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      水性CNTs分散剂及CNTs浆料在抗静电涂层中的应用


      文章來源:KOK作者:KOK   2020/2/17 9:00:00


      水性CNTs分散剂及CNTs浆料

      在抗静电涂层中的应用


      碳纳米管(CNTs)是一种径向尺寸为纳米量级,轴向尺寸为微米量级的特殊结构的一维量子材料,具有良好的电子导电性,能够形成连续的导电网络,导电性能远远优于传统导电材料。但是由于CNTs的管层之间存在较强的范德华力,自身又具有极大的比表面积和高长径比的特性,使得CNTs在通常情况下均以缠绕团聚的形式存在,其均匀分散非常困难,尤其是在高固含量时,浆料易在储存过程中会发生凝胶化问题,因此要发挥其优异性能,使之得到广泛的应用,对CNTs均匀分散成为了首要需要解决的关键性问题。

      瑞固新能(上海)材料科技有限公司在分散剂的结构设计、合成与开发方面具有丰富的经验与技术的积累,针对于水性体系分散CNTs开发出LIB-D200分散剂,在多家CNTs和石墨烯浆料生产厂家得以应用。相对于传统分散剂,LIB-D200是一类高性能润湿分散剂,具有独特的亲碳材料的基团,易吸附在碳材料表面,能够形成稳定的空间位阻排斥力,避免颗粒聚集,能够显著降低浆料粘度,提高浆料固含量,能够显著改善浆料的稳定性,储存过程中不易发生沉降,缓解浆料增稠现象,适用于水性体系对各类碳材料的分散,特别推荐用于难分散的碳纳米管和石墨烯体系。


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      图1:CNTs分散性测试

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      图2: CNTs粒径测试                  图3:浆料粘度测试



      LIB-D200的推荐使用方法


      按照浆料的配方先将分散剂溶解到水中,溶解完成后再加入相应碳材料进行研磨分散。研磨过程中有效成分添加量为基于碳纳米管粉料的20-40%;石墨烯浆料添加量为粉体的5-20%。为满足工艺要求并优化掺量,建议使用前进行原材料试配实验。


      碳纳米管除了用作锂电池导电剂外,在防静电涂层也具有传统导电材料无法比拟的优势,碳纳米管添加量为0.5-5‰时即可满足抗静电要求,然而在涂料和地坪等行业基体树脂性质差异极大,并且体系中会加入多种助剂,因此碳纳米管分散液与体系兼容性的问题尤为突出,不仅会影响涂层外观,也会影响到涂层的流平性、触变性等施工问题,最终影响产品的抗静电性能。针对这一行业痛点,瑞固新能推出适用于不同树脂体系的碳纳米管水性浆料,具有以下特性优点:

      (1)体系兼容性好,表面平整美观;

      (2)不改变涂料特性,不影响施工性能;

      (3)极低添加量时即可产生效果,涂层电阻率仅为10E5-10E4;

      (4)优异的耐酸、耐碱、盐等腐蚀,抗静电效果持久。


      CNTs水性浆料理化指标

      性能
      外观 黑色粘稠液体
      CNTs含量(%) 4±0.5
      分散剂含量(%) 1±0.25
      溶剂 去离子水
      pH 7-10
      粘度(mPa·s, 25℃) < 10000

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      图4:防静电浆涂料流变行为测试

      (CNTs浆料的加入不改变涂料的流变行为)

      图5:防静电涂层电阻率测试

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      瑞固新能(上海)材料科技有限公司,是上海KOK高分子材料股份公司的控股子公司,专注于锂电化学品的研发和生产,成功实现了锂离子电池用特殊化学品,如隔膜陶瓷浆料用新型粘结剂、润湿剂、分散剂,碳纳米管浆料用分散剂等新材料的产业化及应用。

      公司的生产基地分布在南京、吉林和老挝。其中南京工厂与德国Interpolymer合资组建,拥有全自控制系统,全面引入先进的德国化工产品生产管控系统,坐落于南京化学工业园区,拥有溶液聚合、乳液聚合、产品混配自动化装置以及完善的EHS设施,产能3万吨/年。吉林工厂主要从事聚醚单体、固体聚羧酸、非离子表面活性剂等精细化工产品的生产,产能6万吨/年。

      瑞固新能研发的隔膜粘结剂,具有高韧性,高强度,低水分的特点,为全球多家隔膜厂和电池厂配套隔膜粘结剂产品,提供了卓越的耐热性能、透气性以及低水分含量特性,同时也能够提升涂覆隔膜的良品率;针对CNTs难分散、易团聚的难题,研发的油性和水性CNTs分散剂彻底解决了CNTs的分散和稳定性的行业困扰,获得多家CNTs浆料厂家的认可。

      瑞固新能是全球先进的锂电池功能材料制造企业和技术转化平台,一直践行着锂电池功能材料的研发、生产、销售,快速响应的技术服务团队能够24小时360度全方位覆盖客户的需求,解决新能源行业痛点,提供本土化的“一站式”全套解决方案。





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