基于环氧丙烯酸酯有机—无机复合体系的紫外光固化耐热绝缘涂料研究

被引量 : 5次 | 上传用户:pboss
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
紫外光固化涂料具备低VOC(挥发性有机化合物)、节能、高效等突出的环境友好特征,自问世以来得到了迅速发展,应用领域日益扩大。耐热绝缘涂料是一种重要的功能性涂料,在工业生产及日常生活等许多领域都发挥着重要作用,高效节能和环保化是其主要发展趋势。本研究创新性的提出了将紫外光固化技术用于耐热绝缘涂层制备的新颖思路,尝试制备基于EA(环氧丙烯酸酯)有机-无机复合体系的紫外光固化耐热绝缘涂料,对涂料制备过程中低聚物合成、涂料光固化过程、各种填料对紫外光固化涂层性能影响及紫外光固化耐热绝缘涂层性能进行了研究。对低聚物EA制备过程优化研究结果表明,反应温度是环氧基与丙烯酸酯化反应的重要影响因素。表观动力学分析表明,反应温度在80℃-110℃时,酯化反应为一级反应。随着催化剂N,N-二甲基苯胺用量的增大,反应速率提高。阻聚剂对苯二酚用量对反应速率的影响不显著。投料比(环氧树脂与丙烯酸的物质的量之比)n(Er):n(AA)对反应速率的影响不大,丙烯酸过量时合成产物的黏度较低。深入研究了以往研究中较少涉及的投料方式对酯化反应的影响,结果表明,投料方式可明显影响酯化反应初期的反应速率,但对总反应时间的影响不大。先将丙烯酸、催化剂、阻聚剂混合后再向环氧树脂中滴加的方式是最佳的投料方式,有利于提高合成产物质量。经正交试验确定EA制备的优化工艺参数为:反应温度为110℃、N,N-二甲基苯胺用量为2.0wt%、对苯二酚用量为0.2wt%、投料比n(Er):n(AA)为1:1.9。EA光固化涂层性能的初步研究表明,涂层性能与EA和活性稀释剂TPGDA(三缩丙二醇双丙烯酸酯)的配比密切相关,随着EA含量的增加,涂层的硬度、与钢铁基材的附着力及耐腐蚀性均先提高后下降。采用红外光谱法和表干法分别对EA/纳米Al2O3、EA/PI:聚酰亚胺)树脂粉、EA/云母粉、EA/滑石粉及EA/低温玻璃粉复合涂料体系的光固化过程进行了研究。结果表明,各种填料的加入均未改变体系的光固化行为特征。纳米Al2O3、PI树脂粉、滑石粉、低温玻璃粉的加入均使得体系的光固化速率及双键转化率下降。与其它填料不同的是,当云母粉添加量为EA与TPGDA总质量的2%时体系的光固化速率和双键转化率略有提高,而后随着添加量的增大,光固化速率和双键转化率下降。纳米A1203复合涂料表干时间随其添加量的增大而缩短。PI树脂粉、低温玻璃粉复合涂料的表干时间均随填料添加量的增大而延长。云母粉和滑石粉复合涂料的表干时间随填料添加量的增加先缩短后延长。将光引发剂BP(二苯甲酮)与184(1-羟基环己基苯甲酮)复配使用可显著提高光引发效率、缩短涂料的表干时间。体系光固化速率和双键转化率随复配光引发剂用量的增大先提高后降低,提高光引发剂浓度对复合涂料的表层固化有利。增大紫外光辐照强度可显著提高复合体系的光固化速率及双键转化率、缩短表干时间。使用复配光引发剂、适当提高光引发剂用量、采用高的紫外辐照强度可有效弥补填料对体系光固化过程所带来的负面影响。对EA/纳米Al2O3、EA/PI树脂粉、EA/云母粉、EA/滑石粉复合涂层的性能研究结果表明,适量的云母粉、滑石粉及PI树脂粉均能够对涂层起到补强作用,提高涂层的硬度、耐冲击性、柔韧性、附着力及耐腐蚀性,但过大的添加量会导致涂层的上述性能下降。适量的纳米Al2O3能够提高涂层的硬度、耐冲击性、柔韧性及附着力,但纳米Al2O3的加入会对涂层耐腐蚀性带来不利影响。纳米Al2O3、云母粉、滑石粉及PI树脂粉的加入均使涂层的热稳定性提高。以EA及TPGDA为有机成膜物,低温玻璃粉为高温成膜物,纳米Al2O3、云母粉、滑石粉及PI树脂粉为填料,制备紫外光固化耐热绝缘涂料。