1.5~6.5%、润湿剂0.9~3.5%、防沉剂0.02~0.28%、非离子乳化剂0.2~1.4%、pH调节剂0.001~0.009%、去离子水45~80%。
或者,上述各组份的重量百分比数值优选范围为:导电炭黑18.0~30.0%、粉体分散剂0.35~1.4%、偶联剂0.7~2.0%、稳定剂0.02~0.24%、水溶性树脂0.35~1.4%、分散剂2.0~5.5%、润湿剂1.0~3.2%、防沉剂0.04~0.26%、非离子乳化剂0.3~1.3%、pH调节剂0.002~0.008%、去离子水55~75%。
或者,上述各组份的重量百分比数值优选范围为:导电炭黑20.0~28.0%、粉体分散剂0.4~1.0%、偶联剂0.8~1.5%、稳定剂0.03~0.1%、水溶性树脂0.7~1.0%、分散剂3.0~4.5%、润湿剂1.5~3.0%、防沉剂0.09~0.25%、非离子乳化剂0.4~1.0%、pH调节剂0.003~0.007%、去离子水60~70%。
上述纳米水性导电炭黑色浆根据需要还可包括防冻剂0.001~0.01%、杀菌剂0.001~0.06%,优选防冻剂0.003~0.006%、杀菌剂0.015~0.40%。
上述各组分中:
所述导电炭黑其比表面积-约700-800m2/g,孔体积为310-345ml/100g,粒径100-125μm。
所述粉体分散剂选用聚丙烯酸钠、萘磺酸钠盐甲醛缩合物、苯磺酸钠盐甲醛缩合物中的一种或者多种。
所述偶联剂选用铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的一种或者多种。
所述的润湿剂选用烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯,分子结构式如下:
其中R基团是甲基、乙基、丙基、异丙基、辛基、己基、戊基和十三烷基,n值为3-10。
所述的稳定剂选用硬脂酸、硬脂酸锌、硬质酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸单甘脂和磷酸三丁酯中的一种或多种。
所述分散剂选用聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、三乙基己基磷酸、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种。
所述防沉剂选用凹凸棒、钙基膨润土、钠基膨润土或有机膨润土中的一种或多种。
所述非离子乳化剂选用平平加、硬脂酸单甘脂、op-10、span60、spn80或span20中的一种或多种。
所述pH调节剂选用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾和氨水中的一种或多种。
所述杀菌剂选用甲基托布津、百菌清、敌克松、五氯硝基苯中的一种或多种。
所述防冻剂选用乙醇、乙二醇、丙三醇中的一种或多种。
参见图1,本发明提供的纳米水性导电炭黑色浆的制备方法为:
(1)干法研磨分散导电炭黑:
按上述原材料按质量百分比依次把导电炭黑、粉体分散剂一次性加入雷蒙磨中,研磨0.5~1.0h,温度控制在40℃左右,得到细度均一的导电炭黑粉体;
(2)干法改性分散导电炭黑:
将研磨、分散后的炭黑,移入PSC粉体改性机中,然后依次按上述比例加入偶联剂、稳定剂和水溶性树脂,设定改性温度60~80℃,转速100~280rpm,处理时间0.5~1.5h;
(3)导电炭黑色浆的制备:
将改性后的导电炭黑中加入分散剂、非离子乳化剂、防沉剂、润湿剂和去离子水,高速分散机分散0.5~1.5h,转速1000~1500rpm,然后应用卧式研磨机处理,再导入反应釜中,加入pH调节剂分散均一,再在低速搅拌0.5~1.0h,自然降温至室温,经过振动筛过滤,然后密封包装即可。
上述制备过程可采用上述纳米水性导电炭黑色浆组分的原料。
本步骤制备过程中,必要时,还可加入防冻剂和杀菌剂。这样,经过润湿、分散、研磨和过滤,最后得到导电炭黑含量为10-30%的纳米级水性导电炭黑色浆。
