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石墨烯在导电和抗静电涂料中的应用

2018-03-16 12:57:37 青岛晨阳石墨有限公司 已读
  这种方法工艺复杂,也提高了成本,故此推广难度较大。
 
  导电性石墨烯涂料制备流程
 
  石墨烯的共轭结构使之具有很高的电子迁移率和优异的电学性能,这是人们最希望可以利用的性能。
 
  石墨烯在导电涂料中的另一个重要应用领域是导静电涂料。
 
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  一、在导电涂料中的应用
 
  石墨烯具有独特的性能和潜在的应用前景,目前已成为全世界的关注焦点与研究热点。石墨烯所具有的高导电性、强力学性能等特点,有利于制备高性能、高强度的抗静电涂料。当前汽车喷涂导电底漆主要通过添加导电炭黑使涂料具有导电性。该方法的优点在于制备涂膜的同时还原了氧化石墨烯,通过简单步骤制得致密的导电性石墨烯涂膜,其表面电阻为2.2×103Ω/sq,在波长550nm下透光率高达84%。汽车组成构件中有很大一部分,比如说汽车车身、保险杠、内外饰件等,都是塑料制品,无法形成电场。
 
  汽车是重要的工业产品。石墨烯经功能化改性后既保留了原有性质,还附带了改性基团的反应活性,能有效提高石墨烯在涂料体系中的分散性、相容性,甚至可赋予涂料体系某种特殊功能,因此石墨烯的功能化改性是其在涂料领域应用中必不可少的重要一环。由此导致导电底漆颜色较深,为了美观,往往要再喷涂一层底漆进行遮盖,然后再进行正式的静电喷涂。该种涂料表面电阻通常位于106到109之间,可以有效防止静电导走现象发生,故而一般应用于对防火、防爆等要求很高的场合。石墨烯导电涂料也可通过旋涂工艺施工,涂膜表面电阻可低至102~103Ω/sq,在550nm波长下透光率达到80%。石墨烯兼具良好的导电性和防腐蚀性,因而在导静电涂料中应用效果很好。比如石油、化工、铁路、交通等行业贮油罐、输油管道、油轮等贮油、输油设备的内外壁,煤矿、航空、纺织、粮食等行业设备的防腐涂料一般都是使用导静电涂料作为防腐涂料,这样既可以最大限度防止设备腐蚀,又可以避免电荷集聚产生静电引发火灾事故的问题。传统的导电涂料通过加入导电性物质作为添加剂来达到涂膜导电的目的,导电性添加剂通常为金属或金属氧化物颗粒(如银粉、铜粉、氧化锌等),以应用较为广泛的银粉为例,其用量、粒径和形态都对涂料的导电性能有很大影响。
 
  02、导静电涂料
 
  石墨烯导电性好、颜色浅,理论上单层的石墨烯是透明的,这样就可以回避因为导电剂带来的底漆颜色变深问题,对于汽车静电喷涂的改进十分有利。
 
  01、汽车静电喷涂浅色底漆
 
  抗静电涂料广泛用于电子、电器、航空及化工等多种领域,随着现代科技的发展,对其抗静电性能的要求越来越高。为了实现静电喷涂工艺,就要先在加工件表面先涂上一层导电底漆,然后在进行静电喷涂。数据显示,加入2%到4%的石墨烯后,底漆涂层值为40到50,完全可以满足汽车静电喷涂的色度要求。相比银粉,石墨烯除了有很好的导电性能外,还具备优异的机械性能及热性能,是极佳的导电涂料添加剂。
 
  二、抗静电涂料的应用
 
  将制得的GO与还原剂水合肼制成混合分散液,将该分散液喷涂在已预热的基底上。
 
  石墨烯用于涂料中可制备纯石墨烯涂料和石墨烯复合涂料,前者主要是指纯石墨烯在金属表面发挥防腐蚀、导电等作用的功能涂料;后者主要是指石墨烯首先与聚合物树脂复合,然后以复合材料制备功能涂料,石墨烯可显著提升聚合物的性能,因此石墨烯复合涂料成为石墨烯的重要应用研究领域。
 
  
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