导电涂料

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导电油漆质量指标

导电油漆质量指标

导电油漆质量指标导电油漆是一种可以在不同材料表面形成导电薄膜的特殊涂料。

它具有优异的导电性能和防腐性能,广泛应用于电子设备、通信设备、电路板等领域。

为了保证导电油漆的质量,需要制定一系列的质量指标来评估其性能。

本文将就导电油漆的质量指标进行详细的介绍。

一、导电性能指标导电性能是导电油漆的核心指标之一,衡量导电油漆的导电能力。

常用的导电性能指标包括表面电阻率、体积电阻率和接触电阻等。

1. 表面电阻率表面电阻率是指导电油漆在单位面积上的电阻。

通常使用两点法或四点法来测试,单位为Ω/sq。

表面电阻率越小,说明导电油漆的导电性能越好。

2. 体积电阻率体积电阻率是指导电油漆在单位体积内的电阻。

常用的测试方法包括溶液法、涂敷法和浸渍法等。

体积电阻率越小,说明导电油漆的导电性能越好。

3. 接触电阻接触电阻是指导电油漆与导电基材之间的电阻。

导电油漆涂覆在导电基材上后,与外界电路间的电阻称为接触电阻。

接触电阻越小,说明导电油漆与导电基材之间的接触性能越好。

二、防腐性能指标导电油漆主要用于电子设备和通信设备等领域,需要具备良好的防腐性能。

常用的防腐性能指标包括耐酸碱性、耐盐雾腐蚀性和耐湿热性等。

1. 耐酸碱性导电油漆在一定酸碱溶液中的表现称为耐酸碱性。

常用的测试方法包括浸泡法和涂覆法等。

导电油漆的耐酸碱性越好,能够更好地保护基材不受酸碱腐蚀。

2. 耐盐雾腐蚀性耐盐雾腐蚀性是指导电油漆在盐雾环境下的防腐性能。

盐雾测试是常用的测试方法,测试时间一般为24小时或更长时间。

导电油漆的耐盐雾腐蚀性越好,能够更好地保护基材不受盐雾腐蚀。

3. 耐湿热性耐湿热性是指导电油漆在高温高湿环境下的防腐性能。

常用的测试方法包括湿热循环试验和恒温恒湿试验等。

导电油漆的耐湿热性越好,能够更好地保护基材不受湿热腐蚀。

三、附着力指标导电油漆的附着力是指导电油漆与基材之间的结合强度,直接影响导电油漆的使用寿命。

常用的附着力指标包括拉伸附着力和剥离附着力等。

导电涂料两大分类及作用原理

导电涂料两大分类及作用原理

导电涂料是20世纪60年代末产生的新的涂料品种。

俗称:导电漆。

导电漆采用含铜、银等复合微粒作为导电颗粒,具有良好导电性能的一种油漆。

导电涂料的涂层具有导体、半导体的性能。

它是由基料、填料、溶剂、助剂所组成。

组成中至少有一种组分具有导电能力,使涂层的体积电阻率小于10欧姆-cm。

导电涂料的分类
导电涂料分为两种:一种是导静电涂料,一种是导电涂料市场代表有(TF-801)导电漆。

防电磁波干扰屏蔽涂料。

导电涂料的作用原理
导电漆通过喷涂、刷涂的方法,使完全绝缘的非金属或非导电表面具有像金属一样的吸收、传导和衰减电磁波的特征,从而起到屏蔽电磁波干扰的作用。

导电漆的出现,有效的解决了非金属表面实现电联接的问题。

导电漆是电镀银粒子制成的防电磁波干扰油漆,单组份、省工、省时、便捷、附着力好、平整、内聚力强、无疏松粒子,可用于金属、复合材料为基材的手机、计算器、精密仪器等壳体内壁喷涂材料。