实施例1
精确称量导电炭黑20.0%和粉体分散剂(聚丙烯酸钠)0.80%一次性加入雷蒙磨中,研磨0.5~1.0h,体系温度控制在40℃左右;
将研磨后的炭黑,移入PSC粉体改性机中,然后依次加入偶联剂(铬络合物偶联剂)0.90%、稳定剂(硬脂酸)0.05%和水溶性树脂0.8%,设定改性温度60~80℃,转速100~280rpm,处理时间0.5~1.5h;
依次称取去离子水71.70%、分散剂(聚丙烯酸钠)3.5%、非离子乳化剂(OP-10)0.50%、润湿剂(烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯)1.5%放入拉缸中,开动高速分散机(速度500~800rpm),搅拌0.2~0.5h,使得助剂完全溶解,缓慢加入防沉剂(凹凸棒)0.09%和改性好的炭黑,提高转速(速度为1000~1500rpm)分散0.5~1.5h,然后将分散好的预制色浆通过循环式卧式研磨机研磨至100nm左右,再导入拉缸中,加入调节剂0.003%,调节pH在8.0左右,再在低速(速度为500~700rpm)搅拌0.5~1.0h,最后自然降温至室温,经过振动筛过滤,密封包装即可。
本实施例制备的导电炭黑色浆的粒径大小及分布见图2,由图2可知,粒径大小集中分布在62-145nm之间。
实施例2
精确称量导电炭黑20.0%和粉体分散剂(萘磺酸钠盐甲醛缩合物)0.70%一次性加入雷蒙磨中,研磨0.5~1.0h,体系温度控制在40℃左右;
将研磨后的炭黑,移入PSC粉体改性机中,然后依次加入偶联剂(钛酸酯偶联剂)0.70%、稳定剂(硬脂酸锌)0.08%和水溶性树脂0.9%,设定改性温度60~80℃,转速100~280rpm,处理时间0.5~1.5h;
依次称取去离子水70.41%、分散剂(六偏磷酸钠)4.0%、非离子乳化剂(平平加)0.90%、润湿剂(烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯)2.0%、防冻剂(丙三醇)0.004%和杀菌剂(百菌清)0.20%放入拉缸中,开动高速分散机(速度500~800rpm),搅拌0.2~0.5h,使得助剂完全溶解,缓慢加入防沉剂(钠基膨润土)0.10%和改性好的炭黑,提高转速(速度为1000~1500rpm)分散0.5~1.5h,然后将分散好的预制色浆通过循环式卧式研磨机研磨至100nm左右,再导入拉缸中,加入调节剂0.005%,调节pH在8.0左右,再在低速(速度为500~700rpm)搅拌0.5~1.0h,最后自然降温至室温,经过振动筛过滤,密封包装即可。
本实施例制备的导电炭黑色浆的粒径大小及分布见图3,由图3可知,粒径大小集中分布在87-127nm之间。
实施例3
精确称量导电炭黑25.0%和粉体分散剂(聚丙烯酸钠)0.90%一次性加入雷蒙磨中,研磨0.5~1.0h,体系温度控制在40℃左右;
将研磨后的炭黑,移入PSC粉体改性机中,然后依次加入偶联剂(钛酸酯偶联剂)1.0%、稳定剂(硬质酸钠)0.1%和水溶性树脂0.7%,设定改性温度60~80℃,转速100~280rpm,处理时间0.5~1.5h;
依次称取去离子水64.69%、分散剂(三乙基己基磷酸)4.0%、非离子乳化剂(span60)0.80%、润湿剂(烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯)2.5%、防冻剂(乙醇)0.003%和杀菌剂(敌克松)0.20%放入拉缸中,开动高速分散机(速度500~800rpm),搅拌0.2~0.5h,使得助剂完全溶解,缓慢加入防沉剂(钙剂膨润土)0.10%和改性好的炭黑,提高转速(速度为1000~1500rpm)分散0.5~1.5h,然后将分散好的预制色浆通过循环式卧式研磨机研磨至100nm左右,再导入拉缸中,加入调节剂0.004%,调节pH在8.0左右,再在低速(速度为500~700rpm)搅拌0.5~1.0h,最后自然降温至室温,经过振动筛过滤,密封包装即可。
