本发明涉及复合型pu导电、发热碳膜技术领域,具体涉及一种pu导电、发热碳膜及其制备方法。
复合型导电薄膜(简称pu导电、发热碳膜)是一种用途广泛的功能性高分子材料。近年来,石墨烯(graphene)是单层石墨片构成的二维碳纳米结构材料,石墨烯具备优秀能力的力学、和热学性能。特别地,石墨烯的迁移率可达2×104cm2/v×s为硅的100倍,在室温下石墨烯pu导电、发热碳膜的电阻率可达108s/m,可耐受为108a/cm2的电流,是铜耐受能力的100倍。将石墨烯添加pu导电、发热碳膜到导电浆料中能大大的提升电导率,进一步地,由于石墨烯本身的惰性、密度低等优点,石墨烯的添入可碳膜以提高导电浆料的常规使用的寿命及降低浆料的密度。然而石墨烯在工艺流程中在碳膜分散性差等缺点限制了石墨烯的应用。
现有技术的pu导电、发热碳膜具备下述缺陷:1、石墨烯在制备过程中的分散性较差,影响最终的pu导电、发热碳膜的性能;2、pu导电、发热碳膜的膜面光滑度差,影响正常使用;3、pu导电、发热碳膜的制备过程复杂,生产所带来的成本较高。
本发明要解决的技术问题是:研制开发一种pu导电、发热碳膜及其制备方法,该pu导电、发热碳膜质具备膜面光滑、表面电阻均匀的pu导电、发热碳膜。
本发明的目的是为了解决上述现存技术条件存在的问题,提供pu导电、发热碳膜及其制备方法。
一种pu导电、发热碳膜,所述pu导电、发热碳膜包括以下质量份的原料:聚氨酯树脂为40~60份,导电炭黑4~6份,石墨烯4~6份,润滑剂1~2份,分散剂1~2份,溶剂35~50份。
作为本方案的进一步改善,所述聚氨酯树脂为50份,导电炭黑5份,石墨烯5份,润滑剂1.5份,分散剂1.5份,溶剂40份。
作为本方案的进一步改善,所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基醇醚硫酸钠、byk250中的任意一种或两种。
a、称取下述质量份的组分:聚氨酯树脂为40~60份,导电炭黑4~6份,石墨烯4~6份,润滑剂1~2份,分散剂1~2份,溶剂35~50份;
b、将35~50份溶剂、导电炭黑4~6份、石墨烯4~6份、润滑剂1~2份、分散剂1~2份,混合均匀后研磨1h,再加入聚氨酯树脂为40~60份搅拌0.5~1h并过滤,得到pu导电、发热碳膜混合料;
c、将步骤b中的导电薄膜混合料涂覆于离型纸上,烘干后剥离得到pu导电、发热碳膜。
本发明的pu导电、发热碳膜,经过各原料的混合,经过搅拌混合石墨烯、导电炭黑、聚氨酯树脂以及分散剂和润滑剂制得pu导电、发热碳膜,该pu导电、发热碳膜的抗撕裂强度以及表面平均电阻值均达到使用要求;
本发明的pu导电、发热碳膜制得的产品综合性能明显优于市售产品,通过分散剂和润滑剂的处理,导电炭黑和石墨烯分散均匀,使得pu导电、发热碳膜的表面膜面光滑、电阻均匀、具有持久性;
本发明的pu导电、发热碳膜制备步骤简单,膜面光滑抗撕裂强度高,而且安全无污染,可以被大范围的应用于各种医疗电机片导电层贴片电机膜以及交互式电子黑白板压感膜中。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下结合实施例对本发明作进一步说明:
a、称取下述质量份的组分:聚氨酯树脂为40~60份,导电炭黑4~6份,石墨烯4~6份,润滑剂1~2份,分散剂1~2份,二甲基甲酰胺35~50份;
b、将35~50份二甲基甲酰胺、导电炭黑4~6份、石墨烯4~6份、润滑剂1~2份、分散剂1~2份,混合均匀后研磨1h,再加入聚氨酯树脂为40~60份搅拌0.5~1h并过滤,得到pu导电、发热碳膜混合料;
c、将步骤b中的导电薄膜混合料涂覆于离型纸上,烘干后剥离得到pu导电、发热碳膜,烘干温度为150℃~160℃。
a、称取下述质量份的组分:聚氨酯树脂为40份,导电炭黑4份,石墨烯4份,润滑剂1份,分散剂1份,二甲基甲酰胺35份;
b、将35份二甲基甲酰胺、导电炭黑4份、石墨烯4份、润滑剂1份、分散剂1份,混合均匀后研磨1h,再加入聚氨酯树脂为40~60份搅拌0.5~1h并过滤,得到pu导电、发热碳膜混合料;
