水性氟碳涂料的制备及其性能

核壳型氟代聚丙烯酸酯乳液、丙烯酸树脂、纳米粒子构成的氟碳涂料所得涂层具有优良的自清洁性能,过去对其研究不够。以过硫酸铵为引发剂,阴/非离子表面活性剂为复合乳化剂,采用半连续种子乳液共聚法,将丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(ST)及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPMS)与甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)于水相中制备了一种核壳型含氟硅聚丙烯酸酯乳液,与丙烯酸树脂、纳米TiO2等制备了氟碳涂料。利用红外光谱(IR)和透射电镜(TEM)对乳液主组分结构、乳胶粒形貌及粒径大小进行了表征和分析,考察了固化温度、乳液用量对涂层性能的影响。结果表明:合成乳液的乳胶粒呈规则球状,具有核壳结构,平均粒径约为100 nm;当乳液用量为45 g、固化温度为160℃时,所得涂层性能最佳,与水的接触角达133°,具有较好的自清洁性。     

氟代聚丙烯酸酯乳液的合成及其用于氟碳涂料的防水性能

为了制备一种廉价且具有优异防水性的水性涂料,用氟碳乳液,以阴/非离子复合表面活性剂为乳化剂,过硫酸铵为引发剂,通过乳液聚合法制得了全氟烷基乙基丙烯酸酯(FA)-甲基丙烯酸十八醇酯(SMA)-丙烯酸羟丙酯(HPA)-对氯甲基苯乙烯(CMS)四元无规共聚氟代聚丙烯酸酯乳液(FSHC),采用红外光谱仪(IR),核磁共振氢谱(1H-NMR),纳米粒度仪及Zeta电位分析仪,光电子能谱仪(XPS)和接触角测定仪分别对FSHC乳液的结构、粒径分布和Zeta电位及膜表面的化学元素组成和疏水性进行了表征。结果表明:FSHC具有预期的结构,其平均粒径为146.2 nm,Zeta电位为-21.2 mV;FSHC膜表面存在较多的F元素,含氟基团迁移至表面,发挥优异的防水性能;以FSHC乳液为成膜物质所制备的氟碳涂料,表现出良好的拒水效果,水在氟碳涂料涂层表面的静态接触角达128.6°。     

核壳型叔碳改性氟丙乳液的合成与性能

氟碳丙烯酸酯(氟丙)乳液是水乳胶涂料的主要成膜物质之一。为了提高其耐水性、附着力等性能,通过种子乳液聚合法将叔碳酸酯(VC)和氟碳丙烯酸酯(FA)功能单体引入丙烯酸酯共聚乳液,制备了核壳型叔碳改性氟丙乳液,采用透射电子显微镜、红外光谱、耐水性、附着力等对乳液及乳胶膜进行了测试表征,并考察了氟碳单体用量、叔碳单体加料方式及用量、核壳质量比对乳液聚合及乳胶膜性能的影响。结果表明:当氟碳单体用量为8%,叔碳单体加入壳中且用量为6%,核壳质量比为1∶1时,制备的乳液具有明显的核壳结构,乳胶膜接触角可达105.5°,吸水率仅为3.7%,附着力为1级。     

含氟丙烯酸酯核壳乳液的合成与性能

采用三阶段种子半连续乳液聚合,制得了以BA(丙烯酸丁酯)-MMA(甲基丙烯酸甲酯)共聚物为核,BA-MMA-TFEA(甲基丙烯酸三氟乙酯)共聚物为壳的核壳型含氟丙烯酸酯乳液.对乳液聚合过程中单体转化率的变化,特别是乳胶粒子的增长及分布的演变进行了测试和分析,证实了乳胶粒子核壳结构的形成.乳液聚合物膜的性能测试结果表明,与相同含氟单体用量的常规孔液相比,含氟聚合物富集于壳层的核壳形态有利于含氟结构单元在聚合物膜表面的分布,使用少量的含氟单体即可显著降低聚合物膜的表面能,提高其耐水性.     

无溶剂型有机氟改性聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液及胶膜的制备与性能

采用种子乳液聚合和后扩链法,以聚氨酯(PU)乳液为种子,乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为后扩链剂、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、全氟辛基乙基丙烯酸酯(FA)作为自由基聚合单体,合成了乳胶粒微观形态为核壳结构的无溶剂型含氟聚氨酯-丙烯酸酯(FPUA)复合乳液。考察了FA和AAS用量对乳液和乳胶膜性能的影响。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、X光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)、接触角(CA)和胶膜吸水率等表征了FPUA的结构、微观形态、乳胶膜的表面性能。结果表明,乳胶粒子呈现核壳结构,以聚丙烯酸酯(PA)为核,PU相为壳,由于FA的作用,涂膜的疏水性得到了较大的提高。适量后扩链剂AAS的引入可提高聚氨酯-聚丙烯酸酯(PUA)的自乳化能力,增加含氟乳液的稳定性。     

