不同氟含量的苯丙树脂及防污涂料的性能研究

采用具有低表面能特性的有机氟单体对苯丙树脂进行改性合成,探讨了氟单体用量及软硬单体比例对树脂性能的影响,用接触角检测仪对涂膜表面与水的接触角进行了测量,并对涂膜的附着力、冲击强度等各项常规性能进行了综合检测,同时进行了实海挂板试验。结果表明,当氟单体含量为17.3%、软硬单体比值为0.46时,树脂性能较好,对应的防污涂料防污性能也最佳。此时涂料涂膜与水的接触角是145.5°,附着力等级1级,在50cm垂直高度下重锤冲击无裂纹。     

氟/硅丙烯酸树脂防污涂层的制备及性能研究

以全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯为功能单体,采用自由基聚合法制备了具有防污性能的低表面能氟/硅丙烯酸树脂涂层,重点探讨了有机氟含量对树脂涂层的接触角、玻璃化转变温度、附着力、硬度等性能及单体转化率的影响,确定了氟/硅丙烯酸涂层的最佳制备条件。结果表明,氟/硅单体成功与丙烯酸单体发生共聚,当氟/硅丙烯酸涂层中的氟质量分数为14.60%时,树脂涂膜的接触角为103.7°,与基体结合力优异,同时具有良好的防腐性能。     

氨基硅油改性丙烯酸树脂防污涂料的制备与性能

环境友好型有机硅改性丙烯酸树脂的合成及其用于海洋防污涂料的性能研究很有意义。以氨基硅油为原料,通过开环加成改性甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA),再与其他丙烯酸单体自由基聚合制备出氨基硅油改性丙烯酸树脂,借助FT-IR对其结构进行了表征,并以改性丙烯酸树脂为防污涂料成膜物制备了兼具自抛光特性/低表面能特性的防污涂料,考察了氨基硅油用量对涂料涂膜的附着力、柔韧性、接触角和表面能等的影响。结果表明:当氨基硅油用量为1%时,涂膜综合性能达到最佳,附着力、柔韧性达到一级,抗冲击强度≥50 kg·cm,硬度达到2 H,接触角为99.6°,表面能为23.3 m N/m;结合实海挂板试验显示,改性的防污涂料具有良好的防污性能。     

纳米SiO_2/改性丙烯酸树脂低表面能防污涂料

低表面能防污涂料是船舶涂料的一个重要分支。利用有机硅改性的丙烯酸树脂作为成膜物质,纳米SiO2为填料,制备了低表面能纳米复合防污涂料。考察了有机硅单体对改性丙烯酸树脂性能的影响,发现随着有机硅含量的增加,改性后的树脂粘度减小,水接触角增加。研究了氟硅烷改性纳米SiO2含量对涂层形貌和水接触角的影响。结果表明,添加少量的氟硅烷处理的纳米SiO2(1%和3%)可显著增大涂层的水接触角,提高涂层的防污性能。添加纳米SiO2浆的涂层的水接触角要高于添加接枝氟硅烷纳米SiO2的涂层,而后者要高于添加未接枝氟硅烷纳米SiO2的涂层。当纳米SiO2的添加量在1%和3%时,涂层的水接触角分别达到101.8°和103°。采用纳米浓缩浆工艺分散后的纳米SiO2可以使涂层的表面形成微米-纳米的特征形貌,从而实现防污的目的。     

SiO2改性低表面能纳米结构无毒海洋防污涂料

以合成的有机硅改性丙烯酸树脂为主要成膜物质,在颜填料不变的基础上添加纳米SiO2,制成了低表面能纳米结构无毒海洋防污涂料,讨论了树脂用量和纳米SiO2对涂膜附着力及其与液体接触角的影响,分析了低表面能防污涂料的表面结构.结果表明,树脂用量为25%～30%时,涂膜的附着力为1级,涂膜与水的接触角为150°,涂膜表面为纳米-微米阶层状结构.     

