本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性凹凸棒土導(dǎo)電涂料及制備方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電涂料具有消除靜電和電磁屏蔽性能，由成膜物質(zhì)、導(dǎo)電填料、溶劑和助劑所組成，在油罐內(nèi)壁導(dǎo)電涂裝、電子元件和線路板印刷、電磁波屏蔽等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。導(dǎo)電涂料主要分為添加型導(dǎo)電涂料和非添加型導(dǎo)電涂料兩種，其中添加型導(dǎo)電涂料占主導(dǎo)地位。目前，添加型導(dǎo)電涂料常用的導(dǎo)電填料主要包括金屬系粉體、碳系粉體、金屬氧化物系粉體和復(fù)合導(dǎo)電粉體。如jp64-30103a公開(kāi)了一種以金屬粉作導(dǎo)電填料的導(dǎo)電涂料的制備方法，金屬粉末雖然導(dǎo)電性能優(yōu)異，但除銀粉外，鋁、銅等粉末易氧化，耐腐蝕性能較差，而銀粉價(jià)格較高，另外，金屬粉末一般比重大易沉底結(jié)塊，因此分散性不好；cn1060858a公開(kāi)了一種以碳黑或石墨為導(dǎo)電填料的導(dǎo)電涂料的制備方法，碳系導(dǎo)電粉末雖然導(dǎo)電性較好，穩(wěn)定性也不錯(cuò)，但較難均勻分散，在導(dǎo)電涂料的應(yīng)用受到很大限制；cn102174284b公開(kāi)了一種以聚苯胺/凹凸棒石粘土為導(dǎo)電填料制備導(dǎo)電涂料的生產(chǎn)方法，該復(fù)合導(dǎo)電填料導(dǎo)電性能優(yōu)良，成本較低，但聚苯胺作為導(dǎo)電填料具有分散性差，易團(tuán)聚，放置后易產(chǎn)生絮凝等缺陷，雖利用凹凸棒石粘土良好的粘滯性和觸變性，可增加涂料的穩(wěn)定性和可塑性，但兩種物質(zhì)的粘結(jié)性較差，涂料的均勻性較差；cn103077765a公開(kāi)了一種復(fù)合導(dǎo)電材料，以凹凸棒石粘土粉末和納米碳粉通過(guò)表面吸附有機(jī)化合物制備，該復(fù)合材料雖然能夠提高親水性，但由于其結(jié)構(gòu)仍為凹凸棒土的層鏈狀結(jié)構(gòu)，在制備水基涂料時(shí)穩(wěn)定性仍較差。
因此，研究開(kāi)發(fā)一種既具有較好的導(dǎo)電性能，又具有較好的分散性和穩(wěn)定性的涂料成為目前研究的重點(diǎn)，也具有較好的應(yīng)用前景及使用價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種改性凹凸棒土導(dǎo)電涂料及制備方法，所述改性凹凸棒土導(dǎo)電涂料具有較好的導(dǎo)電性的同時(shí)，具有較好的分散性和穩(wěn)定性，此外，所述制備方法簡(jiǎn)單、條件溫和、耗時(shí)短，適合工業(yè)生產(chǎn)。
本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：
本發(fā)明涉及一種改性凹凸棒土導(dǎo)電涂料，包括如下重量份數(shù)的各組分：改性凹凸棒石粘土40~60份、環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯10~20份、硅烷偶聯(lián)劑5~10份、乳化劑3~5份、消泡劑1~3份，還包括適量的溶劑。
優(yōu)選地，所述改性凹凸棒石粘土為酸改性后的凹凸棒石粘土。
優(yōu)選地，所述溶劑包括乙醇和水。
本發(fā)明還涉及一種制備改性凹凸棒土導(dǎo)電涂料的方法，包括如下步驟：
（1）凹凸棒石粘土的預(yù)處理：將天然凹凸棒石粘土進(jìn)行粉碎至100~200目，加水，攪拌形成懸浮泥漿，再通過(guò)超聲充分分散后，取上層懸濁液于3000轉(zhuǎn)/min的離心機(jī)中離心處理5~10min，靜置后真空抽濾得到凹凸棒石粘土一；
將凹凸棒石粘土一置于燒杯中，加入乙醇，于超聲波條件下超聲10~20min，靜置后真空抽濾，干燥得到凹凸棒石粘土二；
（2）改性凹凸棒石粘土的制備：將凹凸棒石粘土二置于燒瓶中，加入2mol/l的稀鹽酸，于超聲波條件下超聲10~20min，真空抽濾，并用蒸餾水清洗，然后于真空干燥箱中干燥，研磨至100~200目，即得改性后的凹凸棒石粘土；
