專利名稱：耐濕熱濕敏樹脂與耐濕熱高分子電阻型濕敏膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料化學(xué)領(lǐng)域，涉及一種耐濕熱濕敏樹脂與耐濕熱高分子電阻型濕敏膜及其制備方法，該濕敏膜用于濕度傳感器。
背景技術(shù)：
濕度傳感器是指檢測外界環(huán)境濕度的傳感器，它可將所測環(huán)境的濕度信號轉(zhuǎn)換為便于處理、顯示、記錄的電(或頻率)信號，是一類重要的化學(xué)傳感器。在倉儲、工業(yè)生產(chǎn)、 過程控制、環(huán)境監(jiān)測、家用電器、氣象等方面有著廣泛的應(yīng)用，如糧食貯存、精密電子元件制造、高空氣象探測、溫室種植等。而其中的高分子電阻型濕度傳感器以其良好的響應(yīng)特性、 測濕范圍寬、制造簡便、批量生產(chǎn)、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，成為研究的熱點(diǎn)。但它仍存在長期穩(wěn)定性和可靠性不夠理想的問題，阻礙和制約了其實(shí)際應(yīng)用和進(jìn)一步發(fā)展。這主要是由高分子電阻型濕敏材料的性能決定的。高分子濕敏材料通常是由各種鹽類(磺酸鹽、季銨鹽等)組成，具有很強(qiáng)的吸水性， 在高溫高濕環(huán)境中連續(xù)作業(yè)，通常容易被水溶解流淌，導(dǎo)致穩(wěn)定性下降，目前報道采用復(fù)配、交聯(lián)，加保護(hù)膜等一系列方法來提高其常溫耐水性，但由于普通的交聯(lián)，膜雖然致密，但透氣性降低，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)不均勻，增加了部分濕滯、吸濕脫濕困難，降低了響應(yīng)速度、靈敏度等電性能，在高溫高濕環(huán)境中，效果仍然不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種耐濕熱濕敏樹脂的合成與耐濕熱高分子電阻型濕敏膜的配制，所獲得的濕敏膜透氣性強(qiáng)，具有良好的響應(yīng)靈敏度，并具有高度耐濕熱性。本發(fā)明提供了一種耐濕熱濕敏樹脂，通過以下方法制備獲得將甲基丙烯酸酯類單體和含雙鍵硅烷偶聯(lián)劑在含有引發(fā)劑的溶劑系統(tǒng)中進(jìn)行第一步反應(yīng)，再加入溴代烷烴進(jìn)行第二步反應(yīng)。第二步反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物經(jīng)乙醚洗滌，干燥獲得。其中第一步反應(yīng)和第二步反應(yīng)均是在65-85°C下反應(yīng)5-25小時。所述甲基丙烯酸酯類單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、 甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸四乙二醇酯、三羥甲基丙烷甲基丙烯酸酯中的一種或幾種；所述的含雙鍵硅烷偶聯(lián)劑為Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷中的一種或幾種；所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰中的一種或幾種；所述的溶劑為乙醇、異丙醇、丙酮中的一種或幾種；所述的溴代烷烴為溴代乙烷、溴代丙烷、溴代正丁烷、溴代正辛烷、溴代正己烷、1，4-二溴丁烷中的一種或幾種。甲基丙烯酸酯類單體、含雙鍵硅烷偶聯(lián)劑、引發(fā)劑、溶劑和溴代烷烴的添加量按重量計算分別15 35份、0. 5 5份、0. 1-0. 5份、50-70份、5-30份。本發(fā)明同時提供了一種耐濕熱高分子電阻型濕敏膜，是通過如上濕敏樹脂配制成為濕敏液，涂覆在叉指電極上干燥獲得。其制備方法包括以下步驟(1)將重量計為5-50 份的濕敏樹脂、30-90份的溶劑、5-40份的交聯(lián)劑混合溶解均勻，配成濕敏液；(2)將叉指電極浸涂在濕敏液中5-10秒，按I-IOmm/秒的速度勻速提拉，放置后在80-120°C下烘烤5_10 分鐘，獲得覆蓋在叉指電極外層的感濕膜。