研究了涂料中各组分对涂层性能的影响规律。研究结果表明,拟选用的PbO-B2O3-ZnO系和P2O5-B2O3-Al2O3-K2O-Na2O-SiO2系两种低温玻璃粉中,PbO-B2O3-ZnO系低温玻璃粉具有更好的高温成膜性,以其为高温成膜物的涂层各项性能更优。随着PbO-B2O3-ZnO系低温玻璃粉添加量的增大,涂层在热处理前、300℃及600℃热处理后的附着力、耐冲击性、柔韧性、耐腐蚀性及绝缘性均先提高后下降。PbO-B2O3-ZnO系低温玻璃粉的适宜添加量为EA与TPGDA总质量的60%-70%。滑石粉可显著提高涂层热处理前后对钢铁基材的附着力,其在涂料中的适宜添加量为EA与TPGDA总质量的5%-10%。云母粉对涂层热处理前后的耐腐蚀性和绝缘性的影响较显著,其适宜添加量为EA与TPGDA总质量的5%-10%。在涂料中加入热固性耐高温树脂是提高涂层在“二次成膜”前衔接段性能的有效手段。热固性PI树脂粉可提高涂层在300℃热处理后的各项性能,其适宜添加量为EA与TPGDA总质量的2%-4%;少量的纳米Al2O3可使涂层热处理前后的各项性能均得到提高,其适宜添加量为EA与TPGDA总质量的2%-4%。最终制备出的紫外光固化耐热绝缘涂层具有较好的绝缘性及一定的综合性能。热处理前涂层附着力达1级、耐冲击性不低于31cm、柔韧性不大于6mm、24h中性盐雾实验后腐蚀面积比不大于40%,层间电阻值不低于140Ω.cm2/片;涂层在600℃热处理1h后表面平整、不开裂,附着力达2级、耐冲击性不低于22cm、柔韧性不大于12mm、24h中性盐雾实验后腐蚀面积比不大于50%,层间电阻值不低于20Ω·cm2/片。研究结果表明,将紫外光固化技术用于耐热绝缘涂层制备的思路是可行的。
其他文献
近几年来,无线通信、移动终端、卫星导航以及各类雷达的迅速发展和大量的需求,促进了单片微波集成电路(MMIC)和射频集成电路(RFIC)的迅猛发展。各无线通讯应用领域的收发机系统都逐
中国历史上出现了四次翻译高潮,其中发生在五四运动时期的第三次翻译高潮最为显著。这次翻译高潮推动了翻译的发展,翻译文学从中国文化多元系统理论的边缘走向了中心,更促使中国
荞麦属于双子叶蓼科植物,又名万年荞,是比较理想的粮食作物。荞麦营养丰富,富含蛋白质、脂肪、淀粉、维生素、类黄酮、粗纤维、矿物元素等多种营养成分,其中黄酮类化合物是植
“兴趣是最好的老师”,兴趣的培育有利于推动学生自觉地认识并探究知识,给予他们求知的内在动力。中学生思想政治课主要是为了实现学生的思想政治教育、道德品质教育、人格教
独立学院是中国高等教育由精英化向大众化转变的一种新型的特殊办学模式,是中国高等教育改革与创新的产物,是社会主义高校的重要组成部分。德育乃教育之根本,在新时期加强高
本文研究紫色玉米芯色素提取条件与纯化方法,探讨了几种有机酸及部分金属离子对紫色玉米芯色素稳定性的影响,并优选二种对紫色玉米芯色素起到增色作用有机酸和对紫色玉米芯色素
玉米肽是玉米蛋白粉经水解后得到的活性很高的小分子短肽混合物,是一种天然的食品蛋白,与蛋白质相比,更易被人体消化吸收。目前一些发达国家如日本、欧洲、美国等国对玉米肽
现实世界的实际需求促进了实时系统的产生和发展,随着电子技术和计算机技术的飞速发展,实时系统的应用范围也在不断扩大。这些领域的发展迫切需要提供性能更强大、操作更灵活、
蒙古族传统音乐按照地域分布,以蒙古国、中国内蒙古自治区作为其中心以外,还有辽宁、黑龙江、吉林等省区聚居的蒙古族,也保留着各自的传统音乐文化。本文对辽宁省阜新蒙古自治县
提高高中地理的教学效率是每一位高中地理教师的愿望。这一愿望的达成离不开课堂教学的有效策略。在传统教学中,许多教师在总结自己教学经验的基础上提出了不少提高教学有效性