干燥固化后漆层性能稳定,喷涂在工件表面细腻平滑和纯银导电漆一样
有优良的导电性能、细腻的导电粒子保证了电子元器件的安全性。

为保证漆料与基面的附着能力,在常规情况下,导电漆料只建议使用在PC、ABS等非金属材料的表面,若使用在不常用表面,可能需要打底剂配合使用。

导电涂料的合成工艺技术路线

导电涂料的合成工艺技术路线

导电涂料是一种能够在表面形成导电膜层的涂料,常用于电子器件、触摸屏、太阳能电池等领域。

下面是一个典型的导电涂料合成工艺技术路线的简要说明:
1.原材料准备:收集所需的原材料,包括聚合物树脂、导电填料、溶剂和助剂等。

2.聚合物树脂合成:通过聚合反应将单体或前驱体转化为聚合物树脂。

这可以使用各种聚
合方法,如溶液聚合、悬浮聚合或乳液聚合。

3.导电填料处理:将导电填料(如金属颗粒、碳纳米管、导电聚合物等)进行表面处理,
以增加其与聚合物树脂的相容性和导电性能。

4.溶剂选择和配方设计:根据需要的导电性能和涂布性质,选择适当的溶剂,并设计合适
的配方,以确保聚合物树脂和导电填料的均匀分散和稳定性。

5.混合和分散:将聚合物树脂、导电填料、溶剂和助剂等按照一定的配方比例混合,并通
过机械搅拌或分散设备进行均匀分散。

6.涂料制备:将混合好的导电涂料通过滚涂、喷涂、刷涂等工艺方法涂布到所需的基材上。

在涂布过程中,可以根据需要进行干燥、固化和退火等处理。

7.导电性能测试:对涂膜进行导电性能测试,如电阻率、导电性等的测量,以确保涂层具
有所需的导电性能。

8.品质控制和调整:根据导电性能测试结果,对涂料的配方进行必要的调整,以满足预期
的导电性能和其他要求。

9.包装和储存:将制备好的导电涂料进行包装和标识,并储存在适当的条件下,以确保其
稳定性和长期使用效果。

以上是一个简要的导电涂料合成工艺技术路线,不同的导电涂料可能会有一些差异,具体的生产流程还需要根据实际情况进行调整和优化。

导电涂层分类

导电涂层分类

导电涂层分类
导电涂层可以根据不同的分类标准进行分类。

以下是常见的分类方式:
1. 根据应用材料分类:导电涂层可以分为本征型和掺杂型。

本征型导电涂料是以导电高聚物为成膜物质的涂料,而掺杂型导电涂料则是利用导电物质如金属粉末、碳黑、金属氧化物等掺杂到涂层中来提高其导电性能。

2. 根据溶剂类型分类:导电涂层可以分为水剂体系和有机溶剂体系两类。

3. 根据成膜方式分类:导电涂层可以分为冷干燥型、热固化型和紫外固化型三大类。

4. 根据涂料组成和作用机理分类:导电涂层可以分为结构型(本征型)和填充型(复合型)两种。

其中,填充型导电涂层是目前较为常见的一种,其制备原理是将具有导电性能的填料添加到高分子聚合物中,再通过一定的加工工艺形成涂层。

此外,根据使用要求和性能特点,导电涂层还可以分为透明导电涂层、防静电涂层、电磁屏蔽涂层等。

透明导电涂层主要用于制造透明显示屏幕、触控面板等;防静电涂层主要用于防止静电对电子设备造成损害;电磁屏蔽涂层主要用于屏蔽电磁波对电子设备的影响。

总的来说,导电涂层的分类方式多种多样,可以根据具体的应用场景和需求进行选择。

不同类型的导电涂层具有不同的性能特点,适用于不同的领域和用途。

四种导电涂料的特征及用途详解

四种导电涂料的特征及用途详解

四种导电涂料的特征及用途详解功能导电涂料是伴随现代科学技术而迅速发展起来的特种功能涂料,至今约有半个世纪的发展历史。

1948年,美国公布了将银和环氧树脂制成导电胶的专利,这是最早公开的导电涂料。

我国也在20世纪50年代开始研究和应用导电涂料。

近几十年来,导电涂料已在电子、电器、航空、化工、印刷等多种军、民用工业领域中得到应用。

与此相应,导电涂料的理论研究也得到迅速发展,并促进了应用技术的日益成熟与完善。

导电漆就是能用于喷涂的一种油漆干燥形成漆膜后能起到导电的作用,从而屏蔽电磁波干扰的功能。

屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。

具体讲,就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止干扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来,防止它们受到外界电磁场的影响。