步驟(1)中濕敏液的配制過程為所述溶劑為乙二醇單丁醚，丙二醇甲醚，乙二醇甲醚、乙二醇苯醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、二乙二醇單丁醚、二乙二醇甲醚、甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇、丙酮、丁酮、水中的一種或幾種；所述的交聯(lián)劑為水性二異氰酸酯、水性氨基樹脂、多功能氮丙啶、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一種或幾種。該耐濕熱高分子電阻型濕敏膜的制備方法，及其所獲得的耐濕熱高分子電阻型濕敏膜，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。具體來說，本發(fā)明可以優(yōu)選以下方案進(jìn)行 1.本發(fā)明的濕敏樹脂的合成
在裝有溫度計，攪拌器、回流冷凝管、氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置的四口燒瓶中，依次加入甲基丙烯酸酯類單體、含雙鍵硅烷偶聯(lián)劑、引發(fā)劑、溶劑，在65-85°C恒溫反應(yīng)5-25小時后，再加入溴代烷烴，繼續(xù)恒溫反應(yīng)5-25小時，乙醚洗滌，常溫真空干燥備用。2.本發(fā)明的濕敏液的調(diào)配
在裝有磁力攪拌子的燒瓶中，依次加入濕敏樹脂、溶劑、交聯(lián)劑，常溫磁力攪拌溶解均勻待用。3.濕敏液的施工工藝步驟為
濕敏液的施工工藝為用浸涂機(jī)將叉指電極浸涂在濕敏液中5-10秒，按I-IOmm/秒的速度勻速提拉，放置后在80-120°C烘箱中，烘烤5-10分鐘。所述的叉指電極可以為帶引腳的玻璃或陶瓷基片上刻有叉指金、碳或銅的市售電極。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
1.在濕敏樹脂的合成中，采用帶有強(qiáng)大的功能基團(tuán)的甲基丙烯酸酯類單體來提高樹脂的綜合性能，比如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯為硬單體，主要提高樹脂的玻璃化溫度，提高耐熱性；甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸十八烷基酯為軟單體，主要提高樹脂的柔順性及耐水性；甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯為帶羥基的功能單體，主要用于外交聯(lián)，提高耐濕熱性；甲基丙烯酸異冰片酯含有龐大的剛性側(cè)基一異冰片基，能有效抑制樹脂的鏈段運(yùn)動，提高樹脂的耐熱性、抗吸水、抗收縮和強(qiáng)韌性；甲基丙烯酸縮水甘油酯為帶環(huán)氧環(huán)的功能單體，主要用于外交聯(lián)，提高耐濕熱、耐酸堿和耐化學(xué)藥品性；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯含有三級胺，可進(jìn)行季胺化反應(yīng)，具有感濕性；二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸四乙二醇酯、三羥甲基丙烷甲基丙烯酸酯為內(nèi)交聯(lián)單體，主要提高樹脂的分子量及支化程度，達(dá)到耐熱、耐溶劑及耐腐蝕性。甲基丙烯酸酯類單體，不僅性能優(yōu)越，而且價廉易得，合理比例搭配，可調(diào)節(jié)阻抗高低，控制吸濕脫濕響應(yīng)速度，使?jié)衩粼哂袃?yōu)良的感濕響應(yīng)特性和良好的濕滯特性廣1%)，良好的耐水耐熱性。
