高固体分含氟羟基丙烯酸酯树脂的制备及性能研究

采用溶液聚合法,将丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸十二氟庚酯(氟单体)与叔碳酸乙烯酯(VV-10)共聚,制备了高固含量的含氟羟基丙烯酸酯树脂。研究了引发剂、链转移剂用量对树脂黏度的影响。同时讨论了VV-10用量、羟值及含氟单体量对树脂涂膜耐水性、耐溶剂性、疏水性的影响。结果表明:甲基丙烯酸十二氟庚酯的加入降低了涂膜的表面能,VV-10的加入提高了涂膜的耐水性,从而成功地制备了固含量为80%,综合性能优良的含氟羟基丙烯酸酯树脂。     

全氟丁基丙烯酸酯拒水剂的合成及其应用

以短碳链含氟单体N-甲基全氟丁基磺酰胺基乙基丙烯酸酯(C4氟酯)、甲基丙烯酸十八烷基酯（SMA）、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和偏二氯乙烯(VDC)为聚合单体,采用半连续种子乳液聚合法制备了短碳链全氟丁基丙烯酸酯（PC4FA）共聚物乳液,并将其应用于织物整理上。采用FTIR、XPS表征了共聚物的结构和表面元素组成,利用AFM、SEM观察了短碳链全氟丁基丙烯酸酯拒水剂整理前后棉织物的表面形态变化。考察了拒水剂中含氟单体用量、拒水剂质量分数、焙烘温度和焙烘时间对织物拒水效果的影响。优化的整理工艺为：拒水剂中含氟单体质量分数为51.02%,拒水剂质量分数1.8%,焙烘温度180℃,焙烘时间5min。经该工艺整理后的棉织物对水的接触角可达142.5°,拒水等级为100分。     

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。     

阳离子型含氟聚丙烯酸酯无皂乳液的合成及性能

以可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合合成的聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯-b-聚丙烯酸六氟丁酯(PDMAEMA-b-PHFBA)为稳定剂,通过无皂乳液聚合技术合成了阳离子型含氟聚丙烯酸酯无皂乳液。用FTIR、1HNMR、TEM、DLS对乳胶粒子和聚合物的结构进行了表征。结果表明,当PDMAEMA-b-PHFBA的用量为总加料质量的2.4%时,乳液的稳定性好,Zeta电位达+57.8 m V,转化率达97.6%,乳胶粒具有明显的核壳结构,粒径分布指数为0.058。将阳离子型含氟聚丙烯酸酯无皂乳液用于皮革涂饰后,随着丙烯酸六氟丁酯用量的增加,涂饰后的皮革对水和二碘甲烷的接触角逐渐增加,当丙烯酸六氟丁酯用量为总单体质量的10%时,涂饰后的皮革对水的接触角为125°,对二碘甲烷的接触角为81.5°。     

全氟丁基丙烯酸酯拒水剂的合成及应用

以N-甲基全氟丁基磺酰胺基乙基丙烯酸酯(C4氟酯)、甲基丙烯酸十八烷基酯(SMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和偏二氯乙烯(VDC)为聚合单体,采用半连续种子乳液聚合法制备了拒水剂短碳链全氟丁基丙烯酸酯(PC4FA)共聚物乳液,并将其应用于织物整理上。采用FTIR、XPS表征了共聚物的结构和表面元素组成,利用AFM、SEM观察了短碳链全氟丁基丙烯酸酯拒水剂整理前后棉织物的表面形态变化。考察了拒水剂中含氟单体用量、拒水剂质量分数、焙烘温度和焙烘时间对织物拒水效果的影响。优化的整理工艺为:拒水剂中含氟单体含量为51.02%(以单体的总质量为基准,下同),拒水剂质量分数为1.8%,焙烘温度180℃,焙烘时间5 min。经该工艺整理后的棉织物对水的接触角可达142.5°,拒水等级为100分。     

