超支化有机硅共混改性紫外光固化导电涂料的制备及性能研究.doc

超支化有机硅共混改性紫外光固化导电涂料的制备及性能研究

有机硅氧烷聚合物的分子主链是Si-O-Si键,使聚合物具有良好的耐高低温性能、耐腐蚀性能等。超支化有机硅聚合物(HPSi)是由带反应性官能团的有机硅单体聚合而成的。

相比于线性有机硅聚合物,超支化有机硅聚合物由于其本身具有特殊结构,使得具有黏度低、流变性高和溶解性好等特点。紫外光固化导电涂料作为环保型涂料之一,本身也具有一些缺点,如固化时间长、耐候性差等。

本文在查找和阅读大量的文献基础上,用KH-570在酸性条件下水解缩合得到超支化有机硅聚合物。而后用E-51和丙烯酸在三乙醇胺为催化剂的条件下,合成了环氧丙烯酸酯树脂为导电涂料的基体树脂,分别用石墨粉和石墨烯作为导电填料,然后用HPSi对配制好的紫外光固化导电涂料进行共混改性,目的是改善固化后涂层的耐候性和热稳定性,同时缩短固化时间。

本课题具体研究是通过环氧丙烯酸酯树脂用三乙醇胺为催化剂,催化E-51和丙烯酸反应聚合得到聚合物。实验过程中测试反应中体系酸值和环氧值,同时对聚合得到的产物用IR进行表征。

然后在酸性条件下,将KH-570在50-60℃下水解聚合得到超支化有机硅聚合物。采用IR、1HNMR和GPC对合成出来的聚合物进行表征,同时用黏度计对产物的黏度进行测量。

结果表明,该种方法可以得到黏度较小的超支化有机硅聚合物;n(H2O)/n(KH-570)摩尔比为1.2:1合成HPSi为目标聚合物。将合成的HPSi对UV光固化导电涂料进行共混改性,测试固化后涂层的性能表明,随着HPSi含量的增加,胶膜的延伸率整体上呈现降低后的趋势,而拉伸强度表现的是先增大后降低的趋势。

导电涂料固化后胶膜的热稳定性比未改性的提高了,HPSi含量为10%时提高了60.1℃,涂料固化时间由65s缩短至45s。胶膜的表面电阻率也随着导电填料含量发生变化,当石墨粉含量为1.25%时,表面电阻率为5.237×108Ω·cm-2,而石墨烯的表面电阻率为2.0609×109Ω·cm-2;1.5%石墨粉含量时,表面电阻率为8.5517×108Ω·cm-2;1.5%石墨烯含量时,表面电阻率为3.1424×108Ω·cm-2。

固化后胶膜的耐腐蚀性能随着HPSi含量的增加得到改善,耐水性、耐酸性和耐盐性在10%含量时最好,耐碱性在12.5%含量最好。