導(dǎo)電涂料國內(nèi)外現(xiàn)狀與趨勢分析

    【全球涂料網(wǎng)資訊中心】： 導(dǎo)電涂料的國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r  

    我國導(dǎo)電涂料的研制與開發(fā)興起于上世紀(jì)50年代,如長春一汽集團(tuán)研制的兼具導(dǎo)電和防腐性能的導(dǎo)電涂料,天津油漆廠生產(chǎn)的以石墨作為導(dǎo)電填料的導(dǎo)電涂料,武漢化工中心生產(chǎn)的以銀粉作為導(dǎo)電填料的環(huán)氧-銀系導(dǎo)電涂料,上海合成樹脂研發(fā)中心生產(chǎn)的DAD-5導(dǎo)電膠,常州化工中心生產(chǎn)的應(yīng)用于飛機(jī)雷達(dá)罩殼體的抗靜電導(dǎo)電涂料等等,都得到了廣泛的實(shí)際應(yīng)用。

    起初我國導(dǎo)電涂料的研制與開發(fā)主要集中在涂層的抗靜電性能方面,以摻合型導(dǎo)電涂料為主,利用不具有導(dǎo)電性能的高分子聚合物作為基體,石墨、炭黑等作為導(dǎo)電用填料。相比摻合型導(dǎo)電涂料,本征型導(dǎo)電涂料的研制與開發(fā)相對較晚,用于工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)化的產(chǎn)品也不多。

    有實(shí)驗(yàn)研究以水和有機(jī)化合物作為溶劑,聚氨酯和以質(zhì)子酸摻雜的聚苯胺為主要成膜物質(zhì)制備的導(dǎo)電涂料,其電導(dǎo)率可以達(dá)到IX10-^-15/cm,可以廣泛用于海洋防腐涂料,具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。另外還有以聚苯胺、漆酚酸、酚醛、二甲苯/正丁醇等為原料制備的溶劑型導(dǎo)電涂料,可應(yīng)用于油罐防靜電領(lǐng)域,其電導(dǎo)率可以達(dá)到lxl(r8S/cm,符合油罐用導(dǎo)電涂料的標(biāo)準(zhǔn)。

    近些年,我國導(dǎo)電涂料的研制與開發(fā)取得了較大較快進(jìn)展,相繼研制開發(fā)出多種強(qiáng)導(dǎo)電性導(dǎo)電涂料,如超細(xì)銀粉導(dǎo)電涂料;以鍍銀銅粉為填料,環(huán)氧-聚氨酯為主要成膜物質(zhì)的導(dǎo)電涂料;以低成本、高抗氧化性銅粉為填料制備的具有良好電磁屏蔽效能導(dǎo)電涂料;用于軍事、家電行業(yè)和航天領(lǐng)域的電磁屏蔽導(dǎo)電涂料;應(yīng)用于高分子材料殼體的靜電屏蔽導(dǎo)電涂料等。奧塞立公司研制出系列電磁波導(dǎo)電涂料,電阻值可以達(dá)到40mQ,

    屏蔽值可以達(dá)到90dB,更為可貴的是,該產(chǎn)品可以屏蔽高、低頻率電磁波,廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電子醫(yī)療設(shè)備、筆記本電腦、電子計(jì)量等電子系列產(chǎn)品的電磁波屏蔽,具有非常理想的效果。華昌公司研制開發(fā)的自流平導(dǎo)電涂料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能,并且硬度、附著力、流平性、抗流掛性、耐腐蝕性、耐沖擊性、表面光澤度等均達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)。

    目前,國內(nèi)的一些科研單位和高等院校都在積極開發(fā)和研制綜合性能更好的導(dǎo)電涂料,爭取用最快的速度縮短在高性能導(dǎo)電涂料應(yīng)用上與國外的差距。

    導(dǎo)電涂料的國外發(fā)展?fàn)顩r

    國外導(dǎo)電涂料的研制與開發(fā)興起于上世紀(jì)40年代,美國率先研制開發(fā)出了以環(huán)氧

樹脂作為主要成膜物質(zhì),銀粉作為導(dǎo)電填料的導(dǎo)電膠,并且注冊了專利。上世紀(jì)50年

代又開發(fā)出可應(yīng)用于電子設(shè)備殼體表面的抗靜電涂料,對排除電子設(shè)備殼體表面的靜電荷產(chǎn)生了重要作用。美國生產(chǎn)導(dǎo)電涂料的廠家主要有Chmecal & Insulating BEE、 AcmeChemicles & Insulating、 Electro-Kinetic System,主要的產(chǎn)品是銀粉、鎳粉、銅粉以及炭黑作為添加物的摻合型導(dǎo)電涂料。英國生產(chǎn)導(dǎo)電涂料的廠家主要有RF-ShieldingLTD和Nutwood UK LTD。

