氟硅共聚改性提高聚丙烯酸酯力学和疏水性能的研究

为改善聚丙烯酸酯表面能高、力学性能较差的缺点,以丙烯酸酯为主要单体,甲基丙烯酸十二氟庚酯、四甲基四乙烯基环四硅氧烷为功能单体,采用核壳乳液聚合法合成了水性聚氟硅丙烯酸酯。结果表明,四甲基四乙烯基环四硅氧烷可有效提高乳液膜的疏水角、断裂伸长率以及硬度;其质量分数为5%时,乳液的平均粒径为166.8 nm,转化率为98.6%;乳液膜的综合性能最好,其吸水率为3.9%,水接触角为131.3°,拉伸强度为2.3 MPa,断裂伸长率为929.7%,硬度为46.6 HA;与氟硅丙烯酸树脂相比,断裂伸长率提高了58.7%,水接触角提高了11.8%。     

阳离子型全氟丙烯酸酯无皂乳液的合成及性能

以全氟烷基乙基丙烯酸酯(FEA)为含氟单体,以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为阳离子单体,采用无皂乳液聚合方法合成了阳离子型全氟丙烯酸酯共聚物乳液.分析了FEA含量对涂膜性能的影响,讨论了DMC用量对聚合转化率、涂膜吸水率以及乳胶粒粒径大小的影响;利用FT-IR和X-射线衍射分析(XRD)对共聚物乳液进行了表征,结果表明,当FEA和DMC质量分数分别为7.1%和12%时,涂膜的吸水率最小,仅为3.75%,乳胶粒平均粒径为65 nm.随着FEA量的增加,共聚物膜的硬度减小,拉伸强度增加,断裂伸长率降低;XRD分析显示全氟丙烯酸酯无皂乳液具有好的结晶性.     

自交联含氟丙烯酸酯乳液的合成与性能研究

以甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)为含氟丙烯酸酯单体,甲基丙烯酸酯衍生物(HA)为交联单体,烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10),醚单磷酸(ANPEO10-P1)为乳化剂,采用预乳化、半连续法聚合方式,合成了自交联含氟丙烯酸酯乳液.研究了HA和DFHMA的用量对乳胶粒子粒径及其分布和乳胶膜硬度、吸水性、对水接触角等性能的影响.结果表明:当HA用量为4%(wt),DFHMA用量为8%(wt)时,得到的乳液粒径小,分布窄,稳定性好,乳胶膜表现出良好的疏水性能,对水的接触角达到了97.5°.     

交联剂含量对核壳型聚丙烯酸酯乳液及胶膜性能的影响

以三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)为交联单体,采用半连续种子乳液聚合法,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为主要单体合成了核壳型聚丙烯酸酯乳液,研究了核层TMPTMA含量对乳液及胶膜性能的影响。结果表明,在一定范围内,随着核层TMPTMA含量的增加,乳胶粒子的平均粒径减小,凝聚率增大;胶膜的拉伸强度及断裂伸长率均增大,与水的接触角变小;在反应条件、单体种类及配比相同的情况下,核壳型丙烯酸酯乳胶膜比非核壳型乳胶膜的杨氏模量及拉伸强度明显变大。     

自交联水性聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液的制备及研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、二羟甲基丁酸(DMBA)、1,4-丁二醇(BDO)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料合成了双键封端的聚氨酯预聚体;以N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)作交联剂,配合甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)等单体进行乳液共聚,制备了自交联水性聚氨酯-含氟丙烯酸酯(FPUA)乳液。研究了HFBMA和HEAA用量对膜耐水性、热性能以及力学性能的影响。结果表明:PUA乳液的耐水性和疏水性随HFBMA用量的增加而增加;随着HEAA用量增加,胶膜的热稳定性增加,拉伸强度增加,伸长率下降;当胶膜中HFBMA质量分数为12%,且HEAA质量分数为2.6%时,乳液的粒径为128 nm,乳液的稳定性较好;胶膜的水接触角为107.6°,吸水率为4.5%,拉伸强度为25.6 MPa,断裂伸长率为268%,10%热失重温度299.6℃。     