2.在濕敏樹脂的合成中，采用可聚合的硅烷偶聯(lián)劑，提高了樹脂的耐水性、透氣性、底材的粘結(jié)性。3.在濕敏液的調(diào)配過程中，加入外交聯(lián)劑，提高樹脂的耐濕熱性，控制吸濕和脫濕速度。4.本發(fā)明設(shè)計的耐濕熱性高分子電阻型濕敏膜，具有優(yōu)異的感濕特性，線性度好， 其測濕范圍寬(10-97%RH)，靈敏度高(> 0. 98)，較小的濕滯(< 1%)和較快的響應(yīng)度(吸濕脫濕在40秒內(nèi))，并且該濕敏膜的制備和施工都簡單易行，成本低，重復(fù)性好，無需添加保護(hù)膜，就表現(xiàn)良好的耐濕熱性。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
1)電極清洗
將叉指電極用清水浸泡，清洗表面污垢，濾干烘干備用。2)濕敏樹脂的合成
在裝有溫度計，攪拌器、回流冷凝管、氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置的四口燒瓶中，依次加入甲基丙烯酸甲酯2份、甲基丙烯酸丁酯1份、甲基丙烯酸羥乙酯2份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10份、 Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0. 5份、氮二異丁腈0. 1份、乙醇70份，在65°C恒溫反應(yīng)6小時后，再加入溴代正丁烷8. 7份，繼續(xù)恒溫反應(yīng)10小時，乙醚洗滌，常溫真空干燥3)濕敏液的調(diào)配
在裝有磁力攪拌子的燒瓶中，依次加入濕敏樹脂10份、乙二醇單丁醚5份、丙二醇甲醚 15份、異丙醇10份、水40份、水性氨基樹脂20份，常溫磁力攪拌溶解均勻，待用。4)濕敏液的施工
用浸涂機(jī)將叉指電極浸涂在濕敏液中5秒，按5mm/秒的速度勻速提拉，放置30分鐘后在120°C烘箱中，烘烤30分鐘。5)濕敏膜的性能響應(yīng)區(qū)間寬10-97% RH
響應(yīng)靈敏度高阻抗值變化四個數(shù)量級103-107Ω。響應(yīng)線性度好R=0. 986。濕滯小0.9%RH 溫度系數(shù)0. 2%RH/°C
響應(yīng)速度較快吸濕30s，脫濕35s 耐濕熱性60°C浸水1小時，阻抗特性變化不明顯。實(shí)施例2 1)電極清洗
將叉指電極用清水浸泡，清洗表面污垢，濾干烘干備用。2)濕敏樹脂的合成
在裝有溫度計，攪拌器、回流冷凝管、氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置的四口燒瓶中，依次加入甲基丙烯酸甲酯2份、甲基丙烯酸丁酯1份、甲基丙烯酸羥乙酯5份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10份、乙烯基三甲氧基硅烷2份、氮二異丁腈0. 1份、乙醇70份，在65°C恒溫反應(yīng)6小時后，再加入溴代正丁烷8. 7份，繼續(xù)恒溫反應(yīng)10小時，乙醚洗滌，常溫真空干燥備用。3)濕敏液的調(diào)配
在裝有磁力攪拌子的燒瓶中，依次加入濕敏樹脂10份、乙二醇單丁醚5份、丙二醇甲醚 15份、異丙醇10份、水40份、水性氨基樹脂20份，常溫磁力攪拌溶解均勻，待用。4)濕敏液的施工
用浸涂機(jī)將叉指電極浸涂在濕敏液中5秒，按5mm/秒的速度勻速提拉，放置30分鐘后在120°C烘箱中，烘烤30分鐘。5)濕敏膜的性能響應(yīng)區(qū)間寬10-97% RH
響應(yīng)靈敏度高阻抗值變化四個數(shù)量級103-107Ω。響應(yīng)線性度好R=0. 985。濕滯小0.8% RH 溫度系數(shù)0. 3%RH/°C
響應(yīng)速度較快吸濕25，脫濕30s 耐濕熱性60°C浸水1小時，阻抗特性變化不明顯。實(shí)施例3 1)電極清洗
將叉指電極用清水浸泡，清洗表面污垢，濾干烘干備用。2)濕敏樹脂的合成
在裝有溫度計，攪拌器、回流冷凝管、氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置的四口燒瓶中，依次加入甲基丙烯酸甲酯2份、甲基丙烯酸丁酯1份、甲基丙烯酸羥乙酯2份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10份、 Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5份、氮二異丁腈0. 4份、乙醇70份，在65°C恒溫反應(yīng)6小時后，再加入溴代正丁烷8. 7份，繼續(xù)恒溫反應(yīng)10小時，乙醚洗滌，常溫真空干燥備用。3)濕敏液的調(diào)配
