CN113122112A - 一种纳米碳防腐导电涂料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米碳防腐导电涂料的制备方法，具体涉及导电涂料技术领域，通过在对纳米碳管以及纳米碳纤维进行混合的过程中，需要提前对纳米碳管以及纳米碳纤维进行超声、研磨、切割以及高压均质，从而保障纳米碳管以及纳米碳纤维的密度，保障该涂料加工后的密度，且通过将纳米碳管和纳米碳纤维与金属颗粒进行混合和电晕处理，从而提高了导电纳米碳材料的导电效果，且保障了导电纳米碳材料的强度，进而降低了镍粉氧化的可能，且该涂料可以有效的降低了因制备过程中气体的进入而导致该涂料内部材料之间结构出现不稳定的情况，从而提高了该涂料的使用寿命，且降低了该涂料由于气体的粘附而导致使用时出现开裂或脱落的可能。
Description
技术领域
本发明涉及导电涂料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种纳米碳防腐导电涂料的制备方法。
背景技术
PTC效应，即正温度系数效应，是指此材料的电阻会随温度的升高而增加。PTC效应在电加热元件中可以有效保护发热体，随着温度升高，电阻增大，功率下降，可实现对温度的自适应调控，是一种安全可靠的过热保护手段。随着近年来电加热产品的不断涌现，采用涂布印刷工艺的面状发热膜由于具有发热均匀、热能利用率高、辐射面积大、电流密度低、电磁辐射低等特点，成为新一代的高效电加热技术。该类产品的核心技术是印刷油墨，其中以碳材料为主要导电填料的碳系电热油墨成为主流产品。但是碳材料本身是一种NTC(负温度系数)材料，随着温度上升，电阻下降，功率不断上升将给使用安全带来巨大问题。
导电接地棒是电力***中电力接地的关键零件，由于接地棒为铁质，使用时裸露于空气中或插在地中，容易被氧化和腐蚀，为防止接地棒被氧化腐蚀，通常在接地棒表面镀铜或是涂上导电涂料，镀铜层仍然会无法避免被腐蚀，只是延缓了被腐蚀的速度，目前常用的导电涂料，采用石蹑或镍粉为原料制成，石墨制成的导电涂料干燥后容易开裂，使封闭性能差，镍粉容易被氧化，然而采用其他材料替换镍粉则难以保障其导电性，因此如何解决镍粉的氧化以及提高导电涂料的导电效果则成为的必须解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种纳米碳防腐导电涂料的制备方法，本发明所要解决的技术问题是：目前常用的导电涂料，采用石蹑或镍粉为原料制成，石墨制成的导电涂料干燥后容易开裂，使封闭性能差，镍粉容易被氧化，然而采用其他材料替换镍粉则难以保障其导电性，因此如何解决镍粉的氧化以及提高导电涂料的导电效果则成为的必须解决的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纳米碳防腐导电涂料，包括以下材料：
导电纳米碳材料、水性环氧树脂、稀释剂、镍粉、亲水助溶剂、纯水、流平剂和染色剂。
其原料配比为：
导电纳米碳材料35份、水性环氧树脂25份、稀释剂10份、镍粉5份、亲水助溶剂10份、纯水13份、流平剂1份和染色剂1份。
作为本发明的进一步方案：所述导电纳米碳材料包括以下原料：
纳米碳管、纳米碳纤维以及金属颗粒。
其原料配比为：
纳米碳管30份、纳米碳纤维35份以及金属颗粒25份。
作为本发明的进一步方案：包括以下制备方法：
S1、将纳米碳管和纳米碳纤维倾倒至混合桶内，通过混合桶内部的高速转动对纳米碳管以及纳米碳纤维进行混合，且在混合的过程中需要注意的是混合桶的搅拌轴采用圆柱形混合搅拌轴，混合10min-15min后加入金属颗粒。
S2、在将金属颗粒倾倒至混合桶内后持续运转混合桶5min-10min，混合完毕将其倾倒至非金属容器内，从而得到次级导电纳米材料，将承载次级导电纳米材料的容器连通次级导电纳米材料置入单一气体环境，并于该气体环境形成等离子体以对该纳米碳管进行电晕处理，令该纳米碳管之间产生放电电流，从而得到导电纳米碳材料。
作为本发明的进一步方案：包括以下制备步骤：
步骤A：将导电纳米碳材料、流平剂、稀释剂以及镍粉通过搅拌的方式混合均匀，在通过超声、研磨、切割以及高压均质等工具制备得到了分散均匀的导电纳米碳液，静置消泡后备用。
