氟硅改性丙烯酸树脂合成技术及应用现状

氟硅改性丙烯酸树脂因其具有优越的耐候性、自清洁性和优良的漆膜综合性能,被广泛应用于涂料产品做主要成膜物。本文对氟硅改性丙烯酸树脂及在涂料中的合成技术和应用进行了综述,并对氟硅改性丙烯酸树脂的发展进行了展望。     

聚酯/环氧/丙烯酸树脂低光泽粉末涂料的制备与性能

采用自由基聚合法合成了含环氧基丙烯酸树脂,并将该树脂与环氧树脂、聚酯树脂、填料、助剂等共混制备了低光泽粉末涂料。通过红外、分子量、扫描电镜、光泽度、铅笔硬度等测试,研究了引发剂用量对合成丙烯酸树脂性能的影响以及丙烯酸树脂中苯乙烯含量、不同树脂配比、固化剂的种类等对粉末涂料性能的影响。结果表明,在共混材料丙烯酸树脂的样品中,随着苯乙烯单体含量的增加,涂层的光泽度逐渐降低,由三种树脂共混制备的粉末涂料其涂层光泽度最低值可达6.6,铅笔硬度都在6 H以上,附着力为0级,其综合性能得到了很大改善。     

航空透明件抗风沙侵蚀聚氨酯丙烯酸酯涂层研究

以聚醚PTMG-1000、N-330与异佛尔酮二异氰酸酯制得的聚氨酯预聚体和羟基丙烯酸树脂为主要原料,制备了聚氨酯丙烯酸酯(PUA)涂层,并对涂层的表面状态、透光度、雾度、抗风沙侵蚀性能和抗紫外老化等性能进行了研究。结果表明,随着PTMG-1000含量的增加,PUA涂层的透明性增加;当PTMG-1000/N-330的摩尔比为5/1时,涂层具有良好的外观,涂覆有机玻璃的透光度达到92.3%,雾度仅为0.41%,经过风沙实验后透光度为92.2%,雾度为2.49%;光稳定剂和抗氧剂可以显著提高涂层的耐紫外老化性能。该涂层可用于风沙环境中航空透明件的表面防护。     

正交法研究自干型水分散氟硅改性丙烯酸树脂的合成与性能

通过正交实验研究了自干型水分散氟硅改性丙烯酸树脂的影响因素,系统地分析了各个因素对于树脂成膜后的不同性能的影响,重点分析了氟元素含量(元素的质量分数)、硅元素含量(以下简称含量)、亲水基团含量的交互影响,讨论了氟、硅含量对树脂成膜性能的影响,找出了较佳的反应条件m(甲基丙烯酸甲酯)∶m(丙烯酸丁酯)∶m(苯乙烯)∶m(丙烯酸-β-羟丙酯)∶m(叔碳酸乙烯酯)=50∶10∶8∶4∶2,丙烯酸六氟丁酯(6F)作为氟改性单体。研究结果表明:亲水基团在10%、氟含量在10%、硅含量在1%时能明显改进树脂的硬度和耐水性;可以通过调整各单体的比例来满足实际应用对树脂不同性能的要求。     

氟硅改性聚氨酯弹性树脂在舰载机雷达罩上的应用研究

为满足舰载机雷达罩对聚氨酯弹性涂层体系的耐性及介电性能的要求,通过在树脂合成中加入羟基全氟聚醚引入 C—F键,在固化剂的合成中加入羟基硅油引入 Si—O键,制备了氟硅改性聚氨酯体系。测试了氟、硅改性对聚氨酯弹性涂层性能的影响,并采用傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）、差示扫描量热仪（ DSC）、热重分析仪（ TGA）对涂层体系的结构与性能进行了分析与表征。结果表明：该体系涂层电性能、各项耐性以及涂层的稳定性超过了未改性的涂层体系,达到了舰载机雷达罩外表面保护涂层的技术要求。红外及热性能表征进一步说明了氟硅改性聚氨酯体系的建立以及该体系对于涂层有效防护的意义。     

基于硅改性树脂的自清洁粉末涂料的研究与开发

主要讨论了一种具有疏油拒水、自清洁、抗涂鸦功能的粉末涂料的研究与开发。该种新型功能涂料基于一种硅改性丙烯酸树脂,具有憎油、憎水、憎灰尘和自洁性强的性能,它的涂膜对水的接触角度为85~105°,表面光滑,粘附性小,极易清洗,不易被污染。具有自我润滑性能与低摩擦性能,也具有一定的耐擦洗等性能,但是价格比较昂贵。通过控制硅改性丙烯酸树脂的添加量和采用干混工艺等加工方式,可以在降低硅改性丙烯酸树脂用量的同时达到一个比较优良的自清洁效果,大大降低了成本。     

环氧改性丙烯酸自清洁防腐涂料制备与应用研究

采用E10环氧改性丙烯酸树脂为基料、N75聚氨酯为固化剂,HT助剂高光疏水物、偶联剂改性滑石粉为疏水功能性填料,偶联剂改性无定型SiO2为粗糙度调节剂,锐钛型纳米TiO2为光催化剂,制备了具有良好耐酸、耐碱的自清洁防腐涂料。涂层表面接触角可达109°,具有优良的疏水特性;涂层的污染率可降低至2%以下;现场的工业试验样品抗污性能良好。     

