一种导电涂料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种导电涂料及其制备方法和应用，该导电涂料主要由以下重量份数原料所制成：PEDOT‑PSS水分散体20.2‑40.2份、水性聚氨酯15‑30份、3‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.3–1.3份、异丙醇18‑20份、1‑甲基‑2‑吡咯烷酮7‑9份、羟乙基纤维素3.5–4.5份、水性流平剂0.2‑0.4份、N,N‑二甲基乙醇胺1‑3份；相对于现有技术，本发明所得的导电涂料与聚乙烯纤维之间有较高的粘附性，制备工艺简单并且绿色环保，所得的导电聚乙烯纤维具有较高的导电性与稳定性。

权利要求

1.一种导电涂料，其特征在于，主要由以下重量份数原料所制成：PEDOT-PSS水分散体

20.2- 35.2份、水性聚氨酯20 -30 份、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.8 – 1.3份、异丙醇18 - 20份、1-甲基-2-吡咯烷酮7 - 9份、羟乙基纤维素3.5 – 4.5份、水性流平剂

0.2 – 0.4份、N,N-二甲基乙醇胺1-3 份。

2.根据权利要求1所述的导电涂料，其特征在于，主要由以下重量份数原料所制成：PEDOT-PSS水分散体28.2- 35.2份、水性聚氨酯20 -25 份、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.8 – 1.0份、异丙醇15- 18份、1-甲基-2-吡咯烷酮7- 9份、羟乙基纤维素3.8 – 

4.0份、水性流平剂 0.3- 0.5份、N,N-二甲基乙醇胺2 - 4份。

3.权利要求1所述的导电涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将PEDOT-PSS水分散体，在快速搅拌下，依次加入水性聚氨酯、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、异丙醇和1-甲基-2-吡咯烷酮，搅拌4-6min；

（2）加入配制好的羟乙基纤维素水溶液和水性流平剂，搅拌25-35min；

（3）再加入N,N-二甲基乙醇胺于混合体系中，调节pH为7-8，继续快速搅拌2-4h后得到复配的导电涂料。

4.权利要求1所述的导电涂料的应用，其特征在于，所述导电涂料用于导电聚乙烯纤维的制备。

5.根据权利要求4所述的导电涂料的应用，其特征在于，所述导电涂料用于导电聚乙烯纤维的制备方法包括：采用传统熔融纺丝的工艺，在拉丝的最后一道环节，让拉出的丝穿过导电涂料，再经过红外灯烘烤箱，得到淡蓝色的导电聚乙烯纤维。

说明书

一种导电涂料及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及涂料，具体涉及一种导电涂料及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 随着科技的发展，一些具有良好电绝缘性的高分子材料被广泛应用到电子产品中。这类材料在使用过程中产生的静电不及时排除，将会影响设备中精密电子元件的数据稳定性，甚至对仪器造成损坏。对于采用薄膜封装的设备来说，有时会因为静电累积产生意想不到的后果，尤其是在石油管道输、化学品运输等方面。有关消除静电的方法很多，目前研究较多的是在绝缘材料的外层涂制一层导电涂料，达到抗静电的效果。但是目前的导电涂料只要适用于玻璃，陶瓷，高分子绝缘膜材等方面，适用于织物以及纤维的导电涂料还很少，随着智能穿戴设备以及功能纤维的发展，用于织物的导电涂料必然有广阔的前景。

发明内容

[0003] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种导电涂料及其制备方法和应用。

[0004] 技术方案：如本发明所述一种导电涂料，，主要由以下重量份数原料所制成：PEDOT-PSS水分散体20.2-40.2份、水性聚氨酯(WPU)15-30份、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(SCA-187)0.3–1.3份、异丙醇(IPA)18-20份)、1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)7-9份、羟乙基纤维素(HEC)3.5–4.5份、水性流平剂(BYK-333)0.2–0.4份、N,N-二甲基乙醇胺1-3份。

[0005] 作为优选，所述的导电涂料，主要由以下重量份数原料所制成：PEDOT-PSS水分散体28.2-35.2份、水性聚氨酯20-25份、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.8–1.0份、异丙醇15-18份、1-甲基-2-吡咯烷酮7-9份、羟乙基纤维素3.8–4.0份、水性流平剂0.3-0.5份、N,N-二甲基乙醇胺2-4份。