在裝有磁力攪拌子的燒瓶中，依次加入濕敏樹脂10份、乙二醇單丁醚5份、丙二醇甲醚 15份、異丙醇10份、水40份、水性氨基樹脂20份，常溫磁力攪拌溶解均勻，待用。4)濕敏液的施工
用浸涂機(jī)將叉指電極浸涂在濕敏液中10秒，按5mm/秒的速度勻速提拉，放置30分鐘后在120°C烘箱中，烘烤30分鐘。5)濕敏膜的性能響應(yīng)區(qū)間寬10-97% RH
響應(yīng)靈敏度高阻抗值變化四個數(shù)量級103-107Ω。響應(yīng)線性度好R=0. 989。濕滯小1.0%RH 溫度系數(shù)0. 2%RH/°C
響應(yīng)速度較快吸濕30s，脫濕35s 耐濕熱性60°C浸水1小時，阻抗特性變化不明顯。
實(shí)施例4
1)電極清洗
將叉指電極用清水浸泡，清洗表面污垢，濾干烘干備用。2)濕敏樹脂的合成
在裝有溫度計，攪拌器、回流冷凝管、氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置的四口燒瓶中，依次加入甲基丙烯酸甲酯2份、甲基丙烯酸丁酯1份、甲基丙烯酸羥乙酯2份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯20份、 Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0. 5份、氮二異丁腈0. 2份、乙醇70份，在65°C恒溫反應(yīng)6小時后，再加入二溴正丁烷13. 7份，繼續(xù)恒溫反應(yīng)10小時，乙醚洗滌，常溫真空干燥3)濕敏液的調(diào)配
在裝有磁力攪拌子的燒瓶中，依次加入濕敏樹脂10份、乙二醇單丁醚5份、丙二醇甲醚 15份、異丙醇10份、水40份、二異氰酸酯20份，常溫磁力攪拌溶解均勻，待用。4)濕敏液的施工
用浸涂機(jī)將叉指電極浸涂在濕敏液中6秒，按5mm/秒的速度勻速提拉，放置30分鐘后在120°C烘箱中，烘烤30分鐘。5)濕敏膜的性能響應(yīng)區(qū)間寬10-97% RH
響應(yīng)靈敏度高阻抗值變化四個數(shù)量級103-107Ω。響應(yīng)線性度好R=0. 992。濕滯小0.9% RH 溫度系數(shù)0. 2%RH/°C
響應(yīng)速度較快吸濕35s，脫濕38s 耐濕熱性60°C浸水1小時，阻抗特性變化不明顯。實(shí)施例5 1)電極清洗
將叉指電極用清水浸泡，清洗表面污垢，濾干烘干備用。2)濕敏樹脂的合成
在裝有溫度計，攪拌器、回流冷凝管、氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置的四口燒瓶中，依次加入甲基丙烯酸甲酯2份、甲基丙烯酸丁酯1份、甲基丙烯酸羥乙酯4份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯20份、 乙烯基三甲氧基硅烷5份、氮二異丁腈0. 4份、乙醇60份，在65°C恒溫反應(yīng)6小時后，再加入二溴正丁烷13. 7份，繼續(xù)恒溫反應(yīng)10小時，乙醚洗滌，常溫真空干燥備用。3)濕敏液的調(diào)配
在裝有磁力攪拌子的燒瓶中，依次加入濕敏樹脂10份、乙二醇單丁醚5份、丙二醇甲醚 15份、異丙醇10份、水40份、二異氰酸酯20份，常溫磁力攪拌溶解均勻，待用。4)濕敏液的施工
用浸涂機(jī)將叉指電極浸涂在濕敏液中8秒，按5mm/秒的速度勻速提拉，放置30分鐘后在120°C烘箱中，烘烤30分鐘。5)濕敏膜的性能響應(yīng)區(qū)間寬10-97% RH響應(yīng)靈敏度高阻抗值變化四個數(shù)量級103-107Ω。響應(yīng)線性度好R=0. 991。濕滯小0.9%RH 溫度系數(shù)0. 2%RH/°C
響應(yīng)速度較快吸濕37s，脫濕34s 耐濕熱性60°C浸水1小時，阻抗特性變化不明顯。實(shí)施例6 1)電極清洗
將叉指電極用清水浸泡，清洗表面污垢，濾干烘干備用。2)濕敏樹脂的合成
