空调铝箔用高耐水性含氟丙烯酸疏水涂料的研制

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)以及丙烯酸十八酯(SA)为原料,甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)为羟基功能单体,含氟丙烯酸酯单体为有机氟改性剂,通过溶液自由基聚合反应制备了含氟丙烯酸树脂溶液,再与固化剂配合使用制得高耐水性疏水涂膜。研究了不同含氟丙烯酸酯单体对涂膜的水接触角和水溶率的影响,讨论了甲基丙烯酸全氟烷基乙酯(PFMA)与HEMA不同用量对涂膜的疏水性和耐水性的影响,获得了最佳反应配方:MMA 57%,BA 12%,SA 4%,PFMA 20%,HEMA 7%。对优化配方下制备的涂膜进行了红外光谱分析,与市售涂料相比,测试了涂膜的综合性能。结果表明,最佳反应配方制备的涂膜的水接触角为132.7°、水溶率为4.1%,综合性能与美国Ultratech公司生产的空调铝箔用超疏水涂料Ultra AC系列透明清漆相当。该涂料满足空调铝箔表面处理要求。     

含氟核壳苯丙乳液的合成与涂膜性能研究

以全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯(FMA)为含氟单体、可聚合型烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵(DNS-86)为乳化剂,采用半连续法制备了具有核壳结构的含氟苯丙乳液。采用FT-IR、TEM、TGA分别对共聚物的组成、乳胶粒形态与涂膜热稳定性进行了表征,并对涂膜接触角及耐化学性进行了分析。结果表明,当FMA用量为8.0%时,所得乳液涂膜的水/油接触角分别为111.5°与67.9°,涂膜的耐化学和热稳定性优良。     

含氟核壳苯丙乳液的合成与涂膜性能研究

以全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯(FMA)为含氟单体、可聚合型烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵(DNS-86)为乳化剂,采用半连续法制备了具有核壳结构的含氟苯丙乳液.采用FT-IR、TEM、TGA分别对共聚物的组成、乳胶粒形态与涂膜热稳定性进行了表征,并对涂膜接触角及耐化学性进行了分析.结果表明,当FMA用量为8.0%时,所得乳液涂膜的水/油接触角分别为111.5°与67.9°,涂膜的耐化学和热稳定性优良.     

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。     

含氟聚氨酯树脂的制备及性能研究

制备了具有优异拒水、拒油和易去污功能的含氟聚氨酯树脂。方法:通过自制的含氟烷基侧链的含氟二元醇扩链剂(PFDOL)、聚四氢呋喃(PTMEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MD I)等原料,采用两步法制备了含氟聚氨酯树脂。结果:采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征了产物的结构。经产物处理后的棉布和皮革对水的静态接触角可以分别达到145°和128°。处理后皮革的拒水性可达10级,拒油性可达8级。同时研究了PFDOL和DMPA含量对产品拒水、拒油和易去污性能的影响,发现DMPA含量为9.73%时,样品仍具有优异的拒水、拒油性能,为制备阴离子型水性含氟聚氨酯提供了基础;DMPA含量为7.2%,F含量为19.2%时,样品具有较好的易去污性能。制备的含氟聚氨酯树脂可应用于纺织品的拒水、柜油整理和易去污整理,具备工业化生产的可能。     

海洋化工研究院研制成功憎水防冰涂料

近日,海洋化工研究院合成了一种含氟硅的超低表面能丙烯酸树脂,利用该树脂制备的清漆涂层表面水接触角可达120°以上,具有优异的憎水效果;将该树脂配制成色漆,喷涂制得的涂层表面具有超疏水效果,水接触角达到150°以上,滚动角小于10°。当水滴接触到该涂料表面时,会因为涂层的憎水作用而滑落,使涂层表面不存留水分,起到防冰作用。该技术突破了以往超疏水涂层施工工艺复杂、强度差等缺陷,采用普通的高压空气喷涂,真正满足了大面积施工的要求,涂层机械性能优良。     

低氟含量水性自清洁氟碳涂料的研究

通过分子结构设计,合成了一类基料中氟含量6%的水性含氟丙烯酸树脂涂料,测定了纯水在涂膜上的接触角,探讨低氟含量的含氟丙烯酸树脂的自清洁机理,研究了低氟含量时其涂层的纯水接触角、常规物理性能、耐人工老化性,以及分析了老化时间与接触角的关系,通过红外光谱对老化前后聚合物的结构进行表征。结果表明,低氟含量下水性含氟丙烯酸树脂涂料仍具有优异的物理性能,但是老化后接触角出现明显下降,疏水性被破坏,涂层的耐久性能需要进一步提高。     