步骤B：将剩余水性环氧树脂和纯水通过高速分散机进行处理，处理时间为40min-100min，将处理完毕的水箱环氧树脂溶液与导电纳米碳液进行混合，且在混合的过程中需要采用真空环境处理水性环氧树脂，以防止水性环氧树脂出现气泡的情况，并在混合的过程中保障混合容器内部转速为300rpm-500rpm，持续20min-25min后调节混合容器内部转速，使其转速维持在100rpm，之后加导电纳米碳液、入亲水助溶剂以及染色剂进行充分混合，最后添加增稠剂对涂料的粘稠度进行调整即可获得纳米碳防腐导电涂料。
作为本发明的进一步方案：所述S2中金属颗粒设置为镍粉，所述纳米碳管的长度介于4nm至0.8mm之间。
作为本发明的进一步方案：所述S2中金属颗粒的粒径介于2nm至250um之间。
作为本发明的进一步方案：所述S2中对镍粉进行电晕处理时，所达到的稳定为700℃-900℃，所述步骤B中的混合以及添加亲水助溶剂、染色剂以及增稠剂的步骤需要混合容器内处于真空的状态，从而避免在搅拌混合时出现气泡。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过在对纳米碳管以及纳米碳纤维进行混合的过程中，需要提前对纳米碳管以及纳米碳纤维进行超声、研磨、切割以及高压均质，从而保障纳米碳管以及纳米碳纤维的密度，使得在将导电纳米碳液与水性环氧树脂进行混合时，保障该涂料的密度，使得该涂料在加工完毕使用的过程中不易强度交底而导致表面起皱甚至开裂的情况，且通过将纳米碳管和纳米碳纤维与金属颗粒进行混合和电晕处理，从而提高了导电纳米碳材料的导电效果，且保障了导电纳米碳材料的强度，进而降低了镍粉氧化的可能；
2、本发明通过在处理水性环氧树脂、纯水以及导电纳米碳液的过程中采用真空的方式对进行混合处理，从而大大降低了在混合水性环氧树脂、纯水以及导电纳米碳液的过程中，由于外界空气的进入而导致混合完毕的涂料内部含有空气的可能，使得该涂料可以有效的降低了因制备过程中气体的进入而导致该涂料内部材料之间结构出现不稳定的情况，从而提高了该涂料的使用寿命，且降低了该涂料由于气体的粘附而导致使用时出现开裂或脱落的可能。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种纳米碳防腐导电涂料，包括以下材料：
导电纳米碳材料、水性环氧树脂、稀释剂、镍粉、亲水助溶剂、纯水、流平剂和染色剂。
其原料配比为：
导电纳米碳材料35份、水性环氧树脂25份、稀释剂10份、镍粉5份、亲水助溶剂10份、纯水13份、流平剂1份和染色剂1份。
导电纳米碳材料包括以下原料：
纳米碳管、纳米碳纤维以及金属颗粒。
其原料配比为：
纳米碳管30份、纳米碳纤维35份以及金属颗粒25份。
一种纳米碳防腐导电涂料的制备方法，包括以下制备方法：
S1、将纳米碳管和纳米碳纤维倾倒至混合桶内，通过混合桶内部的高速转动对纳米碳管以及纳米碳纤维进行混合，且在混合的过程中需要注意的是混合桶的搅拌轴采用圆柱形混合搅拌轴，混合10min-15min后加入金属颗粒。
S2、在将金属颗粒倾倒至混合桶内后持续运转混合桶5min-10min，混合完毕将其倾倒至非金属容器内，从而得到次级导电纳米材料，将承载次级导电纳米材料的容器连通次级导电纳米材料置入单一气体环境，并于该气体环境形成等离子体以对该纳米碳管进行电晕处理，令该纳米碳管之间产生放电电流，从而得到导电纳米碳材料。
一种纳米碳防腐导电涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤A：将导电纳米碳材料、流平剂、稀释剂以及镍粉通过搅拌的方式混合均匀，在通过超声、研磨、切割以及高压均质等工具制备得到了分散均匀的导电纳米碳液，静置消泡后备用。
步骤B：将剩余水性环氧树脂和纯水通过高速分散机进行处理，处理时间为40min-100min，将处理完毕的水箱环氧树脂溶液与导电纳米碳液进行混合，且在混合的过程中需要采用真空环境处理水性环氧树脂，以防止水性环氧树脂出现气泡的情况，并在混合的过程中保障混合容器内部转速为300rpm-500rpm，持续20min-25min后调节混合容器内部转速，使其转速维持在100rpm，之后加导电纳米碳液、入亲水助溶剂以及染色剂进行充分混合，最后添加增稠剂对涂料的粘稠度进行调整即可获得纳米碳防腐导电涂料。
