[发明专利]一种光固化纳米聚苯胺-环氧丙烯酸树脂互穿网络防静电涂料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料中高分子防静电涂料领域，具体来说是一种光固化纳米聚苯胺-环氧丙烯酸树脂互穿网络防静电涂料制备方法。

背景技术

导电涂料是涂于高电阻率的高分子材料上，使之具有传导电流和排除积累静电荷能力的一种功能性特种涂料，可以涂覆于任何形状基材的表面或内部。导电涂料具有施工方便、设备简单、成本低廉及应用范围广等诸多优点，应用于电子、建筑、航空和军事等领域。导电涂料按组成及导电机理可以分为两大类：结构型（亦称本征型）导电涂料和复合型（亦称添加型）导电涂料。本征型导电涂料的导电材料是高聚物自身，如聚苯胺、聚苯硫醚及聚吡咯等，其中聚苯胺因分子结构中含有大π键，π电子在分子链上自由运动而导电。添加型导电涂料的导电材料是在绝缘高聚物（如环氧树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂及聚氨酯等）中添加导电的物质，如金属、石墨等，利用导电物质的导电作用，使高聚物具有导电性能。

聚苯胺具有导电性能好，空气中稳定及热稳定性高，且质量轻，合成工艺简单，合成成本低廉等许多优点，使其得到了较为广泛的应用，在制备导电涂料方面聚苯胺是一种较为理想的导电添加剂。

紫外光(UV)固化涂料是一种受紫外光照射后，能在较短的时间内发生物理和化学变化的涂料。与传统的自然干燥或热固化涂料相比，UV固化涂料除了具有固化速度快、节省能源、涂膜性能优良、对基材的适用范围广等优点。环氧丙烯酸酯树脂固化后具有良好的物理化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定固化性和成型性方面更为出色，而且它不象环氧树脂那样烦琐，是一种热固化性树脂。因而具有优异的耐水性、耐热水性、耐药物性、粘结性、韧性。聚苯胺具有导电性能好，空气中稳定及热稳定性高，且质量轻，合成工艺简单，合成成本低廉等许多优点，使其得到了较为广泛的应用。 

目前，聚苯胺-聚合物导电涂料主要是采用分散法：即利用化学反应的方法合成出纳米或非纳米聚苯胺粒子，再利用搅拌或/和超声的方法将聚苯胺粒子分散在基树脂中形成导电涂料。用这种方法制备聚苯胺导电涂料存在的主要问题是聚苯胺粒子在涂料中的分散性不好，尤其是纳米聚苯胺很容易团聚，很难在涂料中以纳米粒子的状态分布，因而影响涂料的导电效果。

苯胺在丙烯酸酯树脂中分散法聚合，存在聚苯胺粒子在涂料中的分散性欠佳问题，纳米聚苯胺很容易团聚的问题尤为突现，团聚后的纳米粒子很难分散，使其在基体树脂中分散困难和分散不均匀，同时进行机械搅拌分散时，聚苯胺纳米粒子的形状和结构很容易被破坏，从而影响其导电性能；聚苯胺在涂料中难以以纳米粒子的状态分布，聚氨酯与之相混进行双组份聚合反应，是通过聚氨酯固化丙烯酸酯树脂双组份聚合物复合制备的导电涂料，双组份形成互穿网络结构，体系中两相之间不能具有良好的分散效果，从而进一步影响涂料的导电效果。

与传统的导电涂料相比，本发明采用纳米聚苯胺为导电粒子，与金属导电粒子相比聚苯胺在空气中稳定性高，且质量轻，合成工艺简单，价格低。

原位乳液聚合是目前制备纳米聚苯胺粒子的一种新的方法，它是利用乳化剂的分散作用使苯胺在基树脂直接中形成纳米聚苯胺粒子。用这种方法制备纳米聚苯胺粒子，一方面可以方便地控制和调节纳米聚苯胺的粒径，制备出符合要求的纳米聚苯胺粒子；另一方面树脂对形成的纳米聚苯胺起到了较好的包裹作用，并有效阻止纳米粒子的团聚，可以使制备得到的纳米聚苯胺粒子较好地分散在基树脂中，增强聚苯胺粒子与树脂的相容性。

互穿网络技术是聚合物复合的一种新技术，是用化学的方法将两种或两种以上的聚合物相互贯穿形成交织网状的一类新型复相聚合物材料。IPN材料中两种不同的网状结构相互贯穿，机械缠绕，形成宏观上均匀，微观上可能分相的共混体系，各种网络之间一般不形成化学键。体系中两相之间能够良好的分散，相界面较大，相间有很好的“协同效应”，而且起着“强迫互穿”的作用，达到抑制热力学上相分离的目的，增加两种组分的相容性，形成比较精细的共混结构，往往同时兼具两种或两种以上均聚物的特点，起到优势互补的作用。 

发明内容

本发明就是针对上述聚苯胺在环氧丙烯酸树脂中原位乳液聚合及环氧丙烯酸树脂光固化涂料的优点，解决现有技术不足，研制光固化纳米聚苯胺-环氧丙烯酸树脂互穿网络防静电涂料的制备方法。所得光固化纳米聚苯胺-环氧丙烯酸树脂互穿网络防静电涂料导电性稳定，同时可控制聚苯胺的加入量调节电阻大小值。聚苯胺分散均匀，表观状态光滑、透明，涂膜柔硬度可调，操作简便。