（3）環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯的制備：稱取氧化石墨烯10~20份，加入氧化石墨烯30~50倍重量的乙醇配制成懸濁液，經(jīng)超聲波處理20~30min，在加入硅烷偶聯(lián)劑，超聲處理10~20min，再加入環(huán)氧樹(shù)脂，于80℃~90℃條件下攪拌反應(yīng)3~5h，真空抽濾并洗滌，得到環(huán)氧樹(shù)脂改性的氧化石墨烯；
向改性后的氧化石墨烯中加入蒸餾水，再加入維生素c進(jìn)行還原反應(yīng)2~3h，真空抽濾并洗滌，即得環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯；
（4）導(dǎo)電涂料的制備：按照配比將改性后的凹凸棒石粘土和環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯加入到反應(yīng)釜中，加水，攪拌均勻，然后置于超聲波條件下超聲30~50min；
然后向混合物中加入乳化劑和硅烷偶聯(lián)劑，充分?jǐn)嚢?.5~1h，再向體系中加入消泡劑，于球磨機(jī)中球磨1~2h，得到的料漿即為所述導(dǎo)電涂料。
優(yōu)選地，所述步驟（1）中加水的重量為凹凸棒石粘土重量的3~8倍。
優(yōu)選地，所述步驟（1）中乙醇的加入體積與凹凸棒石粘土質(zhì)量比為50ml：5~10g。
優(yōu)選地，所述步驟（2）中稀鹽酸的加入體積量：凹凸棒質(zhì)量為1ml：2g~5g。
優(yōu)選地，所述步驟（2）中的蒸餾水清洗方法包括：將抽濾后的凹凸棒石粘土加入燒杯中，加入蒸餾水，置于超聲波條件下超聲5min，重復(fù)2次操作。
優(yōu)選地，所述步驟（3）中洗滌過(guò)程先用蒸餾水洗，再用乙醇洗，再用蒸餾水洗。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
（1）本發(fā)明制備得到的改性凹凸棒土導(dǎo)電涂料，由于凹凸棒石粘土獨(dú)特的鏈層狀結(jié)構(gòu)，具有較好的懸浮性能和流平性能，進(jìn)而使得導(dǎo)電涂料具有良好的懸浮性，使用過(guò)程中不沉淀，且涂刷過(guò)程中不易流掛，均一性較好，提高了涂料的穩(wěn)定性和涂刷性。
（2）本發(fā)明所用的凹凸棒土為天然納米材料，綠色環(huán)保，不會(huì)給環(huán)境造成二次污染，符合環(huán)境友好型產(chǎn)品的要求，具有較好的使用價(jià)值。此外，采用的凹凸棒石粘土，我國(guó)儲(chǔ)量豐富，大大降低了導(dǎo)電涂料的制作成本，適合工業(yè)化推廣，具有較好的實(shí)用意義。
（3）本發(fā)明采用環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯作為凹凸棒石粘土的改性劑，由于石墨烯獨(dú)特的片層狀結(jié)構(gòu)，使其具有優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，采用環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)石墨烯進(jìn)行改性在保留了石墨烯的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)了石墨烯的分散穩(wěn)定性和懸浮性能，使得制備的涂料不僅具有較好的導(dǎo)電導(dǎo)熱效果，還具有分散均勻、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。
（4）本發(fā)明所述的導(dǎo)電涂料的制備方法簡(jiǎn)單、操作方便，條件溫和、耗時(shí)短，適合工業(yè)生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1：
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種改性凹凸棒土導(dǎo)電涂料及制備方法；
所述改性凹凸棒土導(dǎo)電涂料，由如下重量份數(shù)的各組分制備而成：改性凹凸棒石粘土50份、環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯15份、硅烷偶聯(lián)劑8份、乳化劑5份、消泡劑3份，還包括適量的溶劑。其中，溶劑包括乙醇和水。