自交联型含氟丙烯酸酯改性聚氨酯乳液制备及性能研究

本文以含氟丙烯酸酯对聚氨酯进行了改性,并将双丙酮丙烯酰胺引入改性的聚氨酯链段,合成了自交联型氟化丙烯酸酯改性聚氨酯乳液(FPUA),利用红外光谱(FT-IR)分析、粒径分布分析、接触角测试对FPUA胶膜的结构与性能进行了表征。探讨了氟单体含量对胶膜的性能的影响。实验结果表明,乳液的粒径随着PUA预聚体用量的增加而增大,接触角随着含氟单体的增加而增大,吸水率随着含氟单体的增加而减小。考虑到成本问题,当氟单体含量为10%时,胶膜的综合性能最好,水接触角可达到108°,吸水率仅为10.19%。     

含氟丙烯酸酯乳液合成及其内墙涂料防涂鸦性的研究

以烯丙氧基羟丙基磺酸钠(COPS-1)、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵(CO-436)和NP-10为复合乳化剂,过硫酸铵为引发剂进行了含氟丙烯酸酯乳液聚合研究,测定不同含氟单体含量制备的乳液干膜及漆膜与水、油的接触角,比较含氟单体含量、不同交联单体及含量对涂膜耐污性能的影响。研究结果表明:随含氟单体含量增加,乳液干膜及涂膜与水、油接触角增大;由12%甲基丙烯酸十二氟庚酯、5%双丙酮丙烯酰胺所合成的含氟丙烯酸酯乳液,稳定性高,耐沾污性好;当乳液含量为涂料配方总量的36%时,涂膜对水彩污迹的耐污性能明显改善,且遮盖力好。     

无皂核壳蓖麻油基聚氨酯/聚氟化丙烯酸酯杂化乳液

以蓖麻油、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)和三乙胺(TEA)为原料合成了具有表面活性的蓖麻油基聚氨酯水分散体(CPU),然后在CPU中进行含氟丙烯酸酯的无皂乳液聚合,制备了以蓖麻油基聚氨酯为壳、聚氟化丙烯酸酯为核的无皂核壳含氟聚氨酯丙烯酸酯杂化乳液(FCPUA)。采用透射电镜(TEM)确认了杂化乳液的结构,用红外光谱(IR)、热重分析(TGA)、示差扫描量热仪(DSC)、能谱分析(EDS)、扫描电镜(SEM)、接触角和吸水率测试对杂化乳液和乳胶膜的性能进行了表征。结果表明,与蓖麻油基聚氨酯相比,合成的FCPUA杂化膜的热稳定性更高,硬度为6H,吸水率为5%,与水的接触角为96.5°,但附着力较差,断裂伸长率较低。     

环氧树脂-含氟丙烯酸酯-水性聚氨酯杂化乳液的研究

以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为接枝剂,双酚A型环氧树脂E-44与甲基丙烯酸八氟戊酯(FA)为改性剂,制备了环氧树脂-含氟丙烯酸酯-水性聚氨酯杂化乳液(EWPUFA)。通过粒径、红外光谱(FT-IR)、拉伸强度、接触角、吸水率、X射线衍射(XRD)等分析和测试,考察了E-44用量对EWPUFA乳液及胶膜性能的影响。结果表明,E-44用量的增加提高了胶膜的拉伸强度,降低了胶膜的断裂伸长率、接触角、吸水率与结晶能力。     

含全氟壬烯基丙烯酸酯单体合成及乳液聚合

研究了含全氟壬烯基丙烯酸酯的合成及其聚合反应。以全氟壬烯氧基苯磺酰氯为原料,经酰胺化、酯化得到N-甲基-N-p-全氟壬烯氧基苯磺酰胺基乙基丙烯酸酯(Ⅲ);确定了Ⅲ的较优合成工艺条件为:n(Ⅱ)∶n(丙烯酰氯)=1∶3,室温反应6 h,含氟单体Ⅲ的收率为75.0%;并将Ⅲ与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)在K2S2O8(KPS)存在下,通过半连续乳液聚合法,制备了含氟丙烯酸酯乳液。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振波谱(1HNMR)、质谱(ESI-MS)等对含氟丙烯酸酯单体(Ⅲ)和聚合物乳胶膜的结构进行了表征;考察了乳液的稳定性、Ⅲ的含量对聚合物膜上水接触角的影响。当含氟丙烯酸酯占单体总质量的20%时,水接触角为88.2°。     