有机氟改性丙烯酸树脂的合成及研究

使用不同的有机氟单体对丙烯酸树脂进行改性,合成了具有低表面能性质的有机氟改性丙烯酸树脂;对树脂进行了红外和分子量检测,并测试了涂膜的附着力、抗冲击力、接触角等各项性能;研究了不同的氟单体种类、氟单体用量以及合成工艺对树脂性能的影响。结果表明,氟单体对丙烯酸树脂进行低表面能改性效果明显,其中含有叔碳原子和甲基结构,分子中含有12个F的G04单体效果最为理想;采用滴加氟单体工艺能够显著增大树脂的接触角;当氟单体G04用量在16.7%时,树脂与水的接触角最大可达104.5°。     

纳米TiO_2粒子的改性及其在有机硅自洁涂料中的应用

利用硅烷偶联剂KH-570对纳米TiO2粒子进行表面改性,并将改性后的纳米TiO2粒子应用于有机硅自洁涂料的制备。结果显示,纳米TiO2粒子表面改性成功,且在有机硅自洁涂料中呈现出良好的分散性。实验进一步考察了纳米TiO2粒子的添加量对有机硅自洁涂层的影响。结果显示,随着纳米TiO2粒子用量的增加,涂层的接触角先增大后减小,当纳米TiO2粒子的用量为0.25%时,涂层接触角最大,达到129°。最后对涂膜的耐污、耐候性能进行了测试,发现涂膜具有良好的防水耐污性及耐老化性。     

有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2复合低表面能防污涂料

用逐步滴加引发剂合成有机硅改性丙烯酸树脂,将纳米SiO2、铁红、滑石粉分散于有机硅改性丙烯酸树脂中,制成低表面能防污涂料.结果表明,当纳米SiO2的加入量为5.5%～8%时,涂膜与液体的接触角大于98°,涂膜具有较低的吸水率,具有一定的防污效果.     

复合SiO2粒子涂膜表面的超疏水性研究

采用溶胶-凝胶法制备不同粒径和形状的SiO2粒子,并利用氟硅氧烷的表面自组装功能制备了具有仿生类"荷叶效应"的超疏水涂膜.通过原子力显微镜、扫描电镜和水接触角的测试对膜结构及性能进行了表征,探讨了SiO2粒子的粒径和形状对材料微观结构,表面粗糙度和疏水性能的关系.结果表明,含单一粒径涂膜表面水接触角符合Wenzel模型;而复合粒子构成了符合Cassie模型的非均相界面,单纯的粗糙度因子不能反映水接触角的变化,复合粒子在膜表面的无规则排列赋予涂膜表面不同等级的粗糙度,使得水滴与涂膜表面接触时能够形成高的空气捕捉率和较小的粗糙度因子,这与在涂膜表面能形成自组装分子膜的氟硅氧烷共同作用赋予了涂膜超疏水性能.     

聚硅氧烷与丙烯酸酯弹性体的制备及性能

用含乙烯基的硅氧烷单体和八甲基环四硅氧烷与丙烯酸酯共聚,制备出不同硅含量的硅丙乳液,研究了有机硅含量对微乳液聚合过程和乳胶膜透明性、交联度、热性能和力学性能的影响。结果表明,随着硅含量的增加,综合性能均得到改善,当有机硅单体用量达20%时为最佳配比。     

含氟有机硅拒水整理剂的合成及应用

以十三氟辛氧丙基甲基二氯硅烷和二甲基二氯硅烷为原料,通过催化缩合制备了混合环硅氧烷,再加入四甲基二乙烯基二硅氧烷作为封端剂,通过开环聚合制备了3种不同氟含量的氟硅拒水整理剂,并以氢基硅油作交联剂应用于棉织物整理。通过红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)表征了产物的结构,研究了整理剂的种类及用量对整理效果的影响。结果表明,该拒水整理剂对棉织物的拒水效果明显,当浓度为15 g/L时,拒水等级均可达到5级。与甲基有机硅整理剂相比,含氟有机硅整理剂整理后的棉织物具有更好的拒水性和耐洗性。     