本实施例制备的导电炭黑色浆的粒径大小及分布见图4,由图4可知,粒径大小集中分布在87-127nm之间。
实施例4
精确称量导电炭黑28.0%和粉体分散剂(聚丙烯酸钠及苯磺酸钠盐甲醛缩合物)1.00%一次性加入雷蒙磨中,研磨0.5~1.0h,体系温度控制在40℃左右;
将研磨后的炭黑,移入PSC粉体改性机中,然后依次加入偶联剂(硅烷偶联剂)1.2%、稳定剂(硬脂酸单甘脂)0.1%和水溶性树脂0.70%,设定改性温度60~80℃,转速100~280rpm,处理时间0.5~1.5h;
依次称取去离子水60.60%、分散剂(三聚磷酸钠)4.5%、非离子乳化剂(具span80)1.00%、润湿剂(烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯)2.5%、防冻剂(丙三醇)0.005%和杀菌剂(百菌清)0.30%放入拉缸中,开动高速分散机(速度500~800rpm),搅拌0.2~0.5h,使得助剂完全溶解,缓慢加入防沉剂(凹凸棒)0.09%和改性好的炭黑,提高转速(速度为1000~1500rpm)分散0.5~1.5h,然后将分散好的预制色浆通过循环式卧式研磨机研磨至100nm左右,再导入拉缸中,加入调节剂0.005%,调节pH在8.0左右,再在低速(速度为500~700rpm)搅拌0.5~1.0h,最后自然降温至室温,经过振动筛过滤,密封包装即可。
本实施例制备的导电炭黑色浆的粒径大小及分布见图5,由图5可知,粒径大小集中分布在87-127nm之间。
制备好的水性导电炭黑色浆检测相关指标如下:
经过以上有关色浆的指标检测,用本发明制备的水性导电炭黑色浆,无论在粒径、粘度指标还是储存方面均达到优等水性导电炭黑色浆的产品要求。
本发明在充分考虑导电炭黑的特性、干法粉体改性方法、水性色浆制备方法和导电色浆在水性导电涂料应用等方面的基础上,开发出一种特别适用于水性导电涂料的纳米级水性导电炭黑色浆,从根本上解决了高结构导电炭黑生产和使用过程中导电炭黑分散难的问题,具有比较高的炭黑含量,碳含量为10-30%,制备出来的纳米级水性导电炭黑色浆不但应用的助剂量相对少,与树脂乳液有良好的相容性,粒径分布窄,大小在70-150nm之间,涂料成膜后能很大程度上降低涂层的电阻,而且最大化的发挥了助剂的使用效率,并且赋予了水性色浆在导电涂料使用过程中的良好效果。
本发明制备工艺相对简单,所采用的原料价格便宜,加工成本低,制备的导电色浆稳定性好,受高价金属离子影响小,便于储存和运输,且可以连续工业化生产,具有很好的市场价值。
以上所述实施例仅表达了本发明优选的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (15)
1.一种纳米水性导电炭黑色浆,其特征在于,包括下述重量百分比的组分:
导电炭黑10.0~51.0%、粉体分散剂0.05~1.5%、偶联剂0.5~2.5%、稳定剂0.01~0.30%、水溶性树脂0.1~2.0%、分散剂1.0~7.0%、润湿剂0.5~4.0%、防沉剂0.01~0.3%、非离子乳化剂0.1~1.5%、pH调节剂0.001~0.01%、去离子水30~87%。
2.根据权利要求1所述的纳米水性导电炭黑色浆,其特征在于,还包括防冻剂0.001~0.01%、杀菌剂0.001~0.06%。
3.根据权利要求1所述的纳米水性导电炭黑色浆,其特征在于,所述组份的重量百分比数值优选范围为:导电炭黑15.0~40.0%、粉体分散剂0.2~1.5%、偶联剂0.6~2.4%、稳定剂0.015~0.25%、水溶性树脂0.2~1.5%、分散剂1.5~6.5%、润湿剂0.9~3.5%、防沉剂0.02~0.28%、非离子乳化剂0.2~1.4%、pH调节剂0.001~0.009%、去离子水45~80%。