丙烯酸酯/氟树脂基聚氨酯防腐涂料研制

以羟基丙烯酸酯、氟树脂和三羟甲基丙烷为基体树脂,己二异氰酸酯作为固化剂制备沿海电力设备用聚氨酯防腐涂料。通过改变三羟甲基丙烷含量研究聚氨酯涂料硬度、柔韧性、附着力等影响。结果表明,三羟甲基丙烷的加入使得聚氨酯体系形成交联网状结构,该结构大大提高聚氨酯涂料柔韧性,其值从32 mm降低至2 mm。同时涂层铅笔硬度从4H降低至1H,涂层的附着力达到0级。随着三羟甲基丙烷含量的增加,聚氨酯涂层的吸水率从2.93%下降至1.4%。改性聚氨酯涂层均具有良好的耐盐雾性和抗紫外老化性能。试验结果证实,当三羟甲基丙烷质量分数为6%时,所制备的聚氨酯涂料具有较佳的柔韧性、耐水性和抗老化性能。     

水性聚四氟乙烯改性自润滑涂料的制备与应用

以水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂和氨基树脂为改性树脂,与水性聚四氟乙烯(PTFE)乳液复配,制备水性PTFE改性自润滑涂料,研究添加组分对涂料及其涂层性能和涂装工艺的影响。结果表明,水性PTFE改性自润滑涂料通过滚喷工艺喷涂在O形橡胶密封圈表面,经过热固化后形成的涂层表面附着性良好,摩擦因数小,具有良好的自润滑性。     

一种机车车辆用聚硅氧烷改性聚酯涂料研究

以有机硅改性的聚酯树脂为主要成膜物质,超支化的聚酯树脂和有机硅改性的羟基丙烯酸树脂为辅助成膜物质,对涂层进行附着力、硬度、抗石击、耐人工加速老化和耐沾污等性能测试,结果表明:与机车用丙烯酸聚氨酯涂料相比具有良好的外观、耐候性和耐沾污性能,此外该涂料还具有较高的施工固含,施工VOC含量低,具有绿色环保的施工性能,在不需要高温烘烤的条件下能进行常温固化,方便施工。     

建筑铝型材用氟碳粉末涂料的制备与性能研究

为了开发出适用性好、性价比高的建筑铝型材用FEVE(氟烯烃-乙烯基醚共聚物)型氟碳粉末涂料,重点分析了不同厂家的氟树脂、不同种类异氰酸酯及颜填料的含量对FEVE型氟碳涂层性能的影响。对比了不同类型耐候性粉末涂料的耐老化性,认为丙烯酸树脂和超耐候羟基树脂比较适合改性氟树脂;进一步对比了这2类树脂改性氟树脂后涂层的性能。结果表明:选用丙烯酸树脂改性氟树脂与自封闭异氰酸酯BF-1540制备FEVE氟碳粉末涂料,颜填料用量为22.5%时所得涂层性能优异,性价比高。     

羟基丙烯酸树脂改性水溶性醇酸树脂研究

将豆油和三羟甲基丙烷醇解得到甘油酸酯,再加入高固含量羟基丙烯酸树脂,与苯酐、偏苯三酸酐酯化反应制备得到改性水溶性醇酸树脂。采用红外光谱和凝胶色谱对产物结构进行了表征,通过涂料的干燥时间、硬度、耐水性及耐老化性等测试研究了羟基丙烯酸树脂的用量对涂料性能的影响。结果表明:羟基丙烯酸树脂的用量为醇酸树脂质量的50%～60%时涂层性能最佳。与未改性的醇酸涂料相比,改性后的醇酸树脂涂料20 min即可实现表干,涂料的耐水性和耐盐水老化性均得到明显改善。     

含氟硅烷改性制备耐磨聚氨酯树脂及其性能研究

通过含氟硅烷改性制备耐磨聚氨酯树脂,引入氟元素,在保持聚氨酯耐磨性的基础上,可以很大程度上提高树脂的耐紫外老化性能和抗沾污性能。研究了氟含量对涂层耐磨性、耐紫外线性能以及抗沾污性能的影响,结果表明：当氟含量在总树脂体系中达到15%时,树脂涂层兼具良好的耐磨、耐紫外老化以及抗沾污性能,树脂的整体性能最优。     

一种含氟丙烯酸聚氨酯防雾涂层的制备

使用凝胶渗透色谱测定了合成的羟基丙烯酸树脂的相对分子质量,发现相对分子质量的分散指数较小(1.82)。羟基丙烯酸树脂先与过量的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应,再加入氟表面活性剂(FSO-100),与剩余的IPDI反应,制得的含氟丙烯酸聚氨酯涂层。经TH210邵氏硬度机和OCA20接触角测试仪测定,结果表明:随着FSO-100用量的增加,涂层的平均邵氏硬度缓慢地减小,但平均接触角却是增加的。涂层防雾性能测试显示,涂层上水珠变得越来越大。这与理论分析相一致。     

