[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

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。

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。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。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，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，因此，聚苯胺类导电涂料的制备受到了人们的广泛关注和研究。

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。 

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。 

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，解决纳米聚苯胺粒子易团聚的缺点，研制了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。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。  

    本发明提供的技术方案为：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，按重量百分含量由下列物质配制而成，包括纳米聚苯胺-环氧丙烯酸树脂混合物10~60wt%；稀释性单体20~70wt%；引发剂为1~8 wt %；催化剂为0.5~3 wt %；阻聚剂0.5~2 wt %；填料2%~10 wt %，所使用的各物质的重量百分含量之和为100wt%。

而且，所述的纳米聚苯胺-环氧丙烯酸树脂混合物是指，过硫酸铵为氧化剂(5~10 wt %)、十二烷基苯磺酸为掺杂剂和乳化剂（12~18 wt %），水（30~45 wt %）、二甲苯（20~30 wt %）和环氧丙烯酸树脂（4~10 wt %）为介质，苯胺单体（2~5 wt %），在冰浴下反应4~8小时得到纳米聚苯胺与环氧丙烯酸树脂的混合物，本步骤所使用的各物质的重量百分含量之和为100wt%。

本发明所述涂料由纳米聚苯胺-环氧丙烯酸树脂混合物、稀释性单体在引发剂和催化剂的作用下互穿得到；纳米聚苯胺-环氧丙烯酸树脂混合物是由苯胺单体在环氧丙烯酸树脂中进行原位乳液聚合得到的，克服了聚苯胺在树脂基体中难分散和纳米粒子交易团聚的问题；在聚苯胺-环氧丙烯酸树脂混合物中加稀释性稀释性交联剂、引发剂、催化剂、阻聚剂搅拌均匀得到光固化纳米聚苯胺-环氧丙烯酸树脂互穿网络防静电涂料。