在裝有溫度計，攪拌器、回流冷凝管、氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置的四口燒瓶中，依次加入甲基丙烯酸甲酯2份、甲基丙烯酸丁酯2份、甲基丙烯酸羥乙酯7份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯20份、 Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0. 5份、氮二異丁腈0. 5份、異丙醇65份，在65°C恒溫反應(yīng)6小時后，再加入二溴正丁烷13. 7份，繼續(xù)恒溫反應(yīng)10小時，乙醚洗滌，常溫真空干燥備用ο3)濕敏液的調(diào)配
在裝有磁力攪拌子的燒瓶中，依次加入濕敏樹脂10份、乙二醇單丁醚5份、丙二醇甲醚 15份、異丙醇10份、水40份、二異氰酸酯20份，常溫磁力攪拌溶解均勻，待用。4)濕敏液的施工
用浸涂機(jī)將叉指電極浸涂在濕敏液中7秒，按5mm/秒的速度勻速提拉，放置30分鐘后在120°C烘箱中，烘烤30分鐘。5)濕敏膜的性能響應(yīng)區(qū)間寬10-97% RH
響應(yīng)靈敏度高阻抗值變化四個數(shù)量級103-107Ω。響應(yīng)線性度好R=0. 989。濕滯小0.8% RH 溫度系數(shù)0. 2%RH/°C
響應(yīng)速度較快吸濕35s，脫濕32s 耐濕熱性60°C浸水1小時，阻抗特性變化不明顯。實(shí)施例7: 1)電極清洗
將叉指電極用清水浸泡，清洗表面污垢，濾干烘干備用。2)濕敏樹脂的合成
在裝有溫度計，攪拌器、回流冷凝管、氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置的四口燒瓶中，依次加入甲基丙烯酸甲酯2份、甲基丙烯酸丁酯1份、甲基丙烯酸縮水甘油酯2份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 20份、乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷0. 5份、氮二異丁腈0. 1份、乙醇50份，在65°C恒溫反應(yīng)6小時后，再加入溴乙烷13. 8份，繼續(xù)恒溫反應(yīng)10小時，乙醚洗滌，常溫真空干燥備用。3)濕敏液的調(diào)配在裝有磁力攪拌子的燒瓶中，依次加入濕敏樹脂10份、乙二醇單丁醚5份、丙二醇甲醚 15份、異丙醇10份、水50份、三乙烯四胺10份，常溫磁力攪拌溶解均勻，待用。4)濕敏液的施工
用浸涂機(jī)將叉指電極浸涂在濕敏液中10秒，按5mm/秒的速度勻速提拉，放置30分鐘后在120°C烘箱中，烘烤30分鐘。5)濕敏膜的性能響應(yīng)區(qū)間寬10-97% RH
響應(yīng)靈敏度高阻抗值變化四個數(shù)量級103-107Ω。響應(yīng)線性度好R=0. 991。濕滯小0.9% RH 溫度系數(shù)0. 2%RH/°C
響應(yīng)速度較快吸濕33s，脫濕34s 耐濕熱性60°C浸水1小時，阻抗特性變化不明顯。實(shí)施例8 1)電極清洗
將叉指電極用清水浸泡，清洗表面污垢，濾干烘干備用。2)濕敏樹脂的合成
在裝有溫度計，攪拌器、回流冷凝管、氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置的四口燒瓶中，依次加入甲基丙烯酸甲酯2份、甲基丙烯酸丁酯1份、甲基丙烯酸縮水甘油酯8份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 20份、γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1份、氮二異丁腈0. 5份、乙醇70份，在65°C 恒溫反應(yīng)6小時后，再加入溴乙烷13. 8份，繼續(xù)恒溫反應(yīng)10小時，乙醚洗滌，常溫真空干燥3)濕敏液的調(diào)配
在裝有磁力攪拌子的燒瓶中，依次加入濕敏樹脂10份、乙二醇單丁醚5份、丙二醇甲醚 10份、異丙醇10份、水50份、三乙烯四胺15份，常溫磁力攪拌溶解均勻，待用。4)濕敏液的施工
