丙烯酸酯導(dǎo)電涂料的制備與表征

陳雪峰,2，祝 媛3，王芳芳，陳興田，張 星，洪若瑜

(1. 福州大學(xué) 石油化工學(xué)院，福建 福州 350108；2. 蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院 醫(yī)藥科技學(xué)院，江蘇 蘇州 215411；3. 惠州億緯鋰能股份有限公司，廣東 惠州 516006)

隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，聚合物殼體得到廣泛應(yīng)用。 導(dǎo)電涂料涂在聚合物材料表面，賦予材料表面抗靜電或高的導(dǎo)電性能，被廣泛應(yīng)用于航空航天、 石油儲(chǔ)存，電子電氣產(chǎn)品和化學(xué)工程等領(lǐng)域[1]。導(dǎo)電涂料根據(jù)其工藝加工手段的不同，大致可以分為本征型和摻合型2種涂料。 摻合型的涂料主要是指將導(dǎo)電的納米粒子或其他填充物添加到聚合物基體中，制備工藝簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，且得到的產(chǎn)品導(dǎo)電性持久。添加型導(dǎo)電涂料中的導(dǎo)電填料主要有金屬粉體、碳系填料、金屬化合物系填料、復(fù)合填料和新型納米導(dǎo)電填料等[2]。金屬粉體作為導(dǎo)電填料耐腐蝕性差，容易被氧化，且長(zhǎng)時(shí)間放置容易發(fā)生沉積現(xiàn)象。碳材料導(dǎo)電填料的原料易得、價(jià)格便宜、導(dǎo)電優(yōu)良、性能穩(wěn)定且無(wú)毒、無(wú)害等[3-5]，該導(dǎo)電涂料導(dǎo)電效果好、耐腐蝕能力強(qiáng)，普遍適用于電子科技、化工材料和國(guó)防軍事等相關(guān)領(lǐng)域[6]。

丙烯酸酯以其耐高溫、 抗腐蝕和良好的光澤度等諸多優(yōu)點(diǎn)，常被用做涂料的基體。 以碳材料為導(dǎo)電填料，添加在聚合物中是一種有效且便捷的制備導(dǎo)電涂料的方法。 填料在基體中分散越均勻，體系中就越能獲得優(yōu)異的導(dǎo)電能力。 炭黑粒子由于比表面能大，在粒子之間容易出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，并且與聚合物基體的相融性差，從而影響導(dǎo)電涂料的性能，所以需要對(duì)炭黑進(jìn)行改性。

本實(shí)驗(yàn)中采用等離子體技術(shù)清潔制備導(dǎo)電炭黑[7]，普通的炭黑分散性能不佳，而且表面功能團(tuán)比較少，需要對(duì)炭黑顆粒進(jìn)行表面改性，常用液相酸性氧化法，能有效增加炭黑粒子表面含氧官能團(tuán)，降低炭黑初級(jí)粒子之間的團(tuán)聚作用，提高炭黑顆粒與聚合物之間的相融性，促進(jìn)炭黑更為均勻地分散在聚合物里。

本文中運(yùn)用前期工作中所采用的液相氧化法對(duì)炭黑進(jìn)行改性[8]，以丙烯酸酯為成膜物質(zhì)，炭黑作為填料，制備丙烯酸酯-炭黑(PA-CB)導(dǎo)電涂料，考察炭黑、偶聯(lián)劑、二氧化硅用量及研磨時(shí)間對(duì)涂層導(dǎo)電性的影響，并表征該涂料的流變性質(zhì)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料和試劑

丙烯酸酯樹(shù)脂PA-107(寧波江北今化貿(mào)易有限公司)，導(dǎo)電炭黑(自制)，納米二氧化硅N20(粒徑為12 nm, 德國(guó)瓦克公司)，鈦酸酯偶聯(lián)劑(蘇州華科試劑有限公司)；濃硝酸、濃硫酸和無(wú)水乙醇均為分析純(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和分析儀器

