圖1 KH550對(duì)銅-環(huán)氧體系導(dǎo)電性的影響

由圖1可以看出，偶聯(lián)劑KH550的添加量在0.5%～3.0%的一個(gè)相對(duì)比較大的范圍內(nèi)，涂層的表面電阻率較低(0.05～0.08)?·cm-2，初始導(dǎo)電性普遍較好。說(shuō)明KH550的加入，對(duì)提高涂層導(dǎo)電性是非常有效的，并且在實(shí)際配方中的應(yīng)用是可行的。

配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑NTC-401用于銅-環(huán)氧體系中，涂層的初始導(dǎo)電性較好，NTC-401的用量為1.5%～10%時(shí)，涂層的初始表面電阻率為 (0.05～0.08)Ω·cm-2。但是由圖5可以看出，NTC-401偶聯(lián)劑用量不同，涂層的表面電阻增長(zhǎng)率差別較大，即NTC-401的用量對(duì)銅粉在環(huán)氧樹(shù)脂中的常溫防氧化的作用影響較大。當(dāng)NTC-401的用量為1.5%～2.5%時(shí)，涂層的表面電阻增長(zhǎng)率較低，銅粉的抗氧化能力強(qiáng)，表面電阻增長(zhǎng)率最低為45%。

復(fù)合單烷氧型偶聯(lián)劑CT-136用于銅-環(huán)氧體系中，涂層初始導(dǎo)電性較好，CT-136的用量為0.5%～3.0%時(shí)，涂層的初始表面電阻率為(0.045～0.06)Ω·cm-2。但是由圖6可以看出，CT-136偶聯(lián)劑用量不同，涂層的表面電阻增長(zhǎng)率差別也比較大，即CT- 136的用量對(duì)銅粉在環(huán)氧樹(shù)脂中的常溫防氧化的作用影響較大，當(dāng)CT-136的用量在2%～3%時(shí)，涂層的表面電阻增長(zhǎng)率較低，并呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，CT- 136含量為3%時(shí)，涂層的表面電阻增長(zhǎng)率最低為16%，此時(shí)銅粉的抵抗常溫氧化能力最強(qiáng)。

　　綜合偶聯(lián)劑對(duì)涂層導(dǎo)電穩(wěn)定的研究結(jié)果，三種偶聯(lián)劑的使用均對(duì)提高銅粉在環(huán)氧體系中抗氧化性有貢獻(xiàn)，但是作用有大小。其中加入CT- 136偶聯(lián)劑的銅-環(huán)氧導(dǎo)電涂料的表面電阻增長(zhǎng)率最小，這說(shuō)明復(fù)合單烷氧型偶聯(lián)劑CT-136對(duì)提高銅粉在環(huán)氧體系中的防氧化能力的貢獻(xiàn)最大。

　　圖7 不同偶聯(lián)劑對(duì)銅-環(huán)氧體系樣品截面SEM

3.3偶聯(lián)劑作用的微觀(guān)分析

偶聯(lián)劑的親水基團(tuán)通過(guò)化學(xué)作用與無(wú)機(jī)填料表面羥基或質(zhì)子形成氫鍵或化學(xué)鍵，改變無(wú)機(jī)填料的界面性能，使其在有機(jī)聚合物中的分散性能得到改善。由于偶聯(lián)劑的種類(lèi)不同，其作用機(jī)理也不同，即偶聯(lián)劑在不同體系中的效果不一樣。這可以從涂層中各相的微觀(guān)分布結(jié)構(gòu)上分析，試驗(yàn)中通過(guò)涂層樣品的截面微觀(guān)掃描電鏡照片見(jiàn)圖7，分析發(fā)現(xiàn)KH550、CT-136、NTC-401對(duì)銅-環(huán)氧體系微觀(guān)結(jié)構(gòu)影響的差異，為配方研究提供了科學(xué)依據(jù)。

三種樣品中銅粉添加量均為銅-環(huán)氧體系的導(dǎo)電閾值，環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑的用量亦相同，偶聯(lián)劑取其初始導(dǎo)電性較好的用量。但是由圖7的掃描電鏡照片看到的卻是這樣的現(xiàn)象：CT-136銅-環(huán)氧體系中的銅粉分布均勻，看來(lái)銅粉含量多;NTC-401銅-環(huán)氧體系中銅粉比較均勻，看來(lái)銅粉含量少一些;KH550銅-環(huán)氧體系中的銅粉堆積在涂層的底部，看起來(lái)銅粉含量很少。涂層微觀(guān)分析照片顯示的現(xiàn)象與事實(shí)之間的偏差正說(shuō)明了不同偶聯(lián)劑對(duì)銅- 環(huán)氧體系的作用效果不同。這是由于不同偶聯(lián)劑與體系中的環(huán)氧樹(shù)脂、T-31固化劑及銅粉的作用機(jī)理不同造成的，深層的作用模式還有待于進(jìn)一步研究，從涂層微觀(guān)分析結(jié)果證明了這樣一個(gè)結(jié)論：加入少量的鈦酸酯類(lèi)偶聯(lián)劑CT-136，大大地改善了銅粉在環(huán)氧樹(shù)脂中的分散性，可以制備出各相分布均勻的導(dǎo)電涂層，使得銅-環(huán)氧體系具有良好的初始導(dǎo)電性和常溫儲(chǔ)存條件下的導(dǎo)電穩(wěn)定性。

4·結(jié)論

實(shí)驗(yàn)研究表明：偶聯(lián)劑的加入，對(duì)銅-環(huán)氧導(dǎo)電涂料初始導(dǎo)電性和常溫儲(chǔ)存條件下的導(dǎo)電穩(wěn)定性都有影響。每種偶聯(lián)劑對(duì)涂層初始導(dǎo)電性能的提高均有一個(gè)最佳用量范圍，NTC-401的用量范圍最寬，CT-136次之，硅烷偶聯(lián)劑KH550再次。三種偶聯(lián)劑的使用均對(duì)提高銅粉在環(huán)氧體系中抗氧化性都有貢獻(xiàn)，其中加入CT-136的銅-環(huán)氧導(dǎo)電涂料的常溫儲(chǔ)存條件下導(dǎo)電穩(wěn)定性最好。結(jié)合涂層微觀(guān)分析結(jié)果，進(jìn)一步從偶聯(lián)劑影響體系中各相分布均勻性角度解釋其對(duì)涂層宏觀(guān)導(dǎo)電性能的影響。綜合各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，即在銅-環(huán)氧體系中，加入2%～3%復(fù)合單烷氧型鈦酸酯偶聯(lián)劑CT-136，不僅可以制備出各相分散均勻的初始導(dǎo)電性好的導(dǎo)電涂料，而且還可以提高其在常溫條件下的導(dǎo)電穩(wěn)定性，一定程度上解決了導(dǎo)電涂料在使用過(guò)程中銅粉的防氧化問(wèn)題。