新型有機(jī)氟乳液的合成、結(jié)構(gòu)表征及其在氟碳涂料中的應(yīng)用.pdf

1、以過硫酸銨(APS)為引發(fā)劑，通過乳液聚合法以全氟烷基乙基丙烯酸酯(FA)、甲基丙烯酸十八醇酯(SMA)、丙烯酸羥丙酯(HPA)為原料，并以對氯甲基苯乙烯(CMS)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)作為功能改性單體進(jìn)行共聚，合成了兩種新型結(jié)構(gòu)有機(jī)氯改性、有機(jī)氯/硅烷共改性的氟代聚丙烯酸酯樹脂乳液(FSHC、FSHCK)，通過紅外光譜(IR)、核磁共振氫譜(1H-NMR)、透射電鏡(TEM)、納米粒度儀及Zeta電位分析

2、儀、X射線光電子能譜儀(XPS)等分析手段對兩種乳液主組分的結(jié)構(gòu)、乳膠粒形貌、粒徑分布、Zeta電位和膜表面的化學(xué)組成進(jìn)行了表征與測定。然后，將兩種乳液分別與納米TiO2等復(fù)配，制備水性氟碳涂料，研究了涂料的有關(guān)性能及其影響因素。結(jié)果如下:
　　 (1) FSHC為乳白色帶藍(lán)色熒光乳液，具有良好的穩(wěn)定性。乳液主組分的結(jié)構(gòu)表征顯示，各單體已被鍵合在一起。而且，F(xiàn)SHC乳膠粒呈球狀，排列整齊，粒徑分布均勻，其平均粒徑為146.2nm

3、，Zeta電位為-21.2mV。FSHC膜表面明顯存在大量的F元素，說明含氟基團(tuán)更易遷移至表面，發(fā)揮優(yōu)異的防水性。而Cl元素更易在涂膜底層鋪展，進(jìn)而可以提高涂料的附著力。
　　 當(dāng)FSHC乳液用量為60g，納米TiO2用量為20g，固化溫度為70℃、時間為1h，CMS用量為2.53％時，F(xiàn)SHC乳液與納米TiO2等制備的氟碳涂料，其附著力、硬度、耐水性等都獲得了令人滿意的效果。且疏水效果最好，水在涂層表面的接觸角可達(dá)128.5°

4、，涂層表面的吸水率為3.5％。
　　 (2) FSHCK為乳白色帶藍(lán)色熒光的乳液，具有良好的穩(wěn)定性。FSHCK乳液的結(jié)構(gòu)表征顯示，各單體已被鍵合在一起。FSHCK乳液的微觀形貌較好，排列較整齊、緊湊，其粒徑分布較集中，平均粒徑為112nm，乳膠粒帶負(fù)電，平均Zeta電位為-23.5mV。FSHCK乳液膜表面明顯存在大量的F元素，這樣含氟鏈段在材料表面富集而使其表面能降低，賦予基質(zhì)理想的疏水疏油性。而Cl元素更易在涂膜底層鋪展，以

5、增強(qiáng)涂膜的粘附力，提高涂料的附著力。由于Si元素含量很少，XPS譜圖出峰不明顯。
　　 當(dāng)FSHCK乳液用量為55％，納米TiO2用量為20％，熱處理溫度為70℃，時間為1h， KH-570用量為3.19％時，涂層的疏水性能最好，水在涂層表面的靜態(tài)接觸角可達(dá)135°，涂層表面的吸水率為3.3％。FSHCK氟碳涂料的各方面性能優(yōu)異，如附著力、硬度、柔韌性、耐沖擊性、耐水性、耐酸堿性及耐沾污性等均達(dá)到了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有極大的應(yīng)用價值。F