分析天平、二口燒瓶、燒杯、烘箱、循環(huán)水式真空泵。S-570型掃描電子顯微鏡(SEM)，日本日立公司；RTS-9雙電測(cè)四探針測(cè)試儀，廣州四探針科技有限公司；Rheostress 6000型旋轉(zhuǎn)流變儀，德國(guó)賽墨非世爾公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.3.1 導(dǎo)電炭黑的制備

本實(shí)驗(yàn)中，使用組合式等離子體技術(shù)制備導(dǎo)電炭黑，該法制備的導(dǎo)電炭黑具有較好的導(dǎo)電性能，同時(shí)具有制備過(guò)程容易放大、節(jié)能、沒(méi)有二氧化碳排放等優(yōu)點(diǎn)。

1.3.2 導(dǎo)電炭黑的氧化改性

Sun等[9]使用等離子體技術(shù)進(jìn)行導(dǎo)電炭黑的表面改性，采用的是一種干法改性技術(shù)，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示并未使導(dǎo)電炭黑表面完全氧化，我們采用液相改性法[8]。稱取1.0 g的導(dǎo)電炭黑，緩慢加入500 mL二口燒瓶中，再加入300 mL濃硝酸和濃硫酸的混合溶液(濃硝酸與濃硫酸物質(zhì)的量的比為2 ∶1)，在室溫下充分?jǐn)嚢?，反?yīng)6 h。待反應(yīng)結(jié)束后，用去離子水洗滌至中性，過(guò)濾后將得到改性后的炭黑，置放在120 ℃條件下干燥24 h備用。

1.3.3 PA-CB導(dǎo)電涂料的制備

以丙烯酸酯為基料，導(dǎo)電炭黑為填料，通過(guò)懸浮體共混法制備丙烯酸酯導(dǎo)電涂料。表1為PA-CB導(dǎo)電涂料的配方。PA-CB導(dǎo)電涂料的制備流程如圖1所示。

表1 PA-CB 導(dǎo)電涂料的配方

圖1 PA-CB導(dǎo)電涂料的制備流程圖Fig.1 Preparation of PA-CB conductive coatings

將丙烯酸酯溶于無(wú)水乙醇中，緩慢加入0.5 g改性后的炭黑。 在砂磨機(jī)中持續(xù)研磨5 h，使得丙烯酸酯和炭黑達(dá)到15 nm細(xì)度后停止研磨，分離研磨珠后即可得到PA-CB導(dǎo)電涂料。

將制備的導(dǎo)電涂料溶液放置30 min，然后倒入聚丙烯(PP)底材的薄片上，在自動(dòng)涂膜器的作用下，用濕膜制備器涂膜制備15 μm的薄膜。 所制得的濕膜在陰暗處晾干24 h，然后在50 ℃的烘箱中干燥2 h，得到PA-CB涂層干膜，用于電學(xué)性能的測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 掃描電鏡分析

圖2為導(dǎo)電炭黑酸處理前后的SEM圖像。由圖2a可知，炭黑顆粒的形貌保持完整的球形，顆粒的平均粒徑大約為70 nm。未經(jīng)改性的炭黑粒子的表面能較大，顆粒容易團(tuán)聚。從圖2b中可以看出，通過(guò)濃硝酸和濃硫酸的混合溶液處理后得到的炭黑粒子的團(tuán)聚現(xiàn)象明顯減少。這是因?yàn)闈庀跛岷蜐饬蛩嵫趸幚砗蟮奶亢诒砻嬖黾恿舜罅康暮豕倌軋F(tuán)，含氧官能團(tuán)產(chǎn)生的位阻效應(yīng)，大大減少了炭黑粒子之間的團(tuán)聚；增加的含氧官能團(tuán)可以加強(qiáng)炭黑顆粒與聚合物基體之間的相融能力，促進(jìn)炭黑顆粒在丙烯酸酯基體中形成較為均勻的分布。

a 導(dǎo)電炭黑

b 酸處理后的炭黑圖2 炭黑粒子的SEM圖像Fig.2 SEM images of carbon black nanoparticles

2.2 導(dǎo)電炭黑添加量對(duì)涂層體積電阻率的影響

使用四探針電導(dǎo)率儀測(cè)量涂層的體積電阻率，導(dǎo)電性受導(dǎo)電填料(炭黑顆粒)用量的影響。圖3為導(dǎo)電炭黑對(duì)丙烯酸酯涂層體積電阻率的影響。從圖中可以看出，隨著炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0.6%增加到2.5%，丙烯酸酯涂層的體積電阻率減小。

