導電涂料國內外現狀與趨勢分析

    【全球涂料網資訊中心】： 導電涂料的國內發展狀況  

    我國導電涂料的研制與開發興起于上世紀50年代,如長春一汽集團研制的兼具導電和防腐性能的導電涂料,天津油漆廠生產的以石墨作為導電填料的導電涂料,武漢化工中心生產的以銀粉作為導電填料的環氧-銀系導電涂料,上海合成樹脂研發中心生產的DAD-5導電膠,常州化工中心生產的應用于飛機雷達罩殼體的抗靜電導電涂料等等,都得到了廣泛的實際應用。

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

    有實驗研究以水和有機化合物作為溶劑,聚氨酯和以質子酸摻雜的聚苯胺為主要成膜物質制備的導電涂料,其電導率可以達到IX10-^-15/cm,可以廣泛用于海洋防腐涂料,具有較強的穩定性。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電涂料,可應用于油罐防靜電領域,其電導率可以達到lxl(r8S/cm,符合油罐用導電涂料的標準。

    近些年,我國導電涂料的研制與開發取得了較大較快進展,相繼研制開發出多種強導電性導電涂料,如超細銀粉導電涂料;以鍍銀銅粉為填料,環氧-聚氨酯為主要成膜物質的導電涂料;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電涂料;用于軍事、家電行業和航天領域的電磁屏蔽導電涂料;應用于高分子材料殼體的靜電屏蔽導電涂料等。奧塞立公司研制出系列電磁波導電涂料,電阻值可以達到40mQ,

    屏蔽值可以達到90dB,更為可貴的是,該產品可以屏蔽高、低頻率電磁波,廣泛應用于手機、電子醫療設備、筆記本電腦、電子計量等電子系列產品的電磁波屏蔽,具有非常理想的效果。華昌公司研制開發的自流平導電涂料具有優異的導電性能,并且硬度、附著力、流平性、抗流掛性、耐腐蝕性、耐沖擊性、表面光澤度等均達到了國家標準。

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

    導電涂料的國外發展狀況

    國外導電涂料的研制與開發興起于上世紀40年代,美國率先研制開發出了以環氧

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

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

    導電涂料按照是否依靠外加導電性填料來實現導電功能可分為結構型導電涂料和摻合型導電涂料,由于摻合型導電涂料性能的優異性,早期導電涂料的研制與開發主要集中于摻合型導電涂料,并且許多都已經商業化,目前仍然是各個國家研究開發的重點。

    摻合型導電涂料用導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定性和價格相對低廉得到了比較廣泛的應用,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等都是此類產品。由于銅系導電涂料有比鎳系導電涂料更為優異的導電性能,伴隨著金屬系導電填料粒子表面處理技術的快速發展,銅系導電涂料必將得到越來越廣泛的應用。由日本朝禾集團研制開發的以丙2酸樹脂作為主要成膜物質,經過表面抗氧化處理的銅粉作為導電填料的慘合型導電涂料,在導電銅粉添加量僅為鎳系粉末一半的情況下,表現出更為穩定的導電性能。其它銅系導電涂料的產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,導電涂料的制備是以添加具有良好導電性的填料粒子來實現導電功能,直到1976年,美國賓夕法尼亞大學報道出在絕緣的聚乙炔中摻入碘,使之轉變成具有

導電性能的聚合物之后,科學家開始了對結構型導電涂料的研制與開發。到目前為止,只有氮化硫可以稱作是純粹的具有導電性能的基體樹脂,其他可以用作本征型導電涂料基體樹脂的聚合物大多需要進行化學反應過程,才能實現較強的導電性能。有實驗研究以院基苯為溶劑,環氧樹脂與樟腦磺酸摻雜的聚苯胺制備出環氧樹脂導電性涂料,當聚苯胺的百分含量在0.6%~0.9%之間,涂膜厚度在200um時,涂層的電導率可以達到MO-'S/cm,此時,涂層不但具有良好的抗靜電性能,同時對于鋼鐵等金屬表面具有較好的抗腐蝕能力。

    國外在納米導電涂料和織物用導電涂料的研制與開發上也給予了足夠的重視。納米型電磁屏蔽導電涂料應用最新表面化學技術,采用新型高聚物為主要成膜物質,填入納米級的導電金屬粉末,進行高速分散,使涂料既有金屬粉末的高導電性、抗靜電性和電磁屏蔽效能,同時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,制備出納米復合導電涂料。

    這種復合導電涂料易于施工,可以使用傳統的涂裝工藝。并且固化干燥時間短,在塑料等高分子材料表面有著良好的附著力性能。抗機械應力的導電涂料由水分散體(聚氨酯的百分含量在50%以上)和內核不導電、殼體導電的粉末組成�；旌�100.0份質量分數為30%的陽離子聚酯-聚氨酯與0.5~1.0質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,制得織物用導電涂料,導電流可以達到1.8A,展現出了優異的抗靜電效能。

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

  （更多資訊請登錄：全球涂料網http://www.soutuliao.com ）