c、将步骤b中的导电薄膜混合料涂覆于离型纸上,烘干后剥离得到pu导电、发热碳膜,烘干温度为150℃~160℃。
a、称取下述质量份的组分:聚氨酯树脂50份,导电炭黑5份,石墨烯5份,润滑剂1.5份,分散剂1.5份,二甲基甲酰胺40份;
b、将35~50份二甲基甲酰胺、导电炭黑5份、石墨烯5份、润滑剂1.5份、分散剂1.5份,混合均匀后研磨1h,再加入聚氨酯树脂为50份搅拌0.5~1h并过滤,得到pu导电、发热碳膜混合料;
c、将步骤b中的导电薄膜混合料涂覆于离型纸上,烘干后剥离得到pu导电、发热碳膜,烘干温度为150℃~160℃。
其中,分散剂为聚乙烯吡咯烷酮0.5份、十二烷基醇醚硫酸钠0.5份,byk2500.5份。
a、称取下述质量份的组分:聚氨酯树脂为60份,导电炭黑6份,石墨烯6份,润滑剂2份,分散剂2份,二甲基甲酰胺50份;
b、将50份二甲基甲酰胺、导电炭黑6份、石墨烯6份、润滑剂2份、分散剂2份,混合均匀后研磨1h,再加入聚氨酯树脂为60份搅拌0.5~1h并过滤,得到pu导电、发热碳膜混合料;
c、将步骤b中的导电薄膜混合料涂覆于离型纸上,烘干后剥离得到pu导电、发热碳膜,烘干温度为150℃~160℃。
a、称取下述质量份的组分:聚氨酯树脂50份,导电炭黑5份,石墨烯5份,润滑剂1.5份,分散剂1.5份,二甲基甲酰胺40份;
b、将40份二甲基甲酰胺、导电炭黑5份、石墨烯5份、分散剂1.5份,混合均匀后研磨1h,再加入聚氨酯树脂为40~60份搅拌0.5~1h并过滤,得到pu导电、发热碳膜混合料;
c、将步骤b中的导电薄膜混合料涂覆于离型纸上,烘干后剥离得到pu导电、发热碳膜,烘干温度为150℃~160℃。
对比例1pu导电、发热碳膜pu导电、发热碳膜对比例中的配方组分与实施例2一致,区别仅仅在于不含润滑剂。
a、称取下述质量份的组分:聚氨酯树脂50份,导电炭黑5份,石墨烯5份,润滑剂1.5份,分散剂1.5份,二甲基甲酰胺40份;
b、将40份二甲基甲酰胺、导电炭黑5份、石墨烯5份、分散剂1.5份,混合均匀后研磨1h,再加入聚氨酯树脂为40~60份搅拌0.5~1h并过滤,得到pu导电、发热碳膜混合料;
c、将步骤b中的导电薄膜混合料涂覆于离型纸上,烘干后剥离得到pu导电、发热碳膜,烘干温度为150℃~160℃。
对比例2pu导电、发热碳膜pu导电、发热碳膜对比例中的配方组分与实施例2基本一致,区别仅仅在于不含分散剂。
表1pu导电、发热碳膜pu导电、发热碳膜实施例1~4及对比例1~2的测试结果
对比现存技术的pu导电、发热碳膜的缺陷:1、石墨烯在制备过程中的分散性较差,影响最终的pu导电、发热碳膜的性能;2、pu导电、发热碳膜的膜面光滑度差,影响正常使用;3、pu导电、发热碳膜的制备过程复杂,生产所带来的成本较高。
表1为实施例1~4以及对比例1~2的性能测试结果,上述测试根据结果得出:1)本发明的pu导电、发热碳膜,经过各原料的混合,经过搅拌混合石墨烯、导电炭黑、聚氨酯树脂以及分散剂和润滑剂制得pu导电、发热碳膜,该pu导电、发热碳膜的抗撕裂强度以及表面平均电阻值均达到使用上的要求,实施例2与对比例1对比,膜面光滑,断裂伸长率和拉伸强度皆佳,各项指标综合达到了优等品的指标;2)实施例2与对比例2相比,石墨烯和导电炭黑的分散性较佳,pu导电、发热碳膜的性能以及膜面外观优良,能够准确的看出通过分散剂和润滑剂的处理,pu导电、发热碳膜的表面电阻均匀、具有持久性,制备步骤简单,膜面光滑抗撕裂强度高,而且制备过程安全无污染,可以被大范围的应用于各种医疗电机片导电层贴片电机膜以及交互式电子黑白板压感膜中。
以上所述仅为本发明的优选实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明所作的等效变换,均在本发明的专利保护范围内。
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