第1階段炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0.6%增加到1%時(shí)，涂層的體積電阻率呈明顯下降趨勢(shì)。第2階段炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從1%增加到2.5%，涂層的體積電阻率變化趨于穩(wěn)定，涂層的體積電阻率為33 Ω·m。從以上2個(gè)階段中涂層體積電阻率受炭黑添加含量的影響而變化的趨勢(shì)來(lái)看，可以認(rèn)定變化過(guò)程中出現(xiàn)了明顯的“滲流”現(xiàn)象。綜上分析可知，改性后的炭黑粒子添加到丙烯酸酯中，形成添加型導(dǎo)電涂料的導(dǎo)電閾值為1%。當(dāng)炭黑粒子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1%時(shí)，繼續(xù)添加導(dǎo)電炭黑對(duì)涂層的導(dǎo)電性影響很小。加入過(guò)多的炭黑顆粒也會(huì)增大整個(gè)體系的黏度，破壞涂層的其他性能[9]。綜合以上所述，炭黑的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%。

圖3 導(dǎo)電炭黑對(duì)丙烯酸酯涂層體積電阻率的影響Fig.3 Effect of CB content on volume resistivity of PA-CB films

2.3 PA-CB導(dǎo)電涂層斷面的SEM圖像

將涂層置于液氮中冷凍，然后迅速脆斷，采用SEM對(duì)涂層斷面的形貌進(jìn)行掃描，考察炭黑粒子在丙烯酸酯中的分散情況。圖4為添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的炭黑顆粒制備所得的丙烯酸酯-炭黑導(dǎo)電涂料的SEM圖像。

由圖4a可知，丙烯酸酯中的炭黑顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.4%時(shí)，丙烯酸酯基體中都是單個(gè)孤立的炭黑顆粒，這些導(dǎo)電粒子分散較廣，相互之間距離較遠(yuǎn)，無(wú)法形成導(dǎo)電通路。外加電流作用下，導(dǎo)電的炭黑粒子遇到非導(dǎo)電的丙烯酸酯基體對(duì)其的阻礙，電阻率過(guò)大，很難實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電。如圖4b、4c，進(jìn)一步增加炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)至0.6%、1%，單位體積內(nèi)的丙烯酸酯基體中的炭黑粒子數(shù)目顯著增加，分散均勻且分布密集，炭黑粒子之間距離縮小，能形成良好的導(dǎo)電通路，具有較好的導(dǎo)電性能。當(dāng)炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%時(shí)，從圖4d可以看出，炭黑粒子緊密接觸，導(dǎo)電性良好，涂料體積電阻率為33 Ω·m。

a 0.4%b 0.6%c 1.0%d 2.0%圖4 不同炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)下復(fù)合涂層斷面的SEM圖像Fig.4 SEM micrographs of fracture surface of PA-CB films with different content of carbon black

在導(dǎo)電涂料制備過(guò)程中，當(dāng)導(dǎo)電炭黑粒子的填充量達(dá)到與整個(gè)聚合物基體形成的體系的滲流臨界值時(shí)，導(dǎo)電粒子之間相互聯(lián)通，形成允許外加電流通過(guò)的通路，使整個(gè)體系開(kāi)始具備導(dǎo)電性能，這就是宏觀上的滲流作用[10-11]。如圖4c、4d，在聚合物中，炭黑粒子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到或超過(guò)臨界值(1%)，聚合物的電阻率明顯減小，涂層的導(dǎo)電性能大幅提升。當(dāng)添加的炭黑粒子會(huì)被丙烯酸酯聚合物基體所包裹，隧道效應(yīng)[12]是導(dǎo)電涂料薄層能夠?qū)щ姷闹饕?。如圖4d，當(dāng)2個(gè)炭黑粒子之間存在的丙烯酸酯絕緣層較薄時(shí)，這2個(gè)炭黑粒子各自的電子就可以穿越絕緣層的阻擋而運(yùn)動(dòng)起來(lái)，達(dá)到相互導(dǎo)通的效果，從而增加丙烯酸酯-炭黑的導(dǎo)電能力。