氟硅烷改性水性丙烯酸二级分散体的制备与涂层性能

将1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙烯硅氮烷(DVDZ)和甲基丙烯酸六氟丁酯(EINECS)进行Micheal加成反应,合成2,2,3,4,4,4-六氟丁基-3-(二(二甲基(乙烯基)硅基)氨基)-2-甲基丙酸酯(DVE)功能有机氟硅单体,与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)等单体混合,以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,异丙醇(IPA)为溶剂,合成氟硅烷改性水性丙烯酸二级分散体。然后,将其与异氰酸酯固化剂混合,制备了双组分水性聚氨酯(2K-WPU)涂膜。通过FTIR、1HNMR、TG、SEM、XPS对DVE和2K-WPU进行表征和检测,结果表明:随着DVE质量分数的增加,丙烯酸二级分散体的粒径增大,黏度降低,涂膜的耐水性增强,铅笔硬度和附着力减弱。当DVE质量分数为6%时,吸水率为8.2%,接触角为91.5?,热失重10%和50%时的温度分别为220.9和438.5℃,涂膜耐热、耐水和耐酸碱等性能均有提升。     

含氟丙烯酸酯共聚物的合成及其涂膜表面疏水、疏油性能研究

以单体甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、含氟(甲基)丙烯酸酯为原料,通过改变氟碳链长度、氟单体含量以及添加方式等因素,合成了一系列的含氟丙烯酸酯共聚物。利用表面接触角测试仪、红外光谱仪和多功能光电子能谱仪表征了共聚物涂膜的表面疏水、疏油性能以及表面化学成分,探讨了其影响因素。结果表明,共聚物涂膜表面疏水、疏油性能与其表面化学成分密切相关;使用长氟碳链的氟单体、增加氟单体用量以及采用在反应后期一次性加入氟单体的方法均有利于提高涂膜表面的疏水、疏油性能;当全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯的质量分数为25%时,所得涂膜表面的氟元素质量分数达到44.284%,对水、对正十六烷的接触角分别达到127°和65°。     

含氟高分子表面活性剂的合成及其乳化性能的研究

以甲基丙烯酸十二氟庚酯(RfAA)、甲基丙烯酸(MAA)或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEGMA)为共聚单体,以亲氟-亲水-空间位阻的方式,合成了两种含氟高分子表面活性剂P(RfAA-PEGMA-MAA)和P(RfAA-PEGMA-AMPS)。考察了它们对RfAA的乳化性能,探讨了单体种类、单体含量、引发剂用量以及链转移剂用量对单体转化率和聚合物乳化性能的影响。结果表明,n(RfAA)∶n(MAA或AMPS)∶n(PEGMA)=5∶3∶2,引发剂用量为单体总质量的4%,链转移剂用量分别为单体总质量的3%、2%时,所合成的两种含氟高分子表面活性剂对RfAA均表现出了良好的乳化性能,它们的最低表面张力分别为56.3、49.1 mN/m,CMC均约为0.002 g/mL。     

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。     

含氟丙烯酸酯橡胶的合成及性能

以丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、含氟丙烯酸酯为单体,采用半连续乳液聚合法合成了含氟丙烯酸酯橡胶(ACM),用傅里叶变换红外光谱表征了其微观结构,考察了含氟单体种类及用量对含氟ACM亲水性、玻璃化转变温度及硫化特性的影响,以及交联剂二乙烯基苯(DVB)用量对含氟ACM硫化胶拉伸性能的影响。结果表明,丙烯酸六氟丁酯或丙烯酸十二氟庚酯(简称G 05)的转化率均超过90%;随着含氟单体用量的增加,ACM乳液涂膜的接触角逐渐增大,当加入质量分数为5%的G 05时,涂膜变为疏水性表面;含氟ACM只有1个玻璃化转变温度,且随着含氟单体用量的增加而逐渐下降;含氟ACM的操作安全性高,在硫化初期具有良好的流动性能;当DVB质量分数为3%时,含氟ACM的拉伸强度达到11.2 MPa。     

反应挤出法制备含氟改性聚丙烯

接枝过程以线型等规聚丙烯（iPP）为原料,分别采用甲基丙烯酸三氟乙酯（FA-3F）、甲基丙烯酸十二氟庚酯（FA-12F）和甲基丙烯酸十七氟癸酯（FA-17F）为接枝单体,过氧化二异丙苯（DCP）为引发剂,通过反应挤出过程制备含氟改性聚丙烯。结果表明,长链含氟单体在接枝过程中更具优势,这可能与其较高的沸点有关;含氟单体的接枝度随单体加入量和引发剂加入量的增加均呈现出先迅速增加而后增加速度变缓的趋势,接枝效率则呈现明显的先增加后减少的现象;改性后聚丙烯的分子量大幅度下降,其中长链含氟单体在获得较高接枝度的同时尚保持较高的分子量,且其分布略窄。     

