纤维状浅色导电粉的制备及在涂料中的应用

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1、学号：12102623常州大学硕士学位论文纤维状浅色导电粉的制备及在涂料中的应用研究生唐骏指导教师姚超教授学科、专业名称化学工艺研究方向导电复合材料的制备和应用2015年6月PreparationofLightColorConductiveFiberandItsApplicationinCoatingsADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByTangJun(ChemicalTechnology)DissertationSupervisor:Prof.YaoCha

2、oJune，2015常州大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属常州大学。学校有权保留并向国家

3、有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日中文摘要纤维状浅色导电粉具有合成工艺简单、颜色可调、导电性较好、添加量低等优点，广泛应用于导电涂料、电磁屏蔽材料等领域。为了研制低成本-高稳定的导电涂料，本文先以钛酸钾晶须(PTW)为

4、核，锑掺杂氧化锡(ATO)为壳，通过化学共沉淀法制备了浅灰色的锑掺杂氧化锡/钛酸钾(ATO/PTW)复合材料。再以制备好的ATO/PTW的复合材料为芯材，聚苯胺为壳，通过原位氧化还原法制备浅绿色、高导电性聚苯胺/导电钛酸钾(PANI/SST)复合材料，并应用到聚酯改性的丙烯酸树脂中，制备导电涂料。以五水四氯化锡(SnCl4•5H2O)、三氯化锑(SbCl3)、钛酸钾晶须(K2Ti8O17)为主要原料，经化学共沉淀法制备出ATO/PTW复合材料。考察了反应温度、m(SnCl4•5H2O)/m(钛酸钾)、m(SnC

5、l4•5H2O)/m(SbCl3)、水解pH、投料时间和热处理条件对ATO/PTW复合材料的体积电阻率和白度的影响，并通过单因素实验得到复合材料最佳的制备条件：在m(SnCl4•5H2O)/m(钛酸钾)=1.0，m(SnCl4•5H2O)/m(SbCl3)=10∶1，反应温度为75℃，水解pH为1.5-2.0，投料时间为1.5h，煅烧温度500℃，煅烧时间2h时，所制备的ATO/PTW复合材料的体积电阻率为18.6Ω·cm且白度为75.1。用XRD、TEM、EDS和XRF等对复合材料的结构进行表征分析发现，AT

6、O为四方相金红石结构，钛酸钾晶须表面布满了一层连续、均匀致密且膜厚为11nm左右的ATO包覆层，且复合材料材料中SnO2含量为30.4%。以制备好的ATO/PTW复合材料为核体，在其表面原位聚合PANI制备高导电PANI/SST三元复合材料。当m(An)/m(SST)=0.25时，PANI/SST三元复合材料的体积电阻率达到最小为1.8Ω·cm。用TG、XRD、FTIR和TEM等对复合材料的结构进行表征分析发现，聚苯胺均匀包覆在核体表面，FTIR研究表明核壳间没有新的化学键形成，TEM研究发现，与PANI/PT

7、W复合材料相比，PANI在SST上的包覆更加均匀。将制备好的PANI/SST三元复合材料为导电填料，聚酯改性丙烯酸树脂作为成膜物质，添加助剂，制备出表面电阻率可调的低成本新型复合导电涂层。研究了导电填料用量、润湿分散剂用量、溶剂用量、分散转速、涂膜厚度等制备工艺因素对涂层导电性和表观的影响，确定了导电涂料较适宜的制备工艺。通过沉降稳定性、力学性能、表面电阻率以及涂膜表观对导电涂I层进行表征发现，各项性能均能达到技术要求，且导电涂层表面电阻率4-2可达1.5×10Ω·cm。关键词：钛酸钾晶须；锑掺杂氧化锡；聚苯胺

8、；体积电阻率；导电涂料IIABSTRACTFibrouslight-coloredconductivepowderhavebeenwidelyusedinconductivecoatings,electromagneticshieldingmaterials,andotherfields,duetoitseasysynthesis,adjustablecolor,highconduct