MAP-POSS/不饱和环氧树脂混杂光固化膜制备与性能

由KH-570水解缩合制备甲基丙烯酰氧基丙基笼型倍半硅氧烷(MAP-POSS),并将其与不饱和环氧树脂组成自由基-阳离子混杂光固化体系。用红外光谱(FT-IR)表征固化过程特征吸收峰的变化;测试MAP-POSS含量对固化膜表面水接触角、硅元素分布以及涂膜力学性能、热性能的影响。结果表明:MAP-POSS的加入增加了体系的交联度,提高了涂膜的疏水性、热稳定性和玻璃化温度(Tg)。当MAP-POSS含量为12%(质量分数,下同)时,Tg增加了16.9℃。当MAP-POSS含量为15%时,涂膜对水的接触角由58.0°增大到94.2°。MAP-POSS的加入使涂膜的冲击强度先增加后减小。     

高性能含硅、氟甲基丙烯酸酯共聚物的研究

制备了γ-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基硅基)硅烷W D、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷及其与甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异丁酯和含氟甲基丙烯酸酯的共聚物,通过IR、水接触角、吸水率、铅笔硬度和DSC等手段研究了共聚工艺、含氟单体、硅烷单体及催化交联剂对共聚物膜表面性能和力学性能的影响。延迟滴加有机硅单体尤其是W D和含氟单体可使低用量硅氟单体下的共聚物膜表面憎水性大大增强;催化交联剂可使共聚物的玻璃化温度从31.21℃提高到53.12℃,膜的铅笔硬度达到4H以上。     

有机硅-丙烯酸酯水分散液的合成及表征

以端乙烯基硅氧烷齐聚物(NS)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为原料,通过乳液共聚合,制备了有机硅-丙烯酸酯二元共聚水分散液。考察了不同单体配比对水分散液及成膜物性能的影响。通过动态光散射仪、透射电子显微镜等对水分散液进行了表征,发现共聚物乳胶粒子粒径较小,均在30nm～60nm范围;水分散液成膜物透明、光滑、力学性能好。当共聚物中有机硅含量达到10%(质量分数,下同)时,成膜物对水的接触角已超过100°,接近纯有机硅的接触角,表明端乙烯基硅氧烷齐聚物的引入赋予了薄膜良好的表面拒水性能。     

苯乙烯型环硅氧烷交联PP的研究

含氢环硅氧烷与不饱和的1-辛烯在铂催化剂下发生硅氢加成反应,然后继续与二乙烯基苯发生硅氢加成反应,得到相应的含乙烯基苯基的环硅氧烷.利用HAAKE流变仪研究了此产品在PP加工过程中的交联作用,以1‰(wt)的DCP作为引发剂,当合成的有机硅交联剂的添加量达到2.5%时,PP具有一定的交联效果.     

纳米SiO_2/有机硅聚丙烯酸复合防冰涂层的制备及性能研究

以有机硅聚丙烯酸为成膜物质,经γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)表面化学改性后的纳米SiO_2粒子(经甲苯-2,4-二异氰酸酯活化)为无机填料,制备纳米SiO_2/有机硅聚丙烯酸复合防冰涂层。利用红外测试(FT-IR)、热失重(TGA)、扫描电镜(SEM)等研究了纳米SiO_2表面化学改性的机制,探讨了纳米SiO_2用量对涂层表面形貌、浸润性及涂层与冰层之间粘附性能的影响。结果表明,KH-570化学改性提高了纳米SiO_2在涂层中的分散性并有效地提高了涂层表面的疏水性能,当KH-570化学改性后的纳米SiO_2用量为8%时,涂层表面水的接触角为150°,呈现超疏水特性;涂层与冰层之间粘附力随纳米SiO_2用量增加呈现下降趋势,当纳米SiO_2用量为8%时,涂层与冰层之间的粘附力仅为树脂涂膜的30%左右。KH-570化学改性后的纳米SiO_2与低表面能有机硅聚丙烯酸树脂的协同效应使涂层具有了良好的疏水防冰性能。     

