[發明專利]一種光固化納米聚苯胺-環氧丙烯酸樹脂互穿網絡防靜電涂料的制備方法

有效

• 申請號: 201210045534.7
• 申請日: 2012-02-27
• 公開（公告）號: CN102604456A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 譚曉明;鄭鑫;涂浩
• 申請（專利權）人: 孝感學院
• 主分類號: C09D4/02
• 分類號: C09D4/02;C09D4/06;C09D5/24;C08G73/02
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 馮衛平

技術領域

本發明涉及高分子材料中高分子防靜電涂料領域，具體來說是一種光固化納米聚苯胺-環氧丙烯酸樹脂互穿網絡防靜電涂料制備方法。

背景技術

導電涂料是涂于高電阻率的高分子材料上，使之具有傳導電流和排除積累靜電荷能力的一種功能性特種涂料，可以涂覆于任何形狀基材的表面或內部。導電涂料具有施工方便、設備簡單、成本低廉及應用范圍廣等諸多優點，應用于電子、建筑、航空和軍事等領域。導電涂料按組成及導電機理可以分為兩大類：結構型（亦稱本征型）導電涂料和復合型（亦稱添加型）導電涂料。本征型導電涂料的導電材料是高聚物自身，如聚苯胺、聚苯硫醚及聚吡咯等，其中聚苯胺因分子結構中含有大π鍵，π電子在分子鏈上自由運動而導電。添加型導電涂料的導電材料是在絕緣高聚物（如環氧樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂及聚氨酯等）中添加導電的物質，如金屬、石墨等，利用導電物質的導電作用，使高聚物具有導電性能。

聚苯胺具有導電性能好，空氣中穩定及熱穩定性高，且質量輕，合成工藝簡單，合成成本低廉等許多優點，使其得到了較為廣泛的應用，在制備導電涂料方面聚苯胺是一種較為理想的導電添加劑。

紫外光(UV)固化涂料是一種受紫外光照射后，能在較短的時間內發生物理和化學變化的涂料。與傳統的自然干燥或熱固化涂料相比，UV固化涂料除了具有固化速度快、節省能源、涂膜性能優良、對基材的適用范圍廣等優點。環氧丙烯酸酯樹脂固化后具有良好的物理化學性能，它對金屬和非金屬材料的表面具有優異的粘接強度，介電性能良好，變定收縮率小，制品尺寸穩定性好，硬度高，柔韌性較好，對堿及大部分溶劑穩定固化性和成型性方面更為出色，而且它不象環氧樹脂那樣煩瑣，是一種熱固化性樹脂。因而具有優異的耐水性、耐熱水性、耐藥物性、粘結性、韌性。聚苯胺具有導電性能好，空氣中穩定及熱穩定性高，且質量輕，合成工藝簡單，合成成本低廉等許多優點，使其得到了較為廣泛的應用。?

目前，聚苯胺-聚合物導電涂料主要是采用分散法：即利用化學反應的方法合成出納米或非納米聚苯胺粒子，再利用攪拌或/和超聲的方法將聚苯胺粒子分散在基樹脂中形成導電涂料。用這種方法制備聚苯胺導電涂料存在的主要問題是聚苯胺粒子在涂料中的分散性不好，尤其是納米聚苯胺很容易團聚，很難在涂料中以納米粒子的狀態分布，因而影響涂料的導電效果。

苯胺在丙烯酸酯樹脂中分散法聚合，存在聚苯胺粒子在涂料中的分散性欠佳問題，納米聚苯胺很容易團聚的問題尤為突現，團聚后的納米粒子很難分散，使其在基體樹脂中分散困難和分散不均勻，同時進行機械攪拌分散時，聚苯胺納米粒子的形狀和結構很容易被破壞，從而影響其導電性能；聚苯胺在涂料中難以以納米粒子的狀態分布，聚氨酯與之相混進行雙組份聚合反應，是通過聚氨酯固化丙烯酸酯樹脂雙組份聚合物復合制備的導電涂料，雙組份形成互穿網絡結構，體系中兩相之間不能具有良好的分散效果，從而進一步影響涂料的導電效果。

與傳統的導電涂料相比，本發明采用納米聚苯胺為導電粒子，與金屬導電粒子相比聚苯胺在空氣中穩定性高，且質量輕，合成工藝簡單，價格低。

原位乳液聚合是目前制備納米聚苯胺粒子的一種新的方法，它是利用乳化劑的分散作用使苯胺在基樹脂直接中形成納米聚苯胺粒子。用這種方法制備納米聚苯胺粒子，一方面可以方便地控制和調節納米聚苯胺的粒徑，制備出符合要求的納米聚苯胺粒子；另一方面樹脂對形成的納米聚苯胺起到了較好的包裹作用，并有效阻止納米粒子的團聚，可以使制備得到的納米聚苯胺粒子較好地分散在基樹脂中，增強聚苯胺粒子與樹脂的相容性。

互穿網絡技術是聚合物復合的一種新技術，是用化學的方法將兩種或兩種以上的聚合物相互貫穿形成交織網狀的一類新型復相聚合物材料。IPN材料中兩種不同的網狀結構相互貫穿，機械纏繞，形成宏觀上均勻，微觀上可能分相的共混體系，各種網絡之間一般不形成化學鍵。體系中兩相之間能夠良好的分散，相界面較大，相間有很好的“協同效應”，而且起著“強迫互穿”的作用，達到抑制熱力學上相分離的目的，增加兩種組分的相容性，形成比較精細的共混結構，往往同時兼具兩種或兩種以上均聚物的特點，起到優勢互補的作用。?

發明內容

本發明就是針對上述聚苯胺在環氧丙烯酸樹脂中原位乳液聚合及環氧丙烯酸樹脂光固化涂料的優點，解決現有技術不足，研制光固化納米聚苯胺-環氧丙烯酸樹脂互穿網絡防靜電涂料的制備方法。所得光固化納米聚苯胺-環氧丙烯酸樹脂互穿網絡防靜電涂料導電性穩定，同時可控制聚苯胺的加入量調節電阻大小值。聚苯胺分散均勻，表觀狀態光滑、透明，涂膜柔硬度可調，操作簡便。