[0006] 本发明还提供一种导电涂料的制备方法，包括如下步骤：

[0007] (1)将PEDOT-PSS水分散体，在快速搅拌下，依次加入水性聚氨酯、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、异丙醇和1-甲基-2-吡咯烷酮，搅拌4-6min；

[0008] (2)加入配制好的羟乙基纤维素水溶液和水性流平剂，搅拌25-35min；

[0009] (3)再加入N,N-二甲基乙醇胺于混合体系中，调节pH为7-8，继续快速搅拌2-4h后得到复配的导电涂料。

[0010] 本发明提供一种导电涂料的应用，所述导电涂料用于导电聚乙烯纤维的制备。

[0011] 作为优选，所述导电涂料用于导电聚乙烯纤维的制备方法包括：采用传统熔融纺丝的工艺，在拉丝的最后一道环节，让拉出的丝穿过导电涂料，再经过红外灯烘烤箱，得到淡蓝色的导电聚乙烯纤维。

[0012] 有益效果：相对于现有技术，本发明所得的导电涂料与聚乙烯纤维之间有较高的粘附性，制备工艺简单并且绿色环保，所得的导电聚乙烯纤维具有较高的导电性与稳定性。

具体实施方式

[0013] 实施例1

[0014] 本实施例所述一种导电涂料，主要由以下重量份数原料所制成：PEDOT-PSS水分散体20.2份、水性聚氨酯15份、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.3份、异丙醇18份、1-甲基-2-吡咯烷酮7份、羟乙基纤维素3.5份、水性流平剂0.2份、N,N-二甲基乙醇胺1份。

[0015] 本实施例导电涂料的制备方法，包括如下步骤：

[0016] (1)将PEDOT-PSS水分散体，在快速搅拌下，依次加入水性聚氨酯、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、异丙醇和1-甲基-2-吡咯烷酮，搅拌4min；

[0017] (2)加入配制好的羟乙基纤维素水溶液和水性流平剂，搅拌25min；

[0018] (3)再加入N,N-二甲基乙醇胺于混合体系中，调节pH为7，继续快速搅拌2h后得到复配的导电涂料。

[0019] 实施例2

[0020] 本实施例所述一种导电涂料，主要由以下重量份数原料所制成：PEDOT-PSS水分散体40.2份、水性聚氨酯30份、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1.3份、异丙醇20份、1-甲基-2-吡咯烷酮9份、羟乙基纤维素4.5份、水性流平剂0.4份、N,N-二甲基乙醇胺3份。

[0021] 本实施例导电涂料的制备方法，包括如下步骤：

[0022] (1)将PEDOT-PSS水分散体，在快速搅拌下，依次加入水性聚氨酯、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、异丙醇和1-甲基-2-吡咯烷酮，搅拌6min；

[0023] (2)加入配制好的羟乙基纤维素水溶液和水性流平剂，搅拌35min；

[0024] (3)再加入N,N-二甲基乙醇胺于混合体系中，调节pH为8，继续快速搅拌4h后得到复配的导电涂料。

[0025] 实施例3

[0026] 本实施例所述一种导电涂料，主要由以下重量份数原料所制成：

[0027] PEDOT-PSS水分散体30份、水性聚氨酯22份、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.8份、异丙醇16份、1-甲基-2-吡咯烷酮8份、羟乙基纤维素4.2份、水性流平剂0.4份、N,N-二甲基乙醇胺3份。

[0028] 本实施例导电涂料的制备方法，包括如下步骤：

[0029] (1)将PEDOT-PSS水分散体，在快速搅拌下，依次加入水性聚氨酯、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、异丙醇和1-甲基-2-吡咯烷酮，搅拌5min；