新型含氟丙烯酸酯胶粘剂的合成及其本体性能探究

使用自由基共聚合的方法,以丙烯酸六氟丁酯（F6BA）为主要单体,甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA为功能单体,制备了含氟预聚物并探索了较佳合成工艺。采用红外光谱、核磁共振氢谱和凝胶渗透色谱对预聚物进行了结构分析。以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为固化剂对预聚物固化得到含氟弹性体,并对其力学性能、热性能、耐化学介质性、粘接性能进行了探究。研究结果表明：含氟预聚物的较佳配比为引发剂及链转移剂用量分别占1.5%和2.0%,功能单体HEMA质量分数占3.2%;较佳配比的含氟预聚物与IPDI固化,得到的含氟弹性体的拉伸强度为3.29 MPa,断裂伸长率为150%,Tg为-6.1℃,热分解5%的温度为276.5℃,弹性体表现出优良的热稳定性、耐化学介质性和对纳米铝粉优良的粘接性。     

高固体分含氟羟基丙烯酸酯树脂的合成及性能研究

分别以甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸六氟丁酯为含氟单体,采用硫代甘油为链转移剂,通过自由基溶液聚合制备了2种含氟羟基丙烯酸酯树脂,考察了硫代甘油用量对树脂相对分子质量、黏度及羟基含量的影响,对树脂结构和热稳定性进行了表征;同时以多异氰酸酯为固化剂制备了聚氨酯涂膜,并对涂膜的表面能、光学透过性、耐化学品性以及常规物理性能进行了测试。结果表明:在硫代甘油用量为4%、固体分含量为60%的条件下,2种树脂的相对分子质量和黏度分别低至1 891、(231±2)mPa·s和2 144、(362±3)mPa·s;聚氨酯涂膜具有一定的疏水性,在可见光区范围内,涂膜光透过率大于98%,并具有良好的耐化学品性及常规物理性能。     

含POSS含氟杂化丙烯酸酯共聚物的制备及其涂膜疏水性

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸正丁酯(BA)、甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)、2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯(FMA)、甲基丙烯酸酯基异丁基八面低聚倍半硅氧烷(MAPOSS)为单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用自由基溶液聚合法合成了含POSS含氟杂化丙烯酸酯共聚物。然后用二甲苯与三氟三氯乙烷的混合溶剂溶解该共聚物,将玻璃片和不锈钢滤网浸入其中,通过浸渍提拉法得到一层疏水涂膜。研究了POSS的含量对涂膜疏水性的影响。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对涂膜的表面形貌和元素进行了表征。结果表明,杂化共聚物中的POSS能够自发聚集在玻璃片和滤网表面,形成特定的粗糙结构,而随POSS含量增多,其聚集带来的表面粗糙度增加,导致涂膜的水接触角更大。当POSS质量分数为20%时,POSS聚集表面的平均粗糙度(Ra)达到209 nm,同时低表面能的氟在涂膜表面的质量分数为25.70%,结合滤网本身的微米孔结构,三者共同作用造就了涂膜滤网表面良好的疏水性,其水接触角达到144°。     

阳离子可聚合乳化剂制备含氟核壳无皂乳液

采用半连续种子乳液聚合技术制备阳离子含氟核壳无皂乳液,对影响乳液聚合反应稳定性的主要因素进行探讨和优化;通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、接触角测量仪表征共聚物化学组成、乳胶粒形貌、共聚物膜表面化学元素及其疏水性。结果表明,顺丁烯二酸–乙酯撑基[三甲基氯化铵]–十八烷基聚氧乙烯(20)醚酯(R303)用量为总单体质量3%,引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐(VA-50)用量为总单体质量0.7%,氟单体为总单体质量16.5%,反应温度T为70℃时,可以制得稳定的阳离子含氟核壳无皂乳液。FT-IR及1H-NMR测试结果证明氟单体完全参与共聚,TEM和XPS表征结果表明乳胶粒具有核壳结构,且氟元素在乳液成膜过程中容易迁移到涂膜表面并富集。与传统乳液聚合所得乳液相比,涂膜疏水性有一定提高。     