用浸涂機(jī)將叉指電極浸涂在濕敏液中10秒，按5mm/秒的速度勻速提拉，放置30分鐘后在120°C烘箱中，烘烤30分鐘。5)濕敏膜的性能響應(yīng)區(qū)間寬10-97% RH
響應(yīng)靈敏度高阻抗值變化四個數(shù)量級103-107Ω。響應(yīng)線性度好R=0. 992。濕滯小0.9% RH 溫度系數(shù)0. 2%RH/°C
響應(yīng)速度較快吸濕30s，脫濕31s 耐濕熱性60°C浸水1小時，阻抗特性變化不明顯。實(shí)施例9 1)電極清洗
將叉指電極用清水浸泡，清洗表面污垢，濾干烘干備用。
2)濕敏樹脂的合成
在裝有溫度計，攪拌器、回流冷凝管、氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置的四口燒瓶中，依次加入甲基丙烯酸甲酯2份、甲基丙烯酸丁酯1份、甲基丙烯酸縮水甘油酯3份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 20份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷4份、氮二異丁腈0.3份、異丙醇70份，在65°C 恒溫反應(yīng)6小時后，再加入溴乙烷13. 8份，繼續(xù)恒溫反應(yīng)10小時，乙醚洗滌，常溫真空干燥3)濕敏液的調(diào)配
在裝有磁力攪拌子的燒瓶中，依次加入濕敏樹脂10份、乙二醇單丁醚5份、丙二醇甲醚 15份、異丙醇10份、水50份、二乙烯三胺10份，常溫磁力攪拌溶解均勻，待用。4)濕敏液的施工
用浸涂機(jī)將叉指電極浸涂在濕敏液中6秒，按5mm/秒的速度勻速提拉，放置30分鐘后在120°C烘箱中，烘烤30分鐘。5)濕敏膜的性能響應(yīng)區(qū)間寬10-97% RH
響應(yīng)靈敏度高阻抗值變化四個數(shù)量級103-107Ω。響應(yīng)線性度好R=0. 995。濕滯小0.9% RH 溫度系數(shù)0. 2%RH/°C
響應(yīng)速度較快吸濕39s，脫濕33s 耐濕熱性60°C浸水1小時，阻抗特性變化不明顯。實(shí)施例10 1)電極清洗
將叉指電極用清水浸泡，清洗表面污垢，濾干烘干備用。2)濕敏樹脂的合成
在裝有溫度計，攪拌器、回流冷凝管、氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置的四口燒瓶中，依次加入甲基丙烯酸甲酯2份、甲基丙烯酸丁酯1份、甲基丙烯酸縮水甘油酯2份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 20份、乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷0. 5份、氮二異丁腈0. 1份、乙醇70份，在65°C恒溫反應(yīng)6小時后，再加入溴乙烷13. 8份，繼續(xù)恒溫反應(yīng)10小時，乙醚洗滌，常溫真空干燥備用。3)濕敏液的調(diào)配
在裝有磁力攪拌子的燒瓶中，依次加入濕敏樹脂10份、乙二醇單丁醚5份、丙二醇甲醚 15份、異丙醇10份、水50份、四乙烯五胺10份，常溫磁力攪拌溶解均勻，待用。4)濕敏液的施工
用浸涂機(jī)將叉指電極浸涂在濕敏液中8秒，按5mm/秒的速度勻速提拉，放置30分鐘后在120°C烘箱中，烘烤30分鐘。5)濕敏膜的性能響應(yīng)區(qū)間寬10-97% RH
響應(yīng)靈敏度高阻抗值變化四個數(shù)量級103-107Ω。響應(yīng)線性度好R=0. 993。
濕滯小0.9% RH
溫度系數(shù)0. 2%RH/°C
響應(yīng)速度較快吸濕33s，脫濕34s
耐濕熱性60°C浸水1小時，阻抗特性變化不明顯。
由上述實(shí)施例可見，本發(fā)明在濕敏膜的合成過程中，添加耐濕熱單體及交聯(lián)劑的方法， 來顯著提高該濕敏膜在高溫高濕環(huán)境中的穩(wěn)定性，本發(fā)明制備的濕敏膜具有較寬的響應(yīng)區(qū)間，較高的響應(yīng)靈敏度，濕滯小，響應(yīng)迅速，耐濕熱性優(yōu)秀，可廣泛應(yīng)用于濕度的精確測量與控制。
權(quán)利要求