含氟丙烯酸酯乳液高疏水性与低氟含量的平衡探索

为了研究含氟丙烯酸酯乳液涂膜的疏水性与氟含量的平衡关系,以甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHM)为含氟单体,双丙酮丙烯酰胺(DAAM)和己二酸二酰肼(ADH)为交联单体,采用半连续核壳乳液聚合的方法合成了一系列自交联含氟丙烯酸酯共聚物乳液。研究表明:含氟单体含量为12%(即氟含量为6.84%,均以聚合单体的总质量计,下同)时,含氟基团在涂膜表面可以达到饱和,乳液固含量可达38.2%;再添加4%交联单体,涂膜的水接触角为116.6°。当含氟单体含量降为4%(氟含量2.28%)时,通过提高成膜温度或添加成膜助剂,也可使涂膜表面的水接触角达到104.2°,具有较好的疏水性能。     

核壳型含氟丙烯酸酯乳液的合成及表征

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)等为主要原料,采用多步乳液聚合法,合成了具有核壳结构的含氟丙烯酸酯乳液。实验结果表明,主要单体质量比m(MMA)∶m(BA)=45∶55,核壳单体质量比为6∶4,含氟单体质量分数为7%,乳化剂质量分数为3%~4%时,制备得到的含氟丙烯酸乳胶粒子具有软核/硬壳结构,粒径为120 nm,乳胶膜吸水率为7%。通过傅里叶红外光谱法(FTIR)对乳液结构进行表征,结果表明,含氟单体参与了有效聚合;差示量热扫描(DSC)和热重分析法(TG)分析结果表明,聚合物存在两个玻璃化温度(-10.2℃和58.4℃),且热分解温度比不含氟的聚合物提高了59℃;接触角测试结果表明,当w(HFMA)≥7%时,乳胶膜正面与水的接触角为98.2,°说明所合成的核壳结构含氟丙烯酸酯乳液中有机氟富集于壳层,涂膜的耐热、疏水性良好。     

丙烯酸酯核 -壳乳液的合成及其可剥离性能研究

采用核 -壳乳液聚合法合成了各以硬、软单体为壳的可剥离丙烯酸酯乳液。研究了壳层单体性质及用量对乳液涂膜力学性能、成膜性能、水接触角及吸水率等的影响,利用 TEM观察了乳胶粒的形貌和尺寸,并运用 DSC考察了该核 -壳结构聚合物的玻璃化温度。结果表明：合成的乳胶粒大小较为均一,具有核 -壳结构;以硬单体为壳的涂膜拉伸强度较高,附着力较低,耐水性好;而以软单体为壳的涂膜拉伸强度较低,附着力较高,耐水性差;当壳层硬单体质量分数为 12. 0%时,涂膜的拉伸强度为 4. 52 MPa,断裂伸长率为 581. 2%,附着力为 5级,在不同基材上可完整剥离, FT-IR分析表明涂膜剥离后对基材无损伤。     

耐污涂料用氟改性纯丙交联乳液的制备及其性能

引入含氟和交联单体,制备耐污涂料用氟改性丙烯酸酯交联乳液,考察氟单体、交联单体种类及含量对乳胶膜和漆膜接触角和耐污性能的影响。FTIR分析表明甲基丙烯酸全氟庚酯（DFMA）单体成功接枝到聚合物主链上。粒径分析表明制得的氟改性纯丙乳液粒径为90nm时,涂膜耐污性能最优。当引入6.0%DFMA,乳胶膜和漆膜与水、油的接触角都显著增大。当引入交联体系为双丙酮丙烯酰胺和已二酰肼（DAAM/ADH）,且用量为4.0%时,涂膜的综合耐污性达到11.9%。     

