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随着电子信息技术的迅猛发展,电磁污染不仅影响着社会生产、信息安全还严重危害人类健康,而人们对环境问题也日益关注,因此研究电磁波屏蔽已成为当下热点。以氧化石墨烯(GO)为填料改性水性聚氨酯-丙酸酯(WPUA)制得的复合材料,不仅其机械性能、热学稳定性、透气性、耐磨性以及耐老化性得到了改善,而且还具有降解、吸附、催化、抑菌、导电等特殊功能。将紫外光(UV)固化技术与导电涂料结合起来,研制新型的紫外光固化导电涂料具有量级轻、可操作性强、生产效率高、导电性好、环境污染小、涂膜质量高、消耗能量少等优点,是导电涂料向环保型导电涂料发展的重要方向。本论文主要工作如下: (1)以聚醚二元醇(NJ210)、IPDI、GO、DMPA以及HEMA为原料,采用原位聚合法且改变GO的含量,合成了基于氧化石墨烯的水性聚氨酯-丙烯酸酯(GO-WPUA)乳液,并测定了GO-WPUA乳液的固含量、贮存稳定性、高温稳定性、冻融性、表观粘度、表面张力、粒径、电导率、红外结构以及光学透明性。GO-WPUA-2乳液具有最小粒径(35.6nm)、最小粘度(0.024Pa·s)、适中的表面张力(35.03mN/m)、最理想的外观形态以及最大电导率(223mS/m),其综合性质最好,结果表明GO成功改性了WPUA乳液,在体系中分散性较好且大大降低了膜电阻。 (2)基于IPDI、聚醚二元醇(N J-220)、GO、DMPA、HEMA成功合成了一系列GO-WPUA预聚体(a),然后采用GO-WPUA预聚体、BA-TPGDA稀释剂以及Darocur1173光引发剂,以紫外光固化方式成功制备了紫外光固化氧化石墨烯/水性聚氨酯-丙烯酸酯(UV-GO-WPUA)。测定了GO-WPUA预聚体的结构、粘度、粒径、表面张力以及UV-GO-WPUA膜的力学性能、耐溶剂性、吸水性以及热稳定性。当GO为0.01%时,GO-WPUA预聚体粒径最小为34.9nm,电导率为235mS/m;UV-GO-WPUA固化膜具有最佳力学性质,抗拉强度最大为8.79MPa,硬度为95(Shore A),吸水率和溶胀度较小。获得的UV-GO-WPUA固化膜在塑料、皮革、金属、木材及电子产品涂装方面具有很大的应用前景。 (3)改用聚醚三元醇(NJ330)为原料合成的GO-WPUA预聚体(b),以相同活性稀释剂及不同光引发剂(Darocur1173、Irgacure184、Irgacure651)制备了一系列含有不同含量的氧化石墨烯的紫外光固化电磁屏蔽复合物(UV-EMSC)。采用WPUA为聚合物基质帮助构造由GO组成的二维导电网络,以GO为导电粒子,其表面的官能团与WPUA链中的异氰酸根发生键合,获得了低电阻率的预聚体。当GO为0.0200%时,UV-EMSC的电导率显著增强(最大值为249mS/m)。本部分还探究了光引发剂的种类对UV固化复合膜的性质影响,结果表明,以Darocur1173为光引发剂的复合膜凝胶率皆大于93%,抗拉强度最大可达到11.6MPa,溶胀度最小可达到0.53%,且材料平滑表面、结构紧致、夹杂物少以及热稳定性高。此制得的UV-EMSC在电子、电气、通讯、塑料以及木材涂装涂料领域具有很大的应用前景。 (4)采用GO-WPUA预聚体(b)、不同活性稀释剂(BA-St、BA-TPGDA、BA-TMPTA)以及Darocur1173光引发剂,成功制备了一系列紫外光固化电磁屏蔽复合膜(UV-EMSF),测定了乳液的稳定性、光学透明性以及电导性,对UV-EMSF的化学结构、形态、结晶性以及热性能进行了详细的研究,同时系统研究了不同光引发剂对膜性能如凝胶率、耐溶剂性、硬度、抗拉强度、接触角以及附着力的影响。结果表明,乳液稳定性好,电导率显著提升(253mS/m);使用BA-TPGDA为稀释剂的复合膜的综合性能优良,其中UV-EMSF-2-2抗拉强度最大可达到8.8MPa,硬度为94(Shore A),凝胶率为94.5%,附着力为三级,热稳定性大大提高同时吸水率、溶胀度以及微观形态最佳。此UV-EMSF复合物具有制备成本低、污染小、工艺简便及导电性能好等优点,在电磁屏蔽涂料领域具有较好的应用前景。