2.4 鈦酸酯偶聯(lián)劑用量對(duì)涂料體積電阻率的影響

炭黑在丙烯酸酯基體中的分散效果和穩(wěn)定程度決定涂料的導(dǎo)電性。導(dǎo)電炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，采用鈦酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行表面修飾，提高炭黑在聚合物中的分散效果。 鈦酸酯偶聯(lián)劑通式用R’—O—Ti—(OR)3表示。其中—(OR)3為烷氧基或螯合基，產(chǎn)生與丙烯酸酯基體的偶聯(lián)效果；R’—O—?jiǎng)t可以與丙烯酸酯分子發(fā)生交聯(lián)。

偶聯(lián)劑的主要作用就是將炭黑填料和丙烯酸酯基體樹(shù)脂結(jié)合在一起，既可以和填料表面連接，又可以與基體發(fā)生交聯(lián)或物理纏繞，從而在填料和基體界面之間形成活性層。

圖5a為有無(wú)鈦酸酯偶聯(lián)劑對(duì)涂料體積電阻率的影響，從圖中可以看出，添加偶聯(lián)劑能使涂料的體積電阻率增大。當(dāng)鈦酸酯偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí)，涂料的體積電阻率得到最小值，約為39 Ω·m，見(jiàn)圖5b。加入鈦酸酯可以提高炭黑顆粒在丙烯酸酯基體中的分散均勻性。在研磨過(guò)程中，鈦酸酯中的極性段對(duì)導(dǎo)電炭黑表面有吸附作用，炭黑粒子表面被其包覆，減少了炭黑粒子的相互團(tuán)聚，促進(jìn)填料與丙烯酸酯的結(jié)合。同時(shí)，丙烯酸酯基質(zhì)和鈦酸酯偶聯(lián)劑的柔性段具有良好的相容性，使得導(dǎo)電炭黑在基體中分散均勻，形成更好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，使涂料電阻率減小。但是，如果偶聯(lián)劑用量過(guò)大，導(dǎo)電炭黑粒子就可能被包裹的比較嚴(yán)密，炭黑粒子在基體中不容易形成導(dǎo)電通路，因此鈦酸酯偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%比較適宜。

a 有無(wú)鈦酸酯偶聯(lián)劑

b 鈦酸酯偶聯(lián)劑用量圖5 鈦酸酯偶聯(lián)劑用量對(duì)涂料體積電阻率的影響Fig.5 Effect of titanium coupling agent on volume resistivity of PA-CB films

2.5 研磨時(shí)間對(duì)涂料體積電阻率的影響

研磨時(shí)間對(duì)涂料體積電阻率的影響如圖6所示。使用改性后的炭黑，初級(jí)粒子之間的團(tuán)聚現(xiàn)象明顯較少，但是由于研磨時(shí)間較短，炭黑之間“結(jié)塊”形成大顆粒的現(xiàn)象仍舊存在，整個(gè)體系的導(dǎo)電通路還沒(méi)完全形成，涂層體積電阻率依然較大。研磨時(shí)間從0.5 ～3 h過(guò)程中，導(dǎo)電涂層的體積電阻率逐漸減小。