UV固化水性环氧衣康酸树脂氟改性研究

以环氧树脂(E-51)、衣康酸(IA)、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)为主要原料,合成了一系列有机氟改性UV固化水性环氧衣康酸树脂。研究了反应温度对合成树脂的影响,考察了HFMA用量对涂膜耐水性、水接触角和力学性能的影响,并利用红外光谱和热重分析对改性树脂进行了表征。结果表明:当反应温度为105℃,含氟单体与环氧树脂质量比为1∶4时,制得的树脂及其涂膜的综合性能优良,涂膜的吸水率由改性前的9.14%下降到改性后的4.01%,水接触角由改性前的63.26°增加到改性后的90.05°,耐水性、疏水性和热稳定性明显提高。     

高固体分低VOCs氟碳涂料的制备研究

采用高氟含量氟碳树脂,用于制备常温固化高固体分低VOCs氟碳涂料。通过制备不同氟含量高固体分低VOCs氟碳涂料的耐人工老化性、配套性、耐化学品性及物理性能等的检测,研究表明：（1）氟碳树脂中C—F键的螺旋包裹作用能有效提高涂膜的屏蔽和保护作用,氟含量的提高能有效增加涂膜的涂料耐化学品性及耐人工老化性;（2）氟碳树脂的低极性使制备涂膜表面张力低,提高氟含量可以提高涂膜与水的接触角,进而提升涂膜的耐沾污性;（3）由于氟碳树脂低极性较低,不同氟含量树脂制备氟碳涂料调整黏度时使用溶剂量不同,高氟含量树脂溶剂的加入量大,造成涂料体积固体分减低,VOCs增加;（4）氟碳涂料制备涂膜,随时间增长涂膜交联密度提升,拉伸率降低。     

含氟聚合物及其涂料

氟聚合物粉末组合物的制备及其涂覆的物件；弱溶剂氟树脂涂料组合物及其在低温下形成高光泽涂膜的方法；具有改进的热传递性和耐磨性的氟聚合物防粘涂膜；含氟聚物的水性防粘涂料；氟碳涂料的抗粘性研究；国外氟涂料的进展；[编者按]     

可交联型含氟嵌段共聚物的ATRP法制备及其在疏水涂膜中的应用

研究采用ATRP法制备了可交联型含氟嵌段共聚物P(MMA-HEMA-BMA)-b-PFMA,并考察了选择性溶剂的种类和成膜温度对聚合物胶束形态、涂膜表面微观结构形貌、涂膜疏水性和综合性能的影响。研究结果表明:在THF、DMF、F113、TFPE中含氟嵌段共聚物均能形成核壳结构胶束,胶束溶液成膜后涂膜表面具有一定微观粗糙结构。当以TFPE为溶剂,成膜温度为80℃时,含氟官能团能迁移到含氟嵌段共聚物的表面,涂膜表面的静态水接触角最大为135.2°,涂膜附着力为1级,硬度为HB,表现出优良的综合性能。     

含氟自交联型醋酸乙烯酯聚合物乳液的制备及表面性能

通过无皂乳液聚合法合成了一种含氟自交联醋酸乙烯酯聚合物,用表面电子能谱仪(ESCA)检测了树脂成膜后的含氟成分的分布情况,测量了涂膜与水、乙二醇的接触角,并应用该聚合物制作了一种氟碳涂料,检测了涂膜的耐冲击性、附着力、柔韧性、硬度、光泽度等常规性能和耐蚀、耐候性能。研究发现,含氟自交联醋酸乙烯酯聚合物成膜时产生了较大取向作用,含氟基团向空气/聚合物界面伸展,对聚合物内部分子形成了很好的保护作用,使涂膜具有较高的防腐性能及优异的耐候、耐蚀性能。相对于纯醋酸乙烯酯聚合物,当氟含量为5.73%时,涂膜光泽度达98.2%,硬度2H,附着力1级,柔韧性1级,耐冲击性50 cm,表面能由0.3751 mN·cm^-1降低到0.1652 mN·cm^-1;经人工气候老化1600 h,涂膜的光泽保留率大于93%;经化学介质浸蚀360 h后,涂膜外观无变化。     

亲水疏油型含氟环氧树脂的制备和表征

以含氟表面活性剂(FSN)、聚乙二醇(PEG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和环氧树脂(EP)制备亲水疏油型的含氟环氧树脂。利用X射线光电子能谱仪(XPS)、接触角测定仪(CA)和原子力显微镜(AFM)表征了薄膜的表面物理化学性质。所制备的材料表面是一种对水和油具有特殊响应的智能表面,通过表面链段重构表现出亲水性和疏油性。其在FSN含量为6%时达到最佳效果,此时水的接触角为17°,十六烷的接触角为82°。     