氟改性聚丙烯酸酯消泡剂的合成及性能研究

在二甲苯溶液中,引发剂过苯甲酸特丁酯(TBPB)存在下,由含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯和十二烷基乙烯基醚等丙烯酸单体共聚得到了氟改性聚丙烯酸酯消泡剂。探讨了含氟丙烯酸单体、特殊单体的品种和用量对产品脱泡性能和相容性的影响。实验结果表明,在双组分聚氨酯(PU)木器漆体系中,采用含氟丙烯酸单体和十二烷基乙烯基醚,用量分别是4%、20%(单体含量)制备得到的聚丙烯酸酯消泡剂具有很强的抑泡脱泡性,并且具有较好的体系相容性。     

聚丙烯酸酯乳液的合成及其絮凝性能研究

以甲基丙烯酸(MA)、丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,通过乳液聚合,合成聚丙烯酸酯乳液。通过单因素实验考察各因素对聚合物除油效果的影响,实验结果表明:单体质量分数为35%,引发剂KPS加量为总单体质量分数的0.7%,乳化剂SDS加量为2%,反应温度为80℃,单体滴加速度为40 m L/h,反应时间为6h下制备的聚合物,针对海上某油田的含油污水,具有较好的清水效果,其用量为100mg/L时除油率为88%。     

含氟丙烯酸酯防锈乳液的合成研究

以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸三氟乙酯、磷酸酯(PP-70)为单体合成了含氟丙烯酸酯防锈乳液。通过对粒径、凝聚率、吸水率、附着力、转化率等性能分析,确定了使用烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵(SR-10)与烯丙基酚聚氧乙烯醚(RN-30)为反应型乳化剂,质量比为2∶1,用量为单体总量的2%～3%(质量分数),甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯质量比为1∶1,磷酸酯功能单体(PP-70)用量为单体总量的3%(质量分数),甲基丙烯酸三氟乙酯用量为单体总量的30%(质量分数)时,乳液及其涂膜有较好的综合性能。     

含氟苯丙无皂乳液的合成及其在涂料中的应用

以过硫酸铵(APS)为引发剂,将丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(ST)、丙烯酸(AA)与甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)通过无皂乳液聚合法制备了含氟苯丙无皂乳液(BSAD)。通过IR、TEM、粒度仪及Zeta电位分析仪表征了乳液主组分结构、乳胶粒形貌、粒径分布及Zeta电位,并考察了丙烯酸钠、引发剂APS、DFMA的用量及反应温度对乳液性能的影响。并将该乳液与纳米TiO2等复配制备了氟碳涂料。结果表明,当丙烯酸钠质量分数为12%,APS质量分数为1%,反应温度为78℃时,乳液性能最佳,此时凝胶率为0.8%,耐水性大于168 h,单体转化率为97.1%;当DFMA质量分数为25%时,涂膜疏水性最佳,水接触角达到113°,吸水率为6.4%;制得的氟碳涂料的附着力、硬度、耐水性等都获得了令人满意的效果。     

自交联含氟丙烯酸酯共聚物乳液的制备

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等为主要单体,甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)为含氟单体,N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)为交联单体,采用种子乳液聚合法制备了自交联含氟丙烯酸酯共聚物乳液。研究了HFMA、NMA、复合乳化剂(SDS OP-10)、引发剂(KPS)用量、聚合温度、聚合时间和搅拌速度等因素对聚合反应最终转化率和乳液稳定性的影响,结果表明在m(MMA)∶m(BA)=1∶1及搅拌速率210 r/min条件下,HFMA、NMA、SDS OP-10和KPS加入量分别为总单体量的7%、3%、3%和0.5%(均为质量分数),以及聚合温度75℃、反应时间4 h时,制备得到的乳液单体总转化率高,乳液凝聚率低,聚合反应稳定,涂膜的综合性能优良。此外,含氟乳胶膜的FT-IR及TG-DSC分析结果表明,HFMA有效地参与了共聚反应,提高了涂膜的耐热性。