改性凹凸棒石粘土為酸改性后的凹凸棒石粘土。
所述改性凹凸棒土導(dǎo)電涂料的制備方法，包括如下步驟：
（1）凹凸棒石粘土的預(yù)處理：將天然凹凸棒石粘土進(jìn)行粉碎至200目，加入凹凸棒石粘土重量的5倍量的水，攪拌形成懸浮泥漿，再通過(guò)超聲充分分散后，取上層懸濁液于3000轉(zhuǎn)/min的離心機(jī)中離心處理8min，靜置后真空抽濾得到凹凸棒石粘土一；
將凹凸棒石粘土一置于燒杯中，加入乙醇，于超聲波條件下超聲15min，靜置后真空抽濾，干燥得到凹凸棒石粘土二，其中，乙醇的加入體積與凹凸棒石粘土質(zhì)量比為50ml：8g；
（2）改性凹凸棒石粘土的制備：將凹凸棒石粘土二置于燒瓶中，加入2mol/l的稀鹽酸，于超聲波條件下超聲15min，真空抽濾，并用蒸餾水清洗，然后于真空干燥箱中干燥，研磨至200目，即得改性后的凹凸棒石粘土，其中，稀鹽酸的加入體積量：凹凸棒質(zhì)量為1ml：3g；
（3）環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯的制備：稱取氧化石墨烯15份，加入氧化石墨烯50倍重量的乙醇配制成懸濁液，經(jīng)超聲波處理30min，在加入硅烷偶聯(lián)劑，超聲處理15min，再加入環(huán)氧樹(shù)脂，于80℃條件下攪拌反應(yīng)5h，真空抽濾并洗滌，得到環(huán)氧樹(shù)脂改性的氧化石墨烯；
向改性后的氧化石墨烯中加入蒸餾水，再加入維生素c進(jìn)行還原反應(yīng)2h，真空抽濾并洗滌，即得環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯；
（4）導(dǎo)電涂料的制備：按照配比將改性后的凹凸棒石粘土和環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯加入到反應(yīng)釜中，加水，攪拌均勻，然后置于超聲波條件下超聲40min；
然后向混合物中加入乳化劑和硅烷偶聯(lián)劑，充分?jǐn)嚢?.5h，再向體系中加入消泡劑，于球磨機(jī)中球磨1.5h，得到的料漿即為所述導(dǎo)電涂料。
步驟（2）中的蒸餾水清洗方法包括：將抽濾后的凹凸棒石粘土加入燒杯中，加入蒸餾水，置于超聲波條件下超聲5min，重復(fù)2次操作。
步驟（3）中洗滌過(guò)程先用蒸餾水洗，再用乙醇洗，再用蒸餾水洗，能夠充分清洗掉雜質(zhì)。
實(shí)施例2：
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種改性凹凸棒土導(dǎo)電涂料及制備方法；
所述改性凹凸棒土導(dǎo)電涂料，由如下重量份數(shù)的各組分制備而成：改性凹凸棒石粘土40份、環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯10份、硅烷偶聯(lián)劑5份、乳化劑3份、消泡劑1份，還包括適量的溶劑。其中，溶劑包括乙醇和水。
改性凹凸棒石粘土為酸改性后的凹凸棒石粘土。
所述改性凹凸棒土導(dǎo)電涂料的制備方法，包括如下步驟：
（1）凹凸棒石粘土的預(yù)處理：將天然凹凸棒石粘土進(jìn)行粉碎至100目，加入凹凸棒石粘土重量的3倍量的水，攪拌形成懸浮泥漿，再通過(guò)超聲充分分散后，取上層懸濁液于3000轉(zhuǎn)/min的離心機(jī)中離心處理5min，靜置后真空抽濾得到凹凸棒石粘土一；
將凹凸棒石粘土一置于燒杯中，加入乙醇，于超聲波條件下超聲10min，靜置后真空抽濾，干燥得到凹凸棒石粘土二，其中，乙醇的加入體積與凹凸棒石粘土質(zhì)量比為50ml：5g；
（2）改性凹凸棒石粘土的制備：將凹凸棒石粘土二置于燒瓶中，加入2mol/l的稀鹽酸，于超聲波條件下超聲10min，真空抽濾，并用蒸餾水清洗，然后于真空干燥箱中干燥，研磨至100目，即得改性后的凹凸棒石粘土，其中，稀鹽酸的加入體積量：凹凸棒質(zhì)量為1ml：2g；
（3）環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯的制備：稱取氧化石墨烯10份，加入氧化石墨烯30倍重量的乙醇配制成懸濁液，經(jīng)超聲波處理20min，在加入硅烷偶聯(lián)劑，超聲處理10min，再加入環(huán)氧樹(shù)脂，于90℃條件下攪拌反應(yīng)3h，真空抽濾并洗滌，得到環(huán)氧樹(shù)脂改性的氧化石墨烯；