导电漆就是用导电金属粉末添加于特定的树脂原料中以制成能够喷涂的的油漆涂料。

种类导电涂料根据应用特性,可以归纳为四大类:1.作为导电体使用的涂料,如:混合式集成电路,印刷线路板,键盘开关,冬季取暖和汽车玻璃防霜的加热漆,船舶防污涂料等。

2.辐射屏蔽涂料,如无线电波,电磁波屏蔽。

3.抗静电涂料4.其他,如电致变色涂层,光电导涂层。

对于导电涂层的导电性能,通常有三种表征:体积电阻率或电导率;表面电阻率;静电衰减率。

本征型本征型导电涂料是指以本征型导电聚合物为成膜物质所制成的导电涂料。

导电高分子用于导电涂料的制备方法大多集中在直接利用导电高分子作成膜树脂、导电高分子与其他树脂混合使用、导电高分子材料作为导电填料使用等方面,其中最典型的代表有聚苯胺、聚吡。

石墨烯导电涂料性能研究及应用

石墨烯导电涂料性能研究及应用

石墨烯导电涂料性能研究及应用石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维材料,具有可重复制备、高比表面积、高导电性、高机械强度、透明性等优异的物理和化学特性,被广泛应用于能源储存、传感器、生物医药等领域。

其中,石墨烯导电涂料作为石墨烯应用中的一种重要形态,在电子、光电、涂料等领域展现出较高的应用潜力。

一、石墨烯导电涂料的性能1、高导电性由于石墨烯单层结构的存在,石墨烯导电涂料具有空气中最高的导电性,电导率达到了50,000 ~ 100,000 S/m。

因此,在电子芯片、电极、电池等领域中,石墨烯导电涂料得到了广泛应用。

2、高机械强度石墨烯导电涂料具有令人惊讶的高机械强度和硬度,因此非常适合用于造成存储、弹性等应用中。

3、优异的透明性石墨烯导电涂料具有高透明度,光学透过率高达97%,在太阳电池等光电应用中具有广泛的应用前景。

二、石墨烯导电涂料的应用1、电光设备石墨烯导电涂料具有材料省、制作方便、性能优异等优点,被广泛应用于Touch Panel, FPD,LCD,OLED等电光设备中。

例如,石墨烯导电涂料可用于电子墨水、柔性电路、散热片等。

2、化学储能石墨烯导电涂料在化学储能技术中也有广泛应用,石墨烯导电涂料的高导电性可以使其用于制备石墨烯锂离子电池,并且也可以成为一种高效的电容器材料。

3、环保涂料在环保涂料应用领域,石墨烯导电涂料也具有广泛的应用前景,由于石墨烯导电涂料具有较好的导电性和透明性,所以在光伏电池制备中也有一定的应用。

三、石墨烯导电涂料未来发展趋势石墨烯导电涂料的发展方向主要有以下几方面:1、石墨烯导电涂料在新能源开发领域应用的推广;2、发展石墨烯导电涂料的多功能性;3、提高石墨烯导电涂料的工业化水平。

总之,石墨烯导电涂料的应用潜力巨大,具有广泛的市场前景,而其未来的发展也需要多专家的探索,以推动石墨烯的工业化进程,从而更好地为人类社会提供高品质、高效率的新产品。

导电涂料

导电涂料

导电涂料概要导电涂料是具有一定传导电流和消散静电荷能力的功能性涂料,在电子,建筑及航空等领域具有重要的使用价值。

与通过真空溅射,塑料电镀等方法获得的导电层相比,导电涂料具有施工方便,设备简单,成本低廉,应用范围广等诸多优点。

导电涂料一般分为本征型和添加型两种,本征型导电涂料是通过高聚物自身的π-电子共轭轨道来实现电子传输的,如聚苯胺,聚吡咯以及聚噻吩等,但目前对它们的研究尚处于初步阶段,人们更加关注的是添加型导电涂料的研究和应用。