S2中金属颗粒设置为镍粉，纳米碳管的长度介于4nm至0.8mm之间。
S2中金属颗粒的粒径介于2nm至250um之间。
S2中对镍粉进行电晕处理时，所达到的稳定为700℃-900℃，步骤B中的混合以及添加亲水助溶剂、染色剂以及增稠剂的步骤需要混合容器内处于真空的状态，从而避免在搅拌混合时出现气泡。
实施例2：
本实施例一种纳米碳防腐导电涂料的制备方法同实施例1，其区别仅在于，包括以下制备方法：
S1、将纳米碳管和纳米碳纤维倾倒至混合桶内，通过混合桶内部的高速转动对纳米碳管以及纳米碳纤维进行混合，且在混合的过程中需要注意的是混合桶的搅拌轴采用圆柱形混合搅拌轴，混合10min-15min后加入金属颗粒。
S2、在将金属颗粒倾倒至混合桶内后持续运转混合桶5min-10min，混合完毕将其倾倒至非金属容器内，从而得到次级导电纳米材料，将承载次级导电纳米材料的容器连通次级导电纳米材料置入单一气体环境，并于该气体环境形成等离子体以对该纳米碳管进行电晕处理，令该纳米碳管之间产生放电电流，从而得到导电纳米碳材料。
包括以下制备步骤：
步骤A：将导电纳米碳材料、流平剂、稀释剂以及镍粉通过搅拌的方式混合均匀得到分散均匀的导电纳米碳液，静置消泡后备用。
步骤B：将剩余水性环氧树脂和纯水通过高速分散机进行处理，处理时间为40min-100min，将处理完毕的水箱环氧树脂溶液与导电纳米碳液进行混合，且在混合的过程中需要采用真空环境处理水性环氧树脂，以防止水性环氧树脂出现气泡的情况，并在混合的过程中保障混合容器内部转速为300rpm-500rpm，持续20min-25min后调节混合容器内部转速，使其转速维持在100rpm，之后加导电纳米碳液、入亲水助溶剂以及染色剂进行充分混合，最后添加增稠剂对涂料的粘稠度进行调整即可获得纳米碳防腐导电涂料。
实施例3：
包括以下制备方法：
本实施例一种纳米碳防腐导电涂料的制备方法同实施例1，其区别仅在于，包括以下制备方法：
S1、将纳米碳管和纳米碳纤维倾倒至混合桶内，通过混合桶内部的高速转动对纳米碳管以及纳米碳纤维进行混合，且在混合的过程中需要注意的是混合桶的搅拌轴采用圆柱形混合搅拌轴，混合10min-15min后加入金属颗粒。
S2、在将金属颗粒倾倒至混合桶内后持续运转混合桶5min-10min，混合完毕将其倾倒至非金属容器内，从而得到次级导电纳米材料，将承载次级导电纳米材料的容器连通次级导电纳米材料置入单一气体环境，并于该气体环境形成等离子体以对该纳米碳管进行电晕处理，令该纳米碳管之间产生放电电流，从而得到导电纳米碳材料。
步骤A：将导电纳米碳材料、流平剂、稀释剂以及镍粉通过搅拌的方式混合均匀，在通过超声、研磨、切割以及高压均质等工具制备得到了分散均匀的导电纳米碳液，静置消泡后备用。
步骤B：将剩余水性环氧树脂和纯水通过高速分散机进行处理，处理时间为40min-100min，将处理完毕的水箱环氧树脂溶液与导电纳米碳液进行混合，并在混合的过程中保障混合容器内部转速为300rpm-500rpm，持续20min-25min后调节混合容器内部转速，使其转速维持在100rpm，之后加导电纳米碳液、入亲水助溶剂以及染色剂进行充分混合，最后添加增稠剂对涂料的粘稠度进行调整即可获得纳米碳防腐导电涂料。
综上可知，本发明：当未采用通过超声、研磨、切割以及高压均质等工具制备而得到的分散均匀导电纳米碳液，并且通过导电纳米碳液与水性环氧树脂混合时，水性环氧树脂由于内部混合物的密度不等，导致其涂抹使用的过程中，容易在涂抹时的表面出现开裂的情况，且由于混合物的密度不等导致混合物之间容易出现漏气或气泡的情况，大大降低了该涂料的使用寿命，当该涂料为采用真空的环境对环氧树脂和导电纳米碳液混合时，由于混合时的高速转动，导致空气与水性环氧树脂和导电纳米碳液充分混合，此方法得到的涂料内部结构极为不稳定，不仅难以保障涂料的使用寿命，且在外界温度过高或过低时，涂料表面也会出现开裂脱落的情况。