核壳型纳米TiO2改性含氟聚丙烯酸酯无皂乳液的合成和性能

为了制备表面自由能低、耐候性和紫外吸收性优异的聚丙烯酸酯乳液,采用无皂乳液聚合技术,合成了核壳型纳米TiO2改性含氟聚丙烯酸酯无皂乳液,采用透射电镜(TEM)对其形貌进行观察,并探讨引发剂、可聚合乳化剂、含氟单体、纳米TiO2的用量以及2种不合氟的单体的配比对乳液紫外吸收性能及吸水性的影响.结果表明:引发剂过硫酸铵(APS)用量(相对于总单体的质量分数)为1.2％,可聚合乳化剂烷基乙烯基磺酸盐(AVS)用量(相对于总单体的质量分数)为3.5％,不合氟单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)的质量比为2.0∶3.0,含氟单体甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)用量(相对于MMA单体和BA单体用量之和的质量分数)为6％时,乳液的聚合稳定性好,单体转化率高,聚合物膜的疏水性强;纳米TiO2粒子成功地被含氟聚丙烯酸酯聚合物包裹,形成了以纳米TiO2/聚丙烯酸酯为核,含氟聚丙烯酸酯聚合物为壳的核壳结构,纳米TiO2用量(相对于总单体的质量分数)为0.3％时,乳液的紫外吸收性能最好.     

含氟丙烯酸酯树脂的合成及其在氟碳涂料中的应用

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,将甲基丙烯酸十二氟庚酯(RfAA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸羟丙酯(HPAA)、丙烯酸(AA)和苯乙烯(ST)采用溶液聚合方法合成一种含氟丙烯酸酯树脂(PFBSH),并通过红外光谱(IR)对PFBSH进行了结构表征。将此树脂应用在双组份氟碳涂料中,该氟碳涂层的水接触角达到110.5°,其附着力、硬度、光泽和耐水性等都获得了令人满意的应用效果。另外讨论了固化温度和纳米TiO2对涂料应用性能的影响。     

壳/核型聚丙烯酸酯乳液的制备及性能

为制备力学性能优异的涂料用有机/无机复合乳液,以硅溶胶、丙烯酸酯类为单体制备壳层乳液和核层乳液,以阴离子型与非阴离子型复配乳化剂,通过半连续种子乳液聚合法制得力学性能良好的聚丙烯酸酯包覆纳米Si O2粒子的壳/核型有机/无机复合乳液,系统地研究了乳化剂配比、核/壳单体质量比及硅溶胶含量对乳液及涂膜性能的影响,并采用透射电镜、红外光谱、粒度仪等测试手段,对乳液的粒径分布及微观结构进行表征。结果表明:在反应温度80℃、乳液滴加时间2~3 h、复合乳化剂SDS/OP-10质量为1∶1、核/壳单体质量比为3∶4(或1∶1)时,制得的乳液及涂膜综合性能最好,乳液为壳/核型包覆的乳胶粒结构,可制备硅溶胶含量高达12%的高性能复合乳液,其涂膜力学性能较纯丙乳液涂膜明显提高。     

水性氟碳涂料的制备及其用于混凝土防腐研究

通过半连续乳液聚合法,以甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯为单体,在聚氧乙烯辛基苯酚醚-10(OP-10)和十二烷基硫酸钠(SDS)复合乳化剂的作用下,以过硫酸氢氨(APS)为引发剂合成了水性含氟丙烯酸乳液,综合乳液性状、粒径及分布、红外光谱结果确定水性含氟丙烯酸乳液的最佳制备工艺。将水性含氟丙烯酸乳液配以功能性助剂,制备高耐候、环保的水性氟碳涂料,考察了其对混凝土耐酸碱性、吸水率、抗氯离子渗透性和耐候性的影响。结果表明:当复合乳化剂质量分数为2.1%(wt,质量分数,下同)、引发剂用量为0.4%、含氟单体用量为8.4%时,制备的水性含氟乳液离心稳定性好,固含量为48.2%,转化率为97.6%,平均粒径为136.2nm,涂装水性氟碳涂料的混凝土试块的综合防腐效果较好。     

含氟丙烯酸酯共聚物乳液的制备与性能研究

目的确定含氟丙烯酸酯共聚物乳液的最佳配方,研究其涂膜表面的疏水疏油性、热力学稳定性等性能。方法以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)为原料,丙烯酸十三氟辛酯(PFOA)为含氟单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)和十二烷基磺酸钠(SDS)为复合乳化剂,去离子水为分散介质,采用半连续种子乳液聚合法制备核壳型含氟丙烯酸酯共聚物乳液。通过CA,FTIR,DSC,TG和AFM等仪器,对共聚物涂膜的疏水疏油性能、热力学性能及表面化学成分进行表征。结果当乳化剂(OP-10与SDS的质量比为2∶1)的质量分数为3%、引发剂(APS)的质量分数为0.6%、丙烯酸十三氟辛酯(PFOA)的质量分数为9%时,单体转化率最高、凝胶率最低,涂膜对水和十六烷的接触角分别为114°和85°。结论合成的乳液具有良好的疏水疏油性和热力学稳定性等性能,适合油墨罐内壁涂料等产品。