添加镀银铜粉/石墨烯抗静电涂料的研究开题报告

 2021-08-08 14:08:00

1. 研究目的与意义

随着现代科技的发展,一些有洁净要求和抗静电要求墙面和地面的场所,如在电子电器厂房、计算机房、印刷厂、纺织厂及制药厂等的应用也多了起来,抗静电涂料受到越来越广泛而深人的重视。

石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;导热系数高达5300w/mk,高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率超过15000cm2/vs,又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约10-8Ωcm,比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。因此,石墨烯同时具有高比表面积、快速导电性、优异的化学稳定性、突出的力学性能、高导热性等性能。

镀银铜粉是通过在微米级或者亚微米级铜粉的表面包覆一层银,从而形成镀银铜粉,这样既能提高铜的抗氧化能力,又降低了使用纯银产生的高成本,同时可保持银粉、铜粉的优良特性,因此可广泛应用电磁屏蔽、导电胶、导电橡胶、聚合物浆料、导电、导静电涂料以及各种有导电、导静电等需要的微米技术领域以及非导电性物质表面改性等工业,是一种新型的导电复合粉末。本文以镀银铜粉和石墨烯为抗静电剂,制备出抗静电效果优异的抗静电涂料,使得石墨烯和镀银铜粉在抗静电涂料中得到更广泛的应用。

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2. 国内外研究现状分析

我国对抗静电涂料的研究在20世纪50年代兴起,天津油漆厂、上海合成树脂研究所和武汉化工研究所研制出较低电阻率的抗静电涂料。中海油常州涂料化工研究院在20世纪90年代初研制出抗静电耐雨蚀涂层体系,该抗静电涂层采用导电炭黑等作为导电填料,由于导电填料采用炭黑,其颜色为黑色;在本世纪初,该院又采用新型复合导电材料为导电介质,研制出全新一代浅色抗静电涂料。国外早在20世纪50代便对抗静电涂层开展了广泛地20世纪80年代,美国斯坦福特研究所研究了一种保护飞机雷达罩的白色抗静电涂料。20世纪后期,美国在聚氨酯等涂层中添加导电纤维等研制的抗静电涂料,可以得到抗静电性能优异的涂层,并得到广泛应用。

石墨烯因具有超高的比表面积、优异的力学性能、导电性和导热性,所以是理想的聚合物复合材料的填料。并且通过改性以后的石墨烯其加工性提高了,可以采用不同的加工方法使其与高分子基体之间混合均匀,是开发高性能聚合物复合材料的种重要的手段。ruoff等首先制备了聚苯乙烯-石墨烯的合材料,引起了很大的关注。这种方法是用二甲肼还原均匀分散在聚苯乙烯溶液中(苯基异氰酸酯改性)的氧化石墨烯,恢复石墨烯的π-π电子共轭结构,这种复合材料的电渗滤阈值特别低(为0.1%)。brinson等全面的研究了改性石墨烯/聚合物复合材料的性能。研究发现:石墨烯的加入可以使复合材料强度、玻璃化转变温度和热分解温度大幅度提高,并且石墨烯的作用效果远远好于单壁碳纳米管和膨胀石墨。

jeffrey等通过熔融共混的方法将微波膨胀的氧化石墨烯与聚丙烯复合,制备的复合材料与纯聚丙烯相比,热稳定性、导电性和导热性能得到很大的提高。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

!--[if !supportlists]--1、!--[endif]--配制出镀银铜粉和石墨烯,并且对石墨烯进行改性。

!--[if !supportlists]--2、!--[endif]--将二甲苯和丁醇以质量比7:3制成混合溶剂,分别加入镀银铜粉和石墨烯和其他一些辅助材料制成抗静电涂层。

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4. 研究创新点

石墨烯和镀银铜粉虽然已经在抗静电涂料中得到了应用,但是通过本实验制备出抗静电效果更好的涂料,如今环境保护、抗静电等需求越来越多,并且为镀银铜粉和石墨烯的更广泛的应用奠定基础。

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