添加型导电涂料通过在绝缘高聚物中掺入导电填料使高聚物具有导电性能的,目前,根据导电填料的不同,已开发出了金属系(如银,钼,铝,锌,锡,不锈钢等),炭系(如石墨,炭黑,碳纤维等)和包覆型(氧化锡包覆的云母,聚合物表面沉积金属等)导电涂料,它们中常使用的绝缘高聚物包括环氧树脂,丙烯酸、醇酸树脂,有机/无机硅,纤维素,氯化聚合物等。

导电涂料的应用导电涂料根据其应用领域可分为电磁屏蔽导电涂料,防静电导电涂料,防腐蚀导电涂料等,现分别对它们进行介绍。

电磁屏蔽导电涂料随着电子工业的迅速发展,各种家用电器、办公电子设备得到了广泛的普及和应用,它们在给人们的生活带来便利的同时也释放出大量的电磁辐射。

电磁辐射会导致人体细胞功能异常,致使神经衰弱及神经功能紊乱,内分泌失调,甚至癌变,给人们的健康带来了很大的威胁。

同时电子辐射对电子产品本身也存在着极大的危害,这是因为工程塑料以其价廉,质轻,易加工等优点被广泛用作电子产品的外壳,但其对电磁波几乎是透明的,即外壳里面的电子器件易受到外界电磁干扰而出现操作失误,系统瘫痪等严重后果,同时工程塑料也不能阻止这些电子产品自身也对外发射电磁波,从而干扰相邻的电子设备。

另外,电子辐射还给信息安全带来了极大的隐患,因为计算机等科研设备在工作时会通过电磁辐射将有用信息泄露出去,导致信息泄密,从而造成重大的政治、经济、和军事损失,危害国家的安全。

鉴于电子辐射对社会正常运行构成的危害,对电子设备采取有效的屏蔽手段就势在必行了,因此世界各国纷纷大力开展电磁屏蔽技术以及屏蔽材料的研究,如电磁波屏蔽材料,电镀,真空金属镀铝等。

导电漆电阻率

导电漆电阻率

导电漆电阻率
导电漆电阻率
一、什么是导电漆
导电漆是一种常用的绝缘材料,它可以使绝缘物体之间的电流流通,可以抵消电磁干扰,提高产品的电气可靠性,广泛应用于汽车、船舶、航空航天等行业,是节约能源、保护环境的关键性材料。

二、导电漆的电阻率
按照标准的要求,低电阻导电漆的电阻率一般要求在
0.05Ω/cm2 以内,所以导电漆的电阻率越低,它的阻热转换性能就越好,所以低电阻导电漆比较实用。

三、为什么需要低电阻导电漆
1、低电阻可以有效地降低电磁噪声,避免电磁辐射对其他电气设备的干扰。

2、低电阻导电漆可以有效地控制和降低绝缘物体之间的电磁耦合,提高产品的电磁兼容性。

3、低电阻导电漆也可以提高产品的电气可靠性,避免停机故障或自动停机等情况的发生。

4、低电阻导电漆可以有效降低电能损耗,提高电路系统的能效。

5、低电阻导电漆可以有效减少热发生,长期使用不易变形。

因此,低电阻导电漆对于汽车、船舶、航空航天等行业十分重
要,低电阻导电漆可以确保产品的电气可靠性和高效运行。

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2.1碳系导电涂料碳系导电涂料是目前用量较大的一种功能涂料,具有成本低、质轻、结构高、无毒无害等优点。

用作碳系导电涂料的导电填料主要有石墨、石墨纤维、碳纤维、高温煅烧石油焦、各种炭黑以及碳化硅等。

特别是炭黑填充导电聚合物已被广泛应用,因为导电炭黑具有价格便宜、密度小、不易沉降、耐腐蚀性强等优点,但导电性相对较差;同时由于表面含有大量的极性基团,存在难分散、易絮凝等缺点,最简便而有效的解决方法之一是加入分散剂降低炭黑粒子间的吸引力及凝聚力,从而使其能均匀稳定地分散在基质中。