1.一種耐濕熱濕敏樹脂，其特征在于通過以下方法制備獲得將甲基丙烯酸酯類單體和含雙鍵硅烷偶聯(lián)劑在含有引發(fā)劑的溶劑系統(tǒng)中進(jìn)行第一步反應(yīng)，再加入溴代烷烴進(jìn)行第二步反應(yīng)獲得。
2.如權(quán)利要求1所述的耐濕熱濕敏樹脂，其特征在于所述甲基丙烯酸酯類單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、 甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸四乙二醇酯、三羥甲基丙烷甲基丙烯酸酯中的一種或幾種；所述的含雙鍵硅烷偶聯(lián)劑為 Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一種或幾種；所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰中的一種或幾種； 所述的溶劑為乙醇、異丙醇、丙酮中的一種或幾種；所述的溴代烷烴為溴代乙烷、溴代丙烷、 溴代正丁烷、溴代正辛烷、溴代正己烷、1，4-二溴丁烷中的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求2所述的耐濕熱濕敏樹脂，其特征在于所述甲基丙烯酸酯類單體、含雙鍵硅烷偶聯(lián)劑、引發(fā)劑、溶劑和溴代烷烴的添加量按重量計算分別15 35份、0. 5飛份、 0. 1-0. 5 份、50-70 份、5-30 份。
4.如權(quán)利要求廣3任一權(quán)利要求所述的耐濕熱濕敏樹脂，其特征在于所述的第一步反應(yīng)和第二步反應(yīng)均是在65-85°C下反應(yīng)5-25小時。
5.一種耐濕熱高分子電阻型濕敏膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)將重量計為5-50份的濕敏樹脂、30-90份的溶劑、5-40份的交聯(lián)劑混合溶解均勻，配成濕敏液； (2)將叉指電極浸涂在濕敏液中5-10秒，按I-IOmm/秒的速度勻速提拉，放置后在80-120°C 下烘烤5-10分鐘獲得。
6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于所述溶劑為乙二醇單丁醚，丙二醇甲醚， 乙二醇甲醚、乙二醇苯醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、二乙二醇單丁醚、二乙二醇甲醚、甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇、丙酮、丁酮、水中的一種或幾種。
7.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于所述的交聯(lián)劑為水性二異氰酸酯、水性氨基樹脂、多功能氮丙啶、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料化學(xué)領(lǐng)域，涉及一種耐濕熱濕敏樹脂與耐濕熱高分子電阻型濕敏膜及其制備方法。耐濕熱濕敏樹脂通過以下方法制備獲得將甲基丙烯酸酯類單體和含雙鍵硅烷偶聯(lián)劑在含有引發(fā)劑的溶劑系統(tǒng)中進(jìn)行第一步反應(yīng)，再加入溴代烷烴進(jìn)行第二步反應(yīng)。第二步反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物經(jīng)乙醚洗滌，干燥獲得。而耐濕熱高分子電阻型濕敏膜的制備，是將耐濕熱濕敏樹脂和溶劑、交聯(lián)劑配制成濕敏液；浸涂電極，烘烤獲得。本發(fā)明制備方法簡單，成本低，所制備的濕敏膜具有較寬的響應(yīng)區(qū)間，較高的響應(yīng)靈敏度，濕滯小，響應(yīng)迅速，耐濕熱性優(yōu)秀，可廣泛應(yīng)用于濕度的精確測量與控制。
文檔編號C08F8/24GK102304199SQ20111013657
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者許趙武 申請人:廣州海谷電子科技有限公司