2015年我國導電塗料行業發展趨勢分析

　　導電塗料是近年來隨著塗料工業與現代工業的高速發展而出現的一種功能材料，是指塗於非導電底材上，使其具有一定的傳導電流和消散靜電荷能力的塗料，其成膜物質大多數是絕緣的。為了使塗料具有導電性，常用的處理方法是摻入導電微粒。目前，一些工業發達的國家都在開發導電塗料，其中日本和美國在這方面起步較早，研製的大多數產品是鎳粉、銅粉、銀粉以及炭黑等填充的導電塗料。導電塗料作為導電使用的塗層，在電子工業、建築工業以及航空技術等方面都具有重要的實用價值。本文主要綜述了本徵型導電塗料和摻雜型導電塗料的研究進展。

　　1.本徵型導電塗料的研究進展

　　本徵型導電塗料是指以本徵型導電聚合物為成膜物質所製成的導電塗料。目前，導電高分子用於導電塗料的製備方法大多集中在直接利用導電高分子作成膜樹脂、導電高分子與其他樹脂混合使用、導電高分子材料作為導電填料使用等方面，其中最典型的代表有聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚喹啉等是目前較為活躍的一個研究領域，而研究較多的是聚苯胺與聚吡咯。聚吡咯(PPy) 是一種具有廣泛應用前景的導電高分子材料，吡咯(Py)單體在氧化劑的存在下能比較迅速地氧化聚合成PPy，但純PPy即不經過摻雜時其導電性較差。只有經過合適摻雜劑摻雜後才能表現出較好的導電性。尚秀麗等採用相分離原位聚合法在醋酸纖維素(CA)基體中合成聚吡咯(PPy)可製成均勻的PPy/CA導電複合薄膜，成膜後朝向玻璃的膜面(反面)是絕緣的，而朝向溶液的膜面(正面)卻是導電的。膜中吡咯/醋酸纖維素的投料比為0.091時，導電複合膜的表面電阻約為20Ω/cm。

　　據宇博智業市場就中心發布的導電塗料行業趨勢報告分析，在眾多導電聚合物材料中，聚苯胺由於原料價格低、合成簡單、導電率高、耐高溫及抗氧化性好、環境穩定性好等優點，成為研究的熱點，被認為是最具有應用前景的導電高分子材料。本徵態的聚苯胺是不導電的，只有經過質子酸摻雜後才具有導電性，而用大分子質子酸摻雜的聚苯胺導電性能則更加優異，這是因為一方面大分子質子酸具有表面活化作用，相當於表面活性劑，摻雜到聚苯胺當中可以提高其溶解性;另一方面，大分子質子酸摻雜到聚苯胺中，使聚苯胺分子內及分子間的構象更有利於分子鏈上電荷的離域化，電導率得到大幅度提高。李紅敏等以十二烷基苯磺酸 (DBSA)摻雜的聚苯胺(PANI)為導電組分， 為溶劑，採用溶液共混法製備聚苯胺/丙烯酸酯共聚物(AA)導電薄膜。研究表明聚苯胺粒子均勻地分布在基體中形成較為良好的導電網絡而使共混物具有良好的導電性。劉誼君等採用氧化縮聚合成法製備了無機酸摻雜的低成本、高導電率的導電聚苯胺，以其為導電填料，以環氧樹脂為成膜物，製備出一種電導率在10-8～10-5S/m範圍內的新型導電塗料。寧曉輝等用化學氧化聚合方法合成了具有納米尺寸的聚苯胺，以其為導電填料，以丙烯酸酯為成膜物，製備出一種電導率在10-8～10-4S/m範圍內的新型防腐導電塗料。

　　2.摻雜型導電塗料的研究進展

　　摻雜型導電塗料是指以高分子聚合物為基礎加入導電物質，利用導電物質的導電作用，來達到塗層電導率在10-12S/m以上。它既具有導電功能，同時又具有高分子聚合物的許多優異特性，可以在較大範圍內根據使用需要調節塗料的電學和力學性能，並且成本較低，簡單易行，因而獲得較為廣泛的應用。摻雜型導電塗料由高分子聚合物、導電填料、溶劑及助劑等組成。常用的導電填料有金屬系填料、碳系填料、金屬氧化物系填料、複合填料、新型納米導電填料等。

　　2.1碳系導電塗料

　　碳系導電塗料是目前用量較大的一種功能塗料，具有成本低、質輕、結構高、無毒無害等優點。用作碳系導電塗料的導電填料主要有石墨、石墨纖維、碳纖維、高溫煅燒石油焦、各種炭黑以及碳化矽等。特別是炭黑填充導電聚合物已被廣泛應用，因為導電炭黑具有價格便宜、密度小、不易沉降、耐腐蝕性強等優點，但導電性相對較差;同時由於表面含有大量的極性基團，存在難分散、易絮凝等缺點，最簡便而有效的解決方法之一是加入分散劑降低炭黑粒子間的吸引力及凝聚力，從而使其能均勻穩定地分散在基質中。碳系導電塗料通常由導電填料、基體樹脂、助劑和溶劑組成，經機械混合後將其塗覆於非導電體底材表面，形成一層特殊固化膜，從而產生導電效果。根據現有的碳系導電塗料樣品和研究報導中可知，基本都是採用增加導電填料含量的方法來提高塗料的導電性。黃鵬波等研究了三種鈦酸酯偶聯劑NTC-401、CT-136、JSC及兩種矽烷偶聯劑KH-550、KH-570對炭黑導電塗料導電性能的影響。結果表明加入NTC-401、CT-136、JSC後體系的電阻升高，而KH-550、KH-570降低了體系的電阻值，其中以加入質量分數為2.5%的KH-550效果最好。喻冬秀等研製了一種以丙烯酸酯類樹脂為基料的改性碳纖維體系導電塗料，用單因素方法確定改性碳纖維 /樹脂質量比，偶聯劑的種類、用量以及添加方式、塗料的固化工藝等方面對塗料電性能的影響關係，確定了製備碳纖維體系導電塗料的最佳工藝條件為：改性碳纖維/樹脂質量比為0.7，鈦酸酯偶聯劑TMC-102採用預處理用量為1%(質量分數)和直接加入用量為1.5%(質量分數)相結合，製得的導電塗料綜合性能較好;固化溫度為50℃下固化20min，塗膜厚度為150μm時，其表面電阻率達到1.02Ω/sq。甘玉生用非金屬導電塗料替代金屬導電塗料進行了研究，選取矽溶膠作為載體，超細石墨和高結構炭黑按不同配比製備塗料;並對塗料的塗層厚度和表面電阻進行檢測，篩選出適於制殼的配比;經不同鋼種的工藝驗證，這種塗料可分別適用於各種鋼鐵鑄件的熔模鑄造制殼，原料來源廣泛，價格低廉。

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