碳系导电涂料通常由导电填料、基体树脂、助剂和溶剂组成,经机械混合后将其涂覆于非导电体底材表面,形成一层特殊固化膜,从而产生导电效果。

根据现有的碳系导电涂料样品和研究报道中可知,基本都是采用增加导电填料含量的方法来提高涂料的导电性。

黄鹏波等[5]研究了三种钛酸酯偶联剂NTC-401、CT-136、JSC及两种硅烷偶联剂KH-550、KH-570对炭黑导电涂料导电性能的影响。

结果表明加入NTC-401、CT-136、JSC 后体系的电阻升高,而KH-550、KH-570降低了体系的电阻值,其中以加入质量分数为2.5%的KH-550效果最好。

喻冬秀等[6]研制了一种以丙烯酸酯类树脂为基料的改性碳纤维体系导电涂料,用单因素方法确定改性碳纤维/树脂质量比,偶联剂的种类、用量以及添加方式、涂料的固化工艺等方面对涂料电性能的影响关系,确定了制备碳纤维体系导电涂料的最佳工艺条件为:改性碳纤维/树脂质量比为0.7,钛酸酯偶联剂TMC-102采用预处理用量为1%(质量分数)和直接加入用量为1.5%(质量分数)相结合,制得的导电涂料综合性能较好;固化温度为50℃下固化20min,涂膜厚度为150μm时,其表面电阻率达到1.02Ω/sq。

甘玉生[7]用非金属导电涂料替代金属导电涂料进行了研究,选取硅溶胶作为载体,超细石墨和高结构炭黑按不同配比制备涂料;并对涂料的涂层厚度和表面电阻进行检测,筛选出适于制壳的配比;经不同钢种的工艺验证,这种涂料可分别适用于各种钢铁铸件的熔模铸造制壳,原料来源广泛,价格低廉。

2.2石墨导电涂料石墨是一种高导电层状材料,将其作为导电填料,并与导电聚合物复合可制备出导电性能优良的聚合物基复合材料。

石墨涂料以其良好的导电性、低廉的价格及操作工艺简单的特点,在彩管玻壳内外涂敷方面具有不可替代的位臵。

为使涂料涂层有良好的导电性,须经深加工制备高纯超微细石墨,才能满足需要。

天然石墨的晶体结构可分为晶质(鳞片状)和隐晶质(土状)两种。

在高倍镜下观察,鳞片石墨制成的涂片,石墨粒子之间相互重叠,粒子间无空隙,因此导电性能好;土状石墨粒子间虽排列紧密,但粒子外形很不规则,表面粗糙,与鳞片石墨相比导电性稍差,但仍可满足低阻内导电石墨涂料的要求。

近年来,随着纳米技术的发展,将石墨纳米材料与基体复合制得导电高分子材料正日益兴起;膨胀石墨作为新型导电填料,具有导电性好、摩擦损耗小、污染小等优点,而且膨胀石墨的加入可以大大提高高分子材料的导电性,降低其导电渗域滤值,因此在防静电涂料及导电高分子复合材料中具有重要的应用价值。