[0030] (2)加入配制好的羟乙基纤维素水溶液和水性流平剂，搅拌30min；

[0031] (3)再加入N,N-二甲基乙醇胺于混合体系中，调节pH为7.5，继续快速搅拌3h后得到复配的导电涂料。

[0032] 实施例4

[0033] 本实施例所述一种导电涂料，主要由以下重量份数原料所制成：PEDOT-PSS水分散体28.2份、水性聚氨酯20份、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.8份、异丙醇15份、1-甲基-2-吡咯烷酮7份、羟乙基纤维素3.8份、水性流平剂0.3份、N,N-二甲基乙醇胺2份。

[0034] 本实施例导电涂料的制备方法，包括如下步骤：

[0035] (1)将PEDOT-PSS水分散体，在快速搅拌下，依次加入水性聚氨酯、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、异丙醇和1-甲基-2-吡咯烷酮，搅拌5min；

[0036] (2)加入配制好的羟乙基纤维素水溶液和水性流平剂，搅拌30min；

[0037] (3)再加入N,N-二甲基乙醇胺于混合体系中，调节pH为7.5，继续快速搅拌3h后得到复配的导电涂料。

[0038] 实施例5

[0039] 本实施例所述一种导电涂料，主要由以下重量份数原料所制成：PEDOT-PSS水分散体35.2份、水性聚氨酯25份、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1.0份、异丙醇18份、1-甲基-2-吡咯烷酮9份、羟乙基纤维素4.0份、水性流平剂0.5份、N,N-二甲基乙醇胺4份。

[0040] 本实施例导电涂料的制备方法，包括如下步骤：

[0041] (1)将PEDOT-PSS水分散体，在快速搅拌下，依次加入水性聚氨酯、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、异丙醇和1-甲基-2-吡咯烷酮，搅拌5min；

[0042] (2)加入配制好的羟乙基纤维素水溶液和水性流平剂，搅拌30min；

[0043] (3)再加入N,N-二甲基乙醇胺于混合体系中，调节pH为7.5，继续快速搅拌3h后得到复配的导电涂料。

[0044] 实施例6

[0045] 本实施例涉及导电涂料的应用，所述导电涂料采用实施例1的组方和制备方法所得到，用于导电聚乙烯纤维的制备方法包括：采用传统熔融纺丝的工艺，在拉丝的最后一道环节，让拉出的丝穿过导电涂料，再经过红外灯烘烤箱，得到淡蓝色的导电聚乙烯纤维。

[0046] 实施例7

[0047] 本实施例的导电聚乙烯纤维采用实施例2的组方和制备方法所得到导电涂料所制成，方法同实施例6。

[0048] 实施例8

[0049] 本实施例的导电聚乙烯纤维采用实施例3的组方和制备方法所得到导电涂料所制成，方法同实施例6。

[0050] 实施例9

[0051] 本实施例的导电聚乙烯纤维采用实施例4的组方和制备方法所得到导电涂料所制成，方法同实施例6。

[0052] 实施例10

[0053] 本实施例的导电聚乙烯纤维采用实施例5的组方和制备方法所得到导电涂料所制成，方法同实施例6。

[0054] 实施例11

[0055] 导电材料的各种性能检测，采用传统的四探针测试仪对导电涂料电导性能进行测试。

[0056] 导电涂料中WPU重量份对导电涂料的影响，见表1。

[0057] 表1 WPU量对导电涂料的影响

[0058]

[0059] 实施例12

[0060] 导电涂料中PEDOT-PSS水分散体重量份对导电涂料的影响，见表2。

[0061] 表2 PEDOT-PSS水分散体重量份对导电涂料的影响

[0062]

[0063] 实施例13

[0064] 导电涂料中SCA-187重量份对导电涂料的影响，见表3。

[0065] 表3 SCA-187用量对导电涂料的影响

[0066]

[0067] 实施例14

[0068] 导电涂料中HEC重量份对导电涂料的影响，见表4。

[0069] 表4 HEC用量对导电涂料的影响

[0070]

[0071] 实施例15

[0072] 本发明所得到导电涂料的各项性能，见表5。

[0073] 对比例1为现有技术中玻璃的导电涂料。

[0074] 表5导电涂料的各项性能

[0075]

[0076] 实施例16

[0077] 本发明所得到导电聚乙烯纤维的导电性检测，见表6。

[0078] 表6导电聚乙烯纤维的导电性

[0079]