通过在对纳米碳管以及纳米碳纤维进行混合的过程中，需要提前对纳米碳管以及纳米碳纤维进行超声、研磨、切割以及高压均质，从而保障纳米碳管以及纳米碳纤维的密度，使得在将导电纳米碳液与水性环氧树脂进行混合时，保障该涂料的密度，使得该涂料在加工完毕使用的过程中不易强度交底而导致表面起皱甚至开裂的情况，且通过将纳米碳管和纳米碳纤维与金属颗粒进行混合和电晕处理，从而提高了导电纳米碳材料的导电效果，且保障了导电纳米碳材料的强度，进而降低了镍粉氧化的可能。
通过在处理水性环氧树脂、纯水以及导电纳米碳液的过程中采用真空的方式对进行混合处理，从而大大降低了在混合水性环氧树脂、纯水以及导电纳米碳液的过程中，由于外界空气的进入而导致混合完毕的涂料内部含有空气的可能，使得该涂料可以有效的降低了因制备过程中气体的进入而导致该涂料内部材料之间结构出现不稳定的情况，从而提高了该涂料的使用寿命，且降低了该涂料由于气体的粘附而导致使用时出现开裂或脱落的可能。
因设置有染色剂，使得该涂料在制备完毕后，可以根据所需涂抹的位置对其颜色进行挑选，且由于不同颜色对阳光的吸收以及反射效率各不相同，进而提高了该涂料的适用性。
最后应说明的几点是：虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明的基础上，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种纳米碳防腐导电涂料，其特征在于：包括以下材料：
导电纳米碳材料、水性环氧树脂、稀释剂、镍粉、亲水助溶剂、纯水、流平剂和染色剂。
其原料配比为：
导电纳米碳材料35份、水性环氧树脂25份、稀释剂10份、镍粉5份、亲水助溶剂10份、纯水13份、流平剂1份和染色剂1份。
2.根据权利要求1所述的一种纳米碳防腐导电涂料，其特征在于：所述导电纳米碳材料包括以下原料：
纳米碳管、纳米碳纤维以及金属颗粒。
其原料配比为：
纳米碳管30份、纳米碳纤维35份以及金属颗粒25份。
3.一种纳米碳防腐导电涂料的制备方法，根据权利要求2所述的一种纳米碳防腐导电涂料，包括以下制备方法：
S1、将纳米碳管和纳米碳纤维倾倒至混合桶内，通过混合桶内部的高速转动对纳米碳管以及纳米碳纤维进行混合，且在混合的过程中需要注意的是混合桶的搅拌轴采用圆柱形混合搅拌轴，混合10min-15min后加入金属颗粒；
S2、在将金属颗粒倾倒至混合桶内后持续运转混合桶5min-10min，混合完毕将其倾倒至非金属容器内，从而得到次级导电纳米材料，将承载次级导电纳米材料的容器连通次级导电纳米材料置入单一气体环境，并于该气体环境形成等离子体以对该纳米碳管进行电晕处理，令该纳米碳管之间产生放电电流，从而得到导电纳米碳材料。
4.根据权利要求3所述的一种纳米碳防腐导电涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤A：将导电纳米碳材料、流平剂、稀释剂以及镍粉通过搅拌的方式混合均匀，在通过超声、研磨、切割以及高压均质等工具制备得到了分散均匀的导电纳米碳液，静置消泡后备用；
步骤B：将剩余水性环氧树脂和纯水通过高速分散机进行处理，处理时间为40min-100min，将处理完毕的水箱环氧树脂溶液与导电纳米碳液进行混合，且在混合的过程中需要采用真空环境处理水性环氧树脂，以防止水性环氧树脂出现气泡的情况，并在混合的过程中保障混合容器内部转速为300rpm-500rpm，持续20min-25min后调节混合容器内部转速，使其转速维持在100rpm，之后加导电纳米碳液、入亲水助溶剂以及染色剂进行充分混合，最后添加增稠剂对涂料的粘稠度进行调整即可获得纳米碳防腐导电涂料。
5.根据权利要求4所述的一种纳米碳防腐导电涂料的制备方法，其特征在于：所述S2中金属颗粒设置为镍粉，所述纳米碳管的长度介于4nm至0.8mm之间。
6.根据权利要求3所述的一种纳米碳防腐导电涂料的制备方法，其特征在于：所述S2中金属颗粒的粒径介于2nm至250um之间。
7.根据权利要求5所述的一种纳米碳防腐导电涂料的制备方法，其特征在于：所述S2中对镍粉进行电晕处理时，所达到的稳定为700℃-900℃，所述步骤B中的混合以及添加亲水助溶剂、染色剂以及增稠剂的步骤需要混合容器内处于真空的状态，从而避免在搅拌混合时出现气泡。
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