含氟丙烯酸酯共聚物无皂乳液的粒子形态与性能研究

研究了通过半连续滴加法制备的无皂含氟丙烯酸酯聚合物乳液乳胶粒形态、聚合条件对乳胶粒粒径的影响,测定了乳液性能和乳胶膜的表面性能。制备的含氟乳液的乳胶粒呈圆形,粒径分布窄。乳液稳定性好,含氟乳胶膜对水的接触角为110.2°,吸水率低,表现出优异的表面性能。     

八硝苯基笼型倍半硅氧烷改性丙烯酸酯乳液体系研究

采用半连续乳液聚合法，将八硝苯基笼型倍半硅氧烷（ONPS）掺入（甲基）丙烯酸酯乳液中，对其进行改性。透射电镜照片、粒径分布分析、DSC、拉伸强度的测量结果表明：ONPS的加入量低于3％时，明显提高了丙烯酸酯树脂的Tg，同时乳液涂膜的拉伸强度大幅上升，而断裂伸长率略有下降。     

硅烷/聚硅氧烷改性含氟丙烯酸酯共聚物的研究

制备了低毒性溶剂型硅烷偶联剂改性含氟甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异丁酯和甲基丙烯酸异冰片酯共聚物,通过测量水接触角、吸水率、铅笔硬度、IR光谱、DSC和TGA等测试,探讨了含硅丙烯酸酯、含氟甲基丙烯酸酯单体种类和用量及其共聚工艺及羟基硅油共混改性对共聚物表面憎水性能、强度和耐热性能的影响.结果表明采用延时后滴加含氟丙烯酸酯单体工艺和使用催化交联剂可使的共聚物膜表面的憎水性能和强度大大提高.     

成膜温度对共混乳胶膜梯度结构的影响

将含氟丙烯酸酯乳液(FAE)与丙烯酸酯乳液(AE)共混,得共混乳液BE-1,将BE-1分别于15、30、45、60℃下在聚四氟乙烯板(PTFE)上成膜。通过FTIR、粒度分布(PSA)、接触角(CA)、表面自由能、AFM、SEM-EDS、XPS和力学性能测试考察了成膜温度对共混乳胶膜自组织梯度结构和表面性能的影响。结果表明,BE-1平均粒径是73.30 nm,PDI为0.133,与FAE乳液相比,BE-1粒径减小,粒径分布变宽。BE-1成膜温度高于45℃时,膜断面出现相分层,F-P(膜-聚四氟乙烯基材)面的含氟组分质量分数开始高于F-A(膜-空气)面,含氟组分在F-P面富集,具备纯含氟丙烯酸酯聚合物表面性能,F-A面氟组分含量少,F-A面主要是丙烯酸酯聚合物组分。氟元素质量分数从F-P面到F-A面逐渐减少,在成膜温度分别为45和60℃时,F-P面F元素质量分数比F-A面高3.59%和10.00%。60℃时,乳胶膜BE-1拉伸强度达到了11.66MPa,比15℃成膜的乳胶膜提高了63.99%。     

正硅酸乙酯改性氟硅丙复合物乳胶膜的性能

文章将正硅酸乙酯(TEOS)氨解之后,加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)及含氟单体以及丙烯酸酯类单体共聚,制得稳定的氟硅丙乳液。研究结果表明,氟硅单体最佳质量百分比为ω(FM)∶ω(改性纳米Si O_2)=3∶1,此时此时乳液表面张力为28.57 m N/m,乳胶膜对水的接触角为125°,铅笔硬度2 H,附着力2级,吸水率8.5%。     

高性能含氟丙烯酸酯共聚物涂料

研究了含氟丙烯酸酯共聚物涂料表面性能的影响因素,结果表明：含氟丙烯酸酯类单体及共聚单体的种类、侧链含氟烷基、聚合工艺、自由基引发剂用量和有机硅偶联剂及交联催化剂等因素对共聚物膜的疏水性(水接触角和吸水率)、表面硬度及其光泽、透明性都有显著影响。