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导电涂料作为一种特种功能涂料,在航天、石化、汽车工业等领域有着广泛的应用。本文主要研究飞行器雷达罩导电涂料。研究内容主要包括以下四个方面:
(1)导电涂膜的制备
通过查阅资料,选择MOCA作为固化剂、导电云母作为导电填料、硅烷偶联剂、气相二氧化硅作为防沉剂、BYK-25作为消泡剂。通过与其他聚氨酯涂料常用溶剂相比,二甲苯更为适合,所以最终选择二甲苯作为溶剂。
(2)涂膜性能影响因素分析
研究表明:当A组分与B组分的比值在10:3到10:2之间时,涂膜的抗拉强度超过10MPa,断裂伸长率超过350%,涂膜综合的力学性能较好;当溶剂的用量为涂料总质量的40%~50%时,涂膜的导电性最好;溶剂至少需5~7天才能完全从涂膜中挥发出来,此时涂膜导电性才能达到稳定;涂膜的厚度对涂料影响很大,当涂膜厚度大约在370μm时,涂膜导电性最好;导电粒子的分散程度对涂膜有很大的影响,分散程度越高,导电性就越好,如分散时间小于8 min时,填料不能完全分散;防沉剂添加量量应控制在1.5%~2.0%范围内,此时涂料的粘度适中,能防止填料沉降;当分散剂添加量在0.7%左右时,导电粒子能够分布均匀,同时,能减少涂料的分散均匀所需的时间,减少高剪切力对涂膜的伤害;当流平剂添加量为0.6%、消泡剂添加量为0.6%时,能够消除涂膜表面的针孔、橘皮等表观缺陷;当偶联剂添加量在3%-5%之间时,涂膜导电性最好。
(3)建立正交实验
根据各单因素的实验结果,设计了正交实验。并分别对涂膜的导电性、力学性作了单一指标的正交分析。通过极差分析、方差分析找出影响涂膜导电性、力学性的主次因素,确定了最优的水平组合。导电云母添加量和偶联剂添加量对涂膜导电性影响显著,其它因素对涂膜导电性影响不显著。导电性最佳时的实验条件为:导电云母含量在28%,偶联剂含量4%。导电云母添加量和A/B的值对涂膜力学性能影响显著,其它因素对涂膜力学性能影响不显著。力学性能最佳时的实验条件为A/B的值为10:3,导电云母含量在20%。
(4)确定涂料最佳配比
根据正交实验结果,确定最优水平组合为:导电云母添加量28%,溶剂含量50%,防沉剂添加量1.5%,A/B的值为10:3,消泡剂添加量0.7%,偶联剂添加量4%,分散剂添加量为0.5%,流平剂添加量为0.6%。此时,涂膜表面电阻率为105Ω,抗拉强度为9.83MPa,涂膜有较好的耐高温和耐冲击性。