4.根据权利要求1所述的纳米水性导电炭黑色浆,其特征在于,所述组份的重量百分比数值优选范围为:导电炭黑18.0~30.0%、粉体分散剂0.35~1.4%、偶联剂0.7~2.0%、稳定剂0.02~0.24%、水溶性树脂0.35~1.4%、分散剂2.0~5.5%、润湿剂1.0~3.2%、防沉剂0.04~0.26%、非离子乳化剂0.3~1.3%、pH调节剂0.002~0.008%、去离子水55~75%。
5.根据权利要求1所述的纳米水性导电炭黑色浆,其特征在于,所述组份的重量百分比数值优选范围为:导电炭黑20.0~28.0%、粉体分散剂0.4~1.0%、偶联剂0.8~1.5%、稳定剂0.03~0.1%、水溶性树脂0.7~1.0%、分散剂3.0~4.5%、润湿剂1.5~3.0%、防沉剂0.09~0.25%、非离子乳化剂0.4~1.0%、pH调节剂0.003~0.007%、去离子水60~70%。
6.根据权利要求1-5任一项所述的纳米水性导电炭黑色浆,其特征在于,所述的导电炭黑其比表面积为700-800m2/g,孔体积为310-345ml/100g,粒径100-125μm。
7.根据权利要求1-5任一项所述的纳米水性导电炭黑色浆,其特征在于,所述粉体分散剂是聚丙烯酸钠、萘磺酸钠盐甲醛缩合物、苯磺酸钠盐甲醛缩合物中的一种或者多种。
8.根据权利要求1-5任一项所述的纳米水性导电炭黑色浆,其特征在于,所述偶联剂是铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的一种或者多种。
10.根据权利要求1-5任一项所述的纳米水性导电炭黑色浆,其特征在于,所述的稳定剂是硬脂酸、硬脂酸锌、硬质酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸单甘脂和磷酸三丁酯中的一种或多种。
11.一种纳米水性导电炭黑色浆的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)干法研磨分散导电炭黑:
将导电炭黑和粉体分散剂按配比混合研磨分散,得到细度均一的导电炭黑粉体;
(2)干法改性分散导电炭黑:
在分散好的导电炭黑中按配比加入偶联剂、稳定剂和水溶性树脂,置于PSC粉体表面改性机中,设定温度和转速的条件下进行干法改性,制备改性导电炭黑粉体;
(3)导电炭黑色浆的制备:
在通过步骤(2)制备的改性导电炭黑粉体中按配比加入分散剂、润湿剂、防沉剂、非离子乳化剂、pH调节剂和去离子水,或进一步添加防冻剂及杀菌剂,经过润湿、分散、研磨和过滤,最后得到导电炭黑含量为10-30%的纳米级水性导电炭黑色浆。
12.根据权利要求11所述的纳米水性导电炭黑色浆的制备方法,其特征在于,所述制备方法中包括下述重量百分比组分的原料:
导电炭黑10.0~51.0%、粉体分散剂0.05~1.5%、偶联剂0.5~2.5%、稳定剂0.01~0.30%、水溶性树脂0.1~2.0%、分散剂1.0~7.0%、润湿剂0.5~4.0%、防沉剂0.01~0.3%、非离子乳化剂0.1~1.5%、防冻剂0.001~0.01%、杀菌剂0.001~0.06%、pH调节剂0.001~0.01%、去离子水30~87%。
13.根据权利要求11或12所述的纳米水性导电炭黑色浆的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中研磨时间为0.5~1.0h,温度控制在40℃。
14.根据权利要求11或12所述的纳米水性导电炭黑色浆的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中设定改性温度60~80℃,转速100~280rpm,处理时间0.5~1.5h。
15.根据权利要求11或12所述的纳米水性导电炭黑色浆的制备方法,其特征在于,所述步骤3)中采用高速分散机分散0.5~1.5h,转速1000~1500rpm,然后应用卧式研磨机处理,再导入反应釜中,加入pH调节剂分散,再在低速搅拌0.5~1.0h,自然降温至室温后经过振动筛过滤,然后密封包装即可。
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