向改性后的氧化石墨烯中加入蒸餾水，再加入維生素c進(jìn)行還原反應(yīng)2h，真空抽濾并洗滌，即得環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯；
（4）導(dǎo)電涂料的制備：按照配比將改性后的凹凸棒石粘土和環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯加入到反應(yīng)釜中，加水，攪拌均勻，然后置于超聲波條件下超聲30min；
然后向混合物中加入乳化劑和硅烷偶聯(lián)劑，充分?jǐn)嚢?.5h，再向體系中加入消泡劑，于球磨機(jī)中球磨1h，得到的料漿即為所述導(dǎo)電涂料。
步驟（2）中的蒸餾水清洗方法包括：將抽濾后的凹凸棒石粘土加入燒杯中，加入蒸餾水，置于超聲波條件下超聲5min，重復(fù)2次操作。
步驟（3）中洗滌過(guò)程先用蒸餾水洗，再用乙醇洗，再用蒸餾水洗，能夠充分清洗掉雜質(zhì)。
實(shí)施例3：
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種改性凹凸棒土導(dǎo)電涂料及制備方法；
所述改性凹凸棒土導(dǎo)電涂料，由如下重量份數(shù)的各組分制備而成：改性凹凸棒石粘土60份、環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯20份、硅烷偶聯(lián)劑10份、乳化劑5份、消泡劑3份，還包括適量的溶劑。其中，溶劑包括乙醇和水。
改性凹凸棒石粘土為酸改性后的凹凸棒石粘土。
所述改性凹凸棒土導(dǎo)電涂料的制備方法，包括如下步驟：
（1）凹凸棒石粘土的預(yù)處理：將天然凹凸棒石粘土進(jìn)行粉碎至200目，加入凹凸棒石粘土重量的8倍量的水，攪拌形成懸浮泥漿，再通過(guò)超聲充分分散后，取上層懸濁液于3000轉(zhuǎn)/min的離心機(jī)中離心處理10min，靜置后真空抽濾得到凹凸棒石粘土一；
將凹凸棒石粘土一置于燒杯中，加入乙醇，于超聲波條件下超聲20min，靜置后真空抽濾，干燥得到凹凸棒石粘土二，其中，乙醇的加入體積與凹凸棒石粘土質(zhì)量比為50ml：10g；
（2）改性凹凸棒石粘土的制備：將凹凸棒石粘土二置于燒瓶中，加入2mol/l的稀鹽酸，于超聲波條件下超聲20min，真空抽濾，并用蒸餾水清洗，然后于真空干燥箱中干燥，研磨至200目，即得改性后的凹凸棒石粘土，其中，稀鹽酸的加入體積量：凹凸棒質(zhì)量為1ml：5g；
（3）環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯的制備：稱取氧化石墨烯20份，加入氧化石墨烯50倍重量的乙醇配制成懸濁液，經(jīng)超聲波處理30min，在加入硅烷偶聯(lián)劑，超聲處理20min，再加入環(huán)氧樹(shù)脂，于80℃條件下攪拌反應(yīng)5h，真空抽濾并洗滌，得到環(huán)氧樹(shù)脂改性的氧化石墨烯；
向改性后的氧化石墨烯中加入蒸餾水，再加入維生素c進(jìn)行還原反應(yīng)3h，真空抽濾并洗滌，即得環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯；
（4）導(dǎo)電涂料的制備：按照配比將改性后的凹凸棒石粘土和環(huán)氧樹(shù)脂改性石墨烯加入到反應(yīng)釜中，加水，攪拌均勻，然后置于超聲波條件下超聲50min；
然后向混合物中加入乳化劑和硅烷偶聯(lián)劑，充分?jǐn)嚢?h，再向體系中加入消泡劑，于球磨機(jī)中球磨2h，得到的料漿即為所述導(dǎo)電涂料。
步驟（2）中的蒸餾水清洗方法包括：將抽濾后的凹凸棒石粘土加入燒杯中，加入蒸餾水，置于超聲波條件下超聲5min，重復(fù)2次操作。
步驟（3）中洗滌過(guò)程先用蒸餾水洗，再用乙醇洗，再用蒸餾水洗，能夠充分清洗掉雜質(zhì)。
綜上所述，本發(fā)明制備得到的改性凹凸棒土導(dǎo)電涂料具有較好的導(dǎo)電性的同時(shí)，具有較好的分散性和穩(wěn)定性，此外，所述制備方法簡(jiǎn)單、操作方便、條件溫和、耗時(shí)短，適合工業(yè)生產(chǎn)。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。