导电填料的形状对材料的导电性能有较大影响,一般认为导电粒子呈片状较好,球状较差。

因为片状粒子面接触较多,形成导电通道的几率大,而球状粒子之间是点接触,形成导电通道的几率要小得多。

王恒飞等[8]研制了以石墨为导电填料,苯丙乳液为基料的水性涂料。

分析了石墨、水的用量、固化温度与体积电阻率的关系以及涂层电阻与温度的关系。

结果表明:石墨质量分数在14%~20%,水质量分数在55%~65%,固化温度为70℃时,涂料的导电性能最好,电阻率为0.25Ω·cm。

张露露等[9]以自制的化学镀银鳞片石墨对传统的无溶剂型环氧玻璃鳞片涂料进行改性,制得了玻璃鳞片导电涂料。

研究了含不同质量分数化学镀银鳞片石墨的玻璃鳞片导电涂层的电阻、表干/实干时间、厚度、硬度、耐蚀性及其BSE照片。

结果表明,含有化学镀银石墨的玻璃鳞片涂料其表干/实干时间缩短、厚度增加,其硬度和耐蚀性均有所提高。

确定了化学镀银鳞片石墨在涂料中的最佳质量分数为30%。

杨超等[10]以水性叔氟乳液为基料,膨胀石墨为填料,并加入其他填料和助剂,制备了一种水性叔氟/膨胀石墨复合导电涂料。

从膨胀石墨质量分数、分散剂、温度等方面对导电性能的影响进行考察,研究表明添加的质量分数为26%较好,分散剂添加量约0.8%。

叔氟水性导电涂料具有较好的导电性,而且具备了比一般涂料更优异的耐候性、耐久性、耐化学药品性、防腐性和非黏附性及耐污染等性能,综合性能优良。

纳米石墨片在有机溶剂中的分散工艺研究摘要:采用超声分散法制备了稳定的纳米石墨片有机溶剂分散液。

考察了多种分散剂、分散剂含量以及树脂含量和超声时间对纳米石墨片分散效果的影响,并用扫描电镜及光学显微镜研究纳米石墨片在有机溶剂中的分散状态。

实验结果表明;加入不同分散剂得到的纳米石墨片分散液稳定性有很大差别,Disperbyk-163是比较理想的分散剂。

纳米石墨片分散液的稳定性随着分散剂含量的增加先升高后降低,随着树脂含量的增加及超声时间的延长而升高。

关键词:纳米石墨片;分散;超声波;树脂;膨胀石墨0.引言导电涂料一般是将金属粉末、金属氧化物、炭黑、石墨、碳纳米管等导电填料均匀地分散于溶剂及基体中,经过多种复合方式处理后形成具有导电功能的复合体系。

通过添加导电填料制得的复合性导电涂料电性能持久稳定,性能易调节[1]。

碳系导电涂料具有导电性好、导热性好、耐腐蚀性极高等优点,目前已成为导电涂料的重要分支[2]。

石墨因其来源丰富,价格低廉近年来受到广泛关注,研究较为活跃。

然而作为导电填料,天然石墨的填充量较大,以天然石墨为原料制得的纳米石墨片保持了天然石墨的晶体结构、导电性、稳定性等性能,以纳米级尺寸分散在基体中,通常具有很低的导电渗滤阈值[3]。

目前纳米石墨片的制备主要有氧化石墨还原法[4]和超声法[5]。

Stank2ovichS,等[6]通过剧烈氧化将石墨氧化成亲水的氧化石墨片,然后在水性介质中将氧化石墨片超声分散成厚度只有1nm左右的单分散纳米氧化石墨薄片,最后在聚苯乙烯磺酸钠存在的情况下,制备了纳米石墨片的稳定分散液。

GuohuaChen,等[7]通过在乙醇与水混合物中加入膨胀石墨并超声来制备纳米石墨片,所制得的纳米石墨片厚度为30~100nm,直径为5μm左右。

但是由于没有加入稳定剂,超声法制备的纳米石墨片很容易聚集并沉淀下来。

在加入分散剂和树脂的情况下超声分散是制备颜料和涂料的常用方法。

分散剂和树脂会使破碎后的颜料或涂料粒子稳定地分散于溶剂中。

为此,本研究利用传统的颜料分散工艺,采用超声分散法制备纳米石墨片的稳定分散液,通过加入分散剂和树脂,提高了溶剂对纳米石墨片的润湿性与分散稳定性,并对纳米石墨片在有机溶剂中的分散行为以及分散剂、树脂和超声时间对纳米石墨片在有机溶剂中分散性的影响进行了较为系统的研究。