TiO2-TDI粒子改性聚氨酯胶粘剂的市场性价比研究

采用TiO₂粒子和二氧化钛-甲苯二异氰酸酯(TiO₂-TDI)粒子对聚氨酯胶粘剂进行了改性处理,研究了不同添加量的改性粒子对聚氨酯胶粘剂硬度、羟基指数、拉伸剪切强度和表面形貌的影响。结果表明,改性聚氨酯胶粘剂的邵氏硬度随着二氧化钛粒子添加量的增加而逐渐增大,而老化1 000 h后,改性聚氨酯胶粘剂的邵氏硬度会随着TiO₂粒子添加量的增加而逐渐减小。随着老化时间从0增加至1 000 h,聚氨酯胶粘剂和改性聚氨酯胶粘剂的羟基指数(CI)都会随着老化时间的延长而逐渐增大,且相同老化时间下,PU+0.4%TiO₂-TDI的CI指数更小、拉伸剪切强度最大,其次为0.4%TiO₂改性聚氨酯胶粘剂。     

疏水型丙烯酸树脂纳米复合涂料的制备与表征

本文通过对丙烯酸树脂的改性以及St?ber法制备纳米级二氧化钛—二氧化硅复合微球,以溶液聚合法和物理共混法得到了一种改性的自清洁涂层。该涂层以甲基丙烯酸三氟乙酯为低表面能单体,以丙烯酸丁酯(BA)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)分别为软硬单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,对丙烯酸树酯进行改性;再将所得纳米级二氧化钛—二氧化硅复合微球与改性树脂溶液进行混合,从而实现了自清洁功能;红外光谱测试表明,该方法成功对丙烯酸树脂进行了氟改性,扫描电子显微镜显示复合微球表面形貌,颗粒均匀,粒径为160~200 nm。     

低氟含量低表面能自清洁氟碳涂料的研究

以氟单体和丙烯酸酯类单体通过聚合物的分子结构设计，合成了一类总氟含量不超过12％的低氟含量的含氟丙烯酸树脂，所制备的氟碳涂料的涂层的表面能低，具有自清洁功能。分析了该涂层中极性与非极性官能团的分子取向机理，测定了纯水水珠在不同含氟单体均聚物和共聚物清漆漆膜上以及在含氟丙烯酸树脂涂层上的接触角，探明了含氟丙烯酸树脂涂层的总氟含量与表面能的关系、含氟官能团在涂层中的分布，探讨了低氟含量的含氟丙烯酸树脂涂料的涂层自清洁机理。     

紫外光固化改性水性聚氨酯树脂的合成与性能研究

以聚乙二醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、丙烯酸-2-羟基乙酯为原料合成了一组紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯树脂(PUA),考察了不同条件对合成反应的影响,研究改性聚氨酯涂层的光固化性能。结果表明:合成的改性聚氨酯树脂可作为水性紫外光固化涂料,光引发剂用量为3%、活性稀释剂TMPTA30%时光固化效果好。     

生物质改性阴极聚氨酯电泳漆的制备、结构与性能

采用逐步聚合的方法在聚氨酯制备中引入漆酚结构,合成出生物质改性的端羟基型阳离子水性聚氨酯,将其与助剂混合制备出阴极电泳漆。采用热失重分析(TG)、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射(XRD)等测试方法,研究了漆酚改性聚氨酯树脂的合成、结构与性能。结果表明,漆酚对聚氨酯主链结构的改性促进了聚氨酯树脂的微相分离,增加了硬段区硬段的有序度;随着漆酚用量的增加,聚氨酯漆膜性能如光泽度、耐酸性和耐丙酮擦拭次数均呈现先增大后减少的规律;当漆酚与1,4-丁二醇物质的量比为1∶14时,漆膜的光泽度、硬度和耐酸性等性能达到最佳,其光泽度为130,铅笔硬度为5H,耐酸性为43h,耐丙酮擦拭次数为748次,而且漆酚对聚氨酯树脂的改性改善了漆膜的热稳定性。     

飞机橡胶软油箱用石墨烯改性防护涂料的研制

以聚氨酯弹性树脂为成膜物,制备飞机橡胶软油箱用石墨烯改性防护涂料,研究聚氨酯合成的影响因素以及石墨烯质量分数对涂层性能的影响。结果表明:合成聚氨酯的优化条件为端羟基聚酯的羟基含量[每摩尔端羟基聚酯中羟基质量(g)]为800,异氰酸酯基/羟基物质的量比为1.8/1;石墨烯在涂层中没有发生堆叠和团聚等现象,分散效果好;随着石墨烯质量分数的增大,涂层的拉断伸长率呈略微减小趋势,拉伸强度、耐疲劳性能、耐介质性能、耐老化性能提高,当石墨烯质量分数达到0.007 5时,涂层的综合性能良好,涂料完全满足国家标准要求。