研磨初期，炭黑粒子在丙烯酸酯基體中的團(tuán)聚和分散同時(shí)進(jìn)行，因此涂層的體積電阻率減小趨勢(shì)較為緩慢。當(dāng)研磨時(shí)間為3～ 4 h時(shí)，涂層的體積電阻率明顯減小。此研磨時(shí)間段內(nèi)，炭黑粒子之間的團(tuán)聚和結(jié)塊不斷被消除和破壞，粒子均勻地分散在涂層中。繼續(xù)增加研磨時(shí)間，炭黑粒子的分散已經(jīng)基本完成，體系內(nèi)不再出現(xiàn)團(tuán)聚或結(jié)塊嚴(yán)重的區(qū)域，因此涂層的體積電阻率減小緩慢，曲線趨于平緩。過(guò)長(zhǎng)的研磨時(shí)間消耗過(guò)多的制備成本，故此研磨時(shí)間為 4 h 比較適宜。

圖6 研磨時(shí)間對(duì)涂料體積電阻率的影響Fig.6 Effect of grinding time on volume resistivity of coatings

2.6 納米二氧化硅對(duì)涂料沉降性的影響

由于氣相納米二氧化硅具有粒徑小、 比表面大，表面富含羥基，在涂料工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用，可作為流變助劑、 防沉劑、 助分散劑等，一般推薦量為0.5%～2%[13]。本實(shí)驗(yàn)考查了添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%的納米二氧化硅對(duì)涂膜的表面光潔度、涂料穩(wěn)定性及防沉降性能的影響，見(jiàn)圖7。由圖7可知，添加納米二氧化硅后，涂料更穩(wěn)定，沉降率明顯減小。原因是將納米二氧化硅添加到導(dǎo)電涂料中，能促進(jìn)整個(gè)體系內(nèi)形成一個(gè)三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而增大了粒子之間的空間位阻[14]。而且，三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在導(dǎo)電涂料的制備過(guò)程中容易自行恢復(fù)，增加涂料的黏度，從而減緩填料的沉降，因此導(dǎo)電涂料具有更好的穩(wěn)定性和分散性。

圖7 納米二氧化硅對(duì)涂料沉降性的影響Fig.7 Effect of silica on sedimentation rate of coating

2.7 剪切速率和炭黑添加量對(duì)涂料流變特性的影響

圖8為剪切速率和炭黑添加量對(duì)涂料黏度的影響。從圖中可見(jiàn)，盡管添加炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有所不同(0.6%～2.5%)，但導(dǎo)電涂料的黏度變化有共同的趨勢(shì)：導(dǎo)電涂料黏度隨著剪切速率增大而先減小后平穩(wěn)。這是因?yàn)榧羟兴俾蕪?0 s-1增加到75 s-1，丙烯酸酯-炭黑形成的導(dǎo)電涂料體系中原有的網(wǎng)絡(luò)分散結(jié)構(gòu)受到了嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致涂料黏度快速減小。繼續(xù)增加剪切速率超過(guò)100 s-1時(shí)，體系內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)分散結(jié)構(gòu)已經(jīng)不復(fù)存在，黏度變化基本平穩(wěn)，曲線趨于平緩，隨剪切速率的增加黏度變化很小。

涂料的黏度代表涂料動(dòng)態(tài)流變特性，反映炭黑粒子在丙烯酸酯基體中的分散情況。炭黑填料含量達(dá)到一定數(shù)值之后，體系中會(huì)形成網(wǎng)絡(luò)分散結(jié)構(gòu)，當(dāng)體系結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時(shí)，在低應(yīng)力區(qū)域內(nèi)動(dòng)態(tài)流變參數(shù)(G′、G″、 tanα)會(huì)發(fā)生明顯改變[15]。而完全轉(zhuǎn)變后，涂料體系的動(dòng)態(tài)流變參數(shù)受剪切應(yīng)力等變化影響較小，故曲線平緩，不再發(fā)生較大改變

涂料的黏度隨炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而發(fā)生變化。 隨著炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0.6%增加到2.5%，涂料的黏度不斷增大。 其中，炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%～0.8%時(shí)，涂料的黏度增加幅度較小。炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%～1.0%時(shí)，涂料黏度增大較為明顯。

圖8 剪切速率和炭黑添加量對(duì)涂料黏度的影響Fig.8 Effect of shear rate and carbon black addition on viscosity of coatings