1.实验部分1.1主要原料氯醋树脂(VYHH):美国UCAR公司;分散剂(Disperbyk-163、Disperbyk-2050、Disperbyk-2150):德国BYK公司;分散剂(CH-10S、CH-13B):上海三正高分子材料有限公司;分散剂(Tilo5161):镇江市天龙化工有限公司;天然石墨:青岛石墨公司;浓硫酸、浓硝酸:化学纯,丹东胜利化工有限公司;高锰酸钾:化学纯,哈尔滨市新达化工厂;乙二醇丁醚醋酸酯:化学纯,上海化学公司。

1.2主要设备超声波清洗机:KQ218,昆山市超声仪器有限公司;离心机:LD-5,金坛市荣华仪器制造有限公司;干燥箱:DHG-9070,浙江新丰医疗器械有限公司;马弗炉:RJX-4-13,哈尔滨龙江电炉厂;扫描电子显微镜:Mx2600,英国Camscan公司;光学显微镜:DMLP,德国LEICA 公司。

1.3样品制备1.3.1膨胀石墨的制备将一定量的天然石墨与高锰酸钾以及发烟硝酸混合均匀,然后加入草酸,在30℃进行插层反应30min。

上述原料的质量比为天然石墨∶高锰酸钾∶发烟硝酸∶草酸=1∶0.3∶2∶0.4。

将反应后的插层混合物用去离子水洗至中性,并在60℃下烘干,900℃高温下处理20s。

制得的膨胀石墨的膨胀倍率为300倍。

1.3.2纳米石墨片分散液的制备将一定量膨胀石墨加入溶剂中,配成质量分数为0.5%的悬浮液,加入一定量的树脂和分散剂,混合均匀后放入超声波清洗机中粉碎分散数小时即得纳米石墨片的分散液。

1.4分散稳定性的测定称取一定体积不同方法处理的分散悬浮液,臵入离心试管中按一定转速离心,试管上部为黑色溶液,下部为黑色沉淀,按式(1)计算沉降率[8]。

D=V后/V初×100%式(1)式中:D为沉降率;V初为初期溶液体积;V后为离心后纳米石墨片沉降体积。

1.5样品的表征采用Mx2600型扫描电镜和DMLP型光学显微镜对纳米石墨片在有机溶剂中的分散状态和形貌进行表征。

2.结果与讨论2.1分散剂种类对分散性的影响图1给出了分散剂的种类对体系分散稳定性的影响。

实验结果表明,CH-10S、CH-13B、Disperbyk-2150对纳米石墨片分散作用不明显,Disperbyk-2050、Tilo5161对纳米石墨片的分散效果较弱,以Disperbyk-163为分散剂时,沉降体积为仅3167%,远低于其他分散剂。

图1 不同分散剂对纳米石墨片分散性的影响图2 纳米石墨片分散在有机溶液中的光学显微镜照片图3 纳米石墨片分散在有机溶液中的扫描电镜照片图2和图3是以Disperbyk-163为分散剂时,纳米石墨片分散在有机溶剂中的光学显微镜和扫描电镜照片。

由图2和图3可以看出纳米石墨片(厚度为16~20nm,直径为5~10μm)均匀地分散在有机溶剂中,相互间不发生团聚。

分散剂Disperbyk-163是一种相对分子质量为17000的嵌段共聚物,包括亲颜料端的胺基和亲溶剂端的酯基和羧基。

由于膨胀石墨在制备过程中经过高温处理,石墨片的边缘会发生氧化而引入—OH和—COOH等官能团。

这些极性官能团会和Disperbyk-163的胺基通过氢键相互作用使分散剂稳定地锚接在石墨片表面,而分散剂的亲溶剂端伸展在溶剂中,一方面提高纳米石墨片在溶剂中的浸润性,另一方面提供空间位阻。

在研究过程中发现如果只加分散剂而不加树脂,在超声的情况下,膨胀石墨会被破碎成厚度为30~50nm,直径为5~10μm石墨片,但是这些石墨片会发生絮凝而沉降。

由于石墨是由碳的六元环组成的共轭π键结构,因此石墨片层间的范德华作用力很强,单纯的分散剂提供的空间位阻不足以克服这种范德华力而阻止纳米石墨片的絮凝。

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