硼化钛耐磨涂层对织物性能的影响

硼化钛具有较高的硬度和良好的耐磨性,而有机硅树脂的成膜性、疏水性、光泽性、耐刮擦性以及耐腐蚀性能皆优异。将硼化钛与有机硅树脂混合制成耐磨涂层,浸渍、喷涂于棉织物及涤纶织物表面,测试其一系列物理力学性能。实验结果表明,硼化钛可以显著提高棉织物和涤纶织物的耐磨性能;有机硅树脂含量的增加直接影响涂层织物耐磨性能的提高,涂层织物拉伸断裂强力的提高以及涂层织物疏水性能的提高;当有机硅树脂质量分数低于50%时,涤纶织物的耐磨性能远高于棉织物,当有机硅树脂质量分数高于75%时,棉织物的耐磨性能高于涤纶织物;有机硅树脂质量分数为75%的涂层棉织物疏水性能最优,水接触角达到143.4°;有机硅树脂质量分数为100%的涂层涤纶织物疏水性能最优,水接触角达到152.1°。     

水凝胶改性有机硅海洋防污涂料的制备与性能研究

制备了新型水凝胶改性有机硅海洋防污涂料,通过亲水高分子使涂层表面形成水化层以降低污损生物附着。利用红外光谱检测含氢硅油转化率以确定面漆粘结剂的转化率。通过设计四因素三水平正交试验,探究不同涂装体系的防污性能。通过粘附力测试、接触角测试、盐雾实验、浸泡实验、极化测试和防污性能实验等手段探究涂装体系的表面质量、耐腐蚀性能及防污性能。结果表明:制备的涂装体系在实验室沉浸实验中具有良好的防污效果。水凝胶改性有机硅防污涂层能在表面形成薄的水膜,有效地阻止了污损生物的粘附;通过调整侧链聚乙二醇烯丙基醚的分子量、反应温度、催化剂用量和硅油含氢量,可以合成相应的粘结剂调整涂层表面能;静态下涂层的防污效果比动态下更好。     

新型水分散有机硅-聚氨酯共聚物的结构与性能

合成出含量为0%~12%的以二端羟丁基聚二甲基硅氧烷(DHPDMS)为部分软链段的新型水分散有机硅-聚氨酯共聚物(DHPDMS-PU)。NMR和FT-IR分析表明DHPDMS链段已被化学键入共聚物分子链中。比较透射和全反射衰减红外光谱发现,在含硅氧烷软链段的试样中,硅氧烷在成膜过程中逐渐向膜表面扩散,从而使材料具有较好的表面性能。随DHPDMS含量升高,DHPDMS-PU膜的水接触角增大,表面能减小;当DHPDMS含量超过7%时接触角渐趋于恒定。由分峰拟合发现氢键化的N-H含量随DHPDMS的增加而降低。     

含氟硅聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成

以异佛尔酮二异氰酸(IPDI)、聚丙二醇(PPG)、端羟丙基硅氧烷(PDMS)、二羟甲基丙酸(DMPA)及1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,采用溶液聚合法合成有机硅改性水性聚氨酯(SiPU)。以SiPU为种子乳液,并作为复合乳液的壳层,加入核层单体丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)及甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA),通过乳液聚合得到氟硅改性聚氨酯-聚丙烯酸酯(FSiPUA)复合乳液。考察了PDMS及DFMA用量对乳液聚合过程及乳胶膜表面疏水性能的影响。采用FT-IR、CA、TEM、DSC及TG等表征复合乳液涂膜结构与性能。结果表明,FSiPUA复合乳液呈现核壳结构,在PDMS和DFMA的协同作用下,当PDMS和DFMA用量分别为m(PDMS)/m(PU)=5.5/100和m(DFMA)/m(AA)=15/100时,涂膜的表面自由能低至21.67 mN/m,对去离子水接触角达102.3°,涂膜耐热性有一定提高。