是剪切速率和炭黑添加量對(duì)涂料的儲(chǔ)能模量G′的影響如圖9a所示。剪切應(yīng)力相同時(shí)，G′隨著炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而增大。當(dāng)炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%～0.8%時(shí)，G′較為接近，涂料的儲(chǔ)能模量略有增加，此時(shí)涂料體系中還沒(méi)有形成網(wǎng)絡(luò)分散結(jié)構(gòu)。當(dāng)炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%～1.0%時(shí)，小剪切應(yīng)力區(qū)域內(nèi)G′增加明顯，說(shuō)明體系內(nèi)已形成完整的網(wǎng)絡(luò)分散結(jié)構(gòu)。隨著剪切應(yīng)力增大，不同炭黑添加含量下的儲(chǔ)能模量數(shù)值基本一致，沒(méi)有明顯的變化。

圖9b中損耗模量G″也有同樣的趨勢(shì)，所以當(dāng)炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%時(shí)，涂料G′和G″比質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%時(shí)有明顯增加。由圖可以得知，導(dǎo)電涂料也存在一個(gè)流變閾值，即導(dǎo)電填料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%，與涂料的導(dǎo)電閾值相等。

a 對(duì)G′的影響

b 對(duì)G″的影響圖9 剪切速率和炭黑添加量對(duì)涂料的儲(chǔ)能模量G′和損耗模量G″的影響Fig.9 Effect of shear rate and carbon black content on storage modulus G′ and loss modulus G″ of coatings

流變實(shí)驗(yàn)考察了另一個(gè)動(dòng)態(tài)流變參數(shù)，tanα隨著剪切應(yīng)力增加的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖10。由圖可知，在不同炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，剪切應(yīng)力逐漸增大時(shí)，tanα均有先增大后減小的變化趨勢(shì)，這是由于炭黑粒子與丙烯酸酯存在相互纏結(jié)的作用[16-18]，且在高剪切應(yīng)力下，涂料中的網(wǎng)絡(luò)分散結(jié)構(gòu)已不存在。

此外，在剪切應(yīng)力相同的條件下，tanα的數(shù)值也隨著炭黑粒子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而增加。 當(dāng)導(dǎo)電炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0.6%～0.8%、 >0.8%～1.0%以及>1.0%～1.5%變化時(shí)，在低剪切應(yīng)力區(qū)域內(nèi)，tanα數(shù)值增大明顯；在高剪切應(yīng)力區(qū)域內(nèi)，tanα的數(shù)值基本上相等。 當(dāng)導(dǎo)電炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%～2.0%，無(wú)論在低剪切區(qū)域內(nèi)還是高剪切區(qū)域內(nèi)，tanα的數(shù)值基本一致。

圖10 tan α隨著剪切應(yīng)力的變化趨勢(shì)Fig.10 The tan α variations as a function of shear stress

3 結(jié)論

采用組合等離子體技術(shù)制備導(dǎo)電炭黑，并通過(guò)液相氧化改性，然后以該導(dǎo)電炭黑為導(dǎo)電填料，添加到丙烯酸酯中，通過(guò)懸浮體共混法制備丙烯酸酯導(dǎo)電涂料。本實(shí)驗(yàn)制備的PA-CB導(dǎo)電涂料具有優(yōu)異性能，醇類為溶劑，沒(méi)有使用苯類有機(jī)溶劑，無(wú)毒且無(wú)污染。 實(shí)驗(yàn)表明，炭黑顆粒經(jīng)過(guò)濃硝酸和濃硫酸的改性后，能增加其表面的有機(jī)官能團(tuán)，提高炭黑粒子與丙烯酸酯之間的相容性。 添加鈦酸酯偶聯(lián)劑和納米二氧化硅粒子能提高復(fù)合涂層的導(dǎo)電性能和穩(wěn)定性。 當(dāng)導(dǎo)電炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%、 鈦酸酯偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%、 納米二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%，研磨4 h時(shí)，PA-CB復(fù)合涂層具有良好的導(dǎo)電性能。