【摘 要】
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金属导电涂料由于其良好的导电性能和机械性能,可应用在电磁屏蔽、抗静电及海洋排污等领域。然而,正是由于该类涂料具有优异的导电性,其容易和金属底材之间发生电化学腐蚀,尤其在高湿高盐环境中。这是由于当水、空气及其它腐蚀性介质穿过涂层到达基板时形成电解质溶液,而金属填料与底材之间不同的电极电势,导致该体系构成原电池,从而出现涂层与底材之间的腐蚀现象,造成涂层老化失效。因此,为了提高导电涂料的耐腐蚀性能,采
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金属导电涂料由于其良好的导电性能和机械性能,可应用在电磁屏蔽、抗静电及海洋排污等领域。然而,正是由于该类涂料具有优异的导电性,其容易和金属底材之间发生电化学腐蚀,尤其在高湿高盐环境中。这是由于当水、空气及其它腐蚀性介质穿过涂层到达基板时形成电解质溶液,而金属填料与底材之间不同的电极电势,导致该体系构成原电池,从而出现涂层与底材之间的腐蚀现象,造成涂层老化失效。因此,为了提高导电涂料的耐腐蚀性能,采用表面包覆改性技术对导电涂料中填料粒子进行表面修饰以减缓腐蚀离子的侵蚀显得尤为重要。针对金属导电涂料耐腐蚀性能研究存在的问题,本论文以涂料中金属填料的表面包覆改性为研究对象,紧密围绕包覆后金属填料的性能特征开展一系列研究工作。通过对含有-SH基团有机物修饰后填料的分子结构、微观形貌以及涂层腐蚀特征的系统研究,结合反应温度、添加含量以及反应时间等因素,提出了表面修饰金属填料的制备方法,最后制备了导电性能优良、耐盐雾性能良好的导电涂料。本论文的主要研究内容和创新点如下:(1)研究了金属导电粒子与有机物的反应机理,利用巯基与金属结合力强的特点,明确采用含巯基有机物对金属导电粒子进行表面修饰,并结合有机物末端官能团-CF3的高耐环境性特点,首先选择了全氟癸硫醇作为表面改性剂。(2)研究了全氟癸硫醇对金属导电粒子的表面改性规律。得出了经其改性后涂层耐中性盐雾性能略有提高,但导电性能明显下降的现象。通过调整工艺参数,得出当其用量为金属填料质量的1%,改性温度为40℃,时间为4h时,涂层耐盐雾性从20h提升到80h,体积电阻率从3.16×10-4Ω?cm升高到24.75×10-4Ω?cm。(3)针对F元素憎油性导致的填料低分散性,采用能显著提高填料与树脂之间相容性的硅烷偶联剂KH590作为改性剂。经其改性后涂层耐中性盐雾性能有大幅提高,但导电性能明显下降的现象。通过调整工艺参数,得出当其用量为3%,改性温度为50℃,时间为4h时,涂层耐盐雾性可达250h,电阻率为11.41×10-4Ω?cm。(4)针对KH590水解产物发生缩聚导致的填料聚集性,采用末端官能团仅为长链烷基结构的十二烷基硫醇作为改性剂。经其改性后涂层耐中性盐雾性能大幅提高,且导电性仅略有下降的现象。当其用量为3%,改性温度为60℃,时间为8h时,涂层耐盐雾性可达600h,电阻率仅为6.73×10-4Ω?cm。
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