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。     

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°。     

含氟三羟甲基三聚氰胺树脂的制备与性能

以十三氟辛醇、异佛尔酮二异氰酸酯、六羟甲基三聚氰胺为原料合成了含氟三羟甲基三聚氰胺树脂。通过核磁共振和红外光谱表征了产物结构以及反应程度。将含氟三羟甲基三聚氰胺树脂与三聚氰胺甲醛树脂以不同比例进行固化成膜,测定了不同氟含量的涂膜的接触角、固化交联率、吸水率、硬度、附着力和耐水性。结果表明:氟含量为12%时,反应转化率可达91%;涂层的综合性能较好,水接触角达106°。     

含氟嵌段丙烯酸酯聚合物/环氧树脂自分层涂料的制备与性能

利用引发剂连续再生催化剂原子转移自由基聚合(ICAR-ATRP)合成了一系列结构可控的含有含氟丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的两嵌段丙烯酸酯聚合物,即聚(甲基丙烯酸丁酯-co-甲基丙烯酸缩水甘油酯)-b-聚甲基丙烯酸十二氟庚酯[P(BMA-co-GMA)-b-PDFHMA,BGF]。将嵌段聚合物与环氧树脂混合制备自分层涂料。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜-能谱分析仪(SEM-EDS)测试表明,当两嵌段聚合物中P(BMA)-co-GMA与PDFHMA的相对分子质量分别为5 300和2 300、GMA结构单元相对分子质量占总相对分子质量的20%,且BGF用量为10%时,漆膜固化过程中含氟嵌段聚合物可以部分迁移到漆膜表面,共混漆膜氟元素自迁移效果较好,表层氟含量达到20%以上,且增加含氟树脂中GMA含量时漆膜氟元素迁移效果下降;耐紫外老化性测试结果表明,含氟树脂的加入使得漆膜的光泽保持率更好,耐黄变性变化不大;水接触角和耐盐雾性测试结果表明,相对纯环氧树脂,加入10%含氟嵌段聚合物使漆膜的水接触角均提高到了100°以上,自分层漆膜的耐盐雾性都有一定提高,可以有效防止漆膜的起泡。嵌段聚合物的加入量低于4%时,对漆膜的基本力学性能没有影响,但光泽有一定下降。     

辅助材料

UV固化涂料用含氟超支化聚酯丙烯酸酯添加剂 以含氟异氰酸酯改性超支化聚酯Boltorn H20制备含氟超支化聚酯丙烯酸酯（FHPA）,并用1H-NMR谱和FTIR光谱分析其特点。以测量接触角的方法测试了FHPA作为添加剂的UV固化涂膜的水油湿润性。     

UV固化含氟低聚物的制备及性能研究

首先由甲基丙烯酸十二氟庚酯（ DFHMA）与乙醇胺通过 Michael加成反应得到含氟醇;其次以含氟醇、马来酸酐和甲基丙烯酸缩水甘油酯（ GMA）合成活性含氟中间体;最后将之与异佛尔酮二异氰酸酯（ IPDI）、季戊四醇三丙烯酸酯（ PETA）反应得到可紫外光（ UV）固化的含氟低聚物。采用红外光谱、核磁共振对产物结构进行表征。以所得低聚物制备 UV固化涂膜,通过测试涂膜接触角、热稳定性、硬度等研究不同含氟醇添加量对涂膜性能的影响。结果表明：当含氟醇质量分数从 0增加到 10%时,涂膜水接触角从 56. 3°上升到 98. 2°,表面自由能由 52. 62 mN/m降至 22. 96 mN/m,且涂膜热稳定性提高,硬度提高。     

含氟硅环氧树脂的固化及其性能

采用自制的含氟硅环氧树脂制备低表面能防污涂层,研究了低分子聚酰胺和四乙烯五胺分别作为固化剂时含氟硅环氧树脂体系的固化反应动力学和吸水率、附着力、硬度等涂膜性能.结果表明:与四乙烯五胺相比,低分子聚酰胺作为固化剂时具有较高的反应活性和更为优越的综合性能;当树脂体系中含氟硅环氧树脂的质量分数为15%时,涂膜对水的接触角达到108°,且吸水率、附着力和涂膜硬度的综合性能最佳,该树脂在低表面能防污涂料中具有较好的应用前景.