    導(dǎo)電涂料按照是否依靠外加導(dǎo)電性填料來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電功能可分為結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電涂料和摻合型導(dǎo)電涂料,由于摻合型導(dǎo)電涂料性能的優(yōu)異性,早期導(dǎo)電涂料的研制與開發(fā)主要集中于摻合型導(dǎo)電涂料,并且許多都已經(jīng)商業(yè)化,目前仍然是各個(gè)國家研究開發(fā)的重點(diǎn)。

    摻合型導(dǎo)電涂料用導(dǎo)電填料主要有金屬系(銀粉、銅粉、鎳粉等)和炭系(石墨、炭黑等)。其中鎳粉由于其良好的穩(wěn)定性和價(jià)格相對低廉得到了比較廣泛的應(yīng)用,神東公司的E3063, TBA公司的530X, ECP公司520X和530, Acheson Colloids公司的Electory440S, BEE公司的isoR65, RFS公司的RFS-25M, BEE公司的IsolexR65等都是此類產(chǎn)品。由于銅系導(dǎo)電涂料有比鎳系導(dǎo)電涂料更為優(yōu)異的導(dǎo)電性能,伴隨著金屬系導(dǎo)電填料粒子表面處理技術(shù)的快速發(fā)展,銅系導(dǎo)電涂料必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。由日本朝禾集團(tuán)研制開發(fā)的以丙2酸樹脂作為主要成膜物質(zhì),經(jīng)過表面抗氧化處理的銅粉作為導(dǎo)電填料的慘合型導(dǎo)電涂料,在導(dǎo)電銅粉添加量僅為鎳系粉末一半的情況下,表現(xiàn)出更為穩(wěn)定的導(dǎo)電性能。其它銅系導(dǎo)電涂料的產(chǎn)品還有日本化成公司ES3000, AchesonColloids公司的Electrody 437, TBA公司的ECP 510, BEE公司的Isolex R 73等。

    長期以來,導(dǎo)電涂料的制備是以添加具有良好導(dǎo)電性的填料粒子來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電功能,直到1976年,美國賓夕法尼亞大學(xué)報(bào)道出在絕緣的聚乙炔中摻入碘,使之轉(zhuǎn)變成具有

導(dǎo)電性能的聚合物之后,科學(xué)家開始了對結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電涂料的研制與開發(fā)。到目前為止,只有氮化硫可以稱作是純粹的具有導(dǎo)電性能的基體樹脂,其他可以用作本征型導(dǎo)電涂料基體樹脂的聚合物大多需要進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)過程,才能實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的導(dǎo)電性能。有實(shí)驗(yàn)研究以院基苯為溶劑,環(huán)氧樹脂與樟腦磺酸摻雜的聚苯胺制備出環(huán)氧樹脂導(dǎo)電性涂料,當(dāng)聚苯胺的百分含量在0.6%~0.9%之間,涂膜厚度在200um時(shí),涂層的電導(dǎo)率可以達(dá)到MO-'S/cm,此時(shí),涂層不但具有良好的抗靜電性能,同時(shí)對于鋼鐵等金屬表面具有較好的抗腐蝕能力。

    國外在納米導(dǎo)電涂料和織物用導(dǎo)電涂料的研制與開發(fā)上也給予了足夠的重視。納米型電磁屏蔽導(dǎo)電涂料應(yīng)用最新表面化學(xué)技術(shù),采用新型高聚物為主要成膜物質(zhì),填入納米級的導(dǎo)電金屬粉末,進(jìn)行高速分散,使涂料既有金屬粉末的高導(dǎo)電性、抗靜電性和電磁屏蔽效能,同時(shí)又具備較好的色澤和附著力性能。通過加入溶劑和各種涂料用功能助劑,制備出納米復(fù)合導(dǎo)電涂料。

    這種復(fù)合導(dǎo)電涂料易于施工,可以使用傳統(tǒng)的涂裝工藝。并且固化干燥時(shí)間短,在塑料等高分子材料表面有著良好的附著力性能。抗機(jī)械應(yīng)力的導(dǎo)電涂料由水分散體(聚氨酯的百分含量在50%以上)和內(nèi)核不導(dǎo)電、殼體導(dǎo)電的粉末組成�；旌�100.0份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的陽離子聚酯-聚氨酯與0.5~1.0質(zhì)量份的羥甲基纖維素和PH值在9.9-9.5之間的WW3,加入60.0質(zhì)量份鍍銀硼酸鹽玻璃粒子,在150攝氏度下干燥固化成膜,制得織物用導(dǎo)電涂料,導(dǎo)電流可以達(dá)到1.8A,展現(xiàn)出了優(yōu)異的抗靜電效能。

    伴隨著導(dǎo)電涂料研制開發(fā)技術(shù)的日益成熟,更多新型導(dǎo)電涂料的成功研制,將會為更多的領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)。（來源：全球涂料網(wǎng) / 本文作者：王道明 大連理工大學(xué)）

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