耐摩擦型全氟聚醚硅氧烷的制备与性能

以K型全氟聚醚醇、K型三羟基全氟聚醚、双端Z型全氟聚醚醇、烯丙基氯和三甲氧基硅烷为原料,氯铂酸为催化剂,通过硅氢加成制备了三类全氟聚醚硅氧烷。用FTIR、~1HNMR对K型全氟聚醚硅氧烷的结构进行了表征,并利用接触角和耐摩擦实验对全氟聚醚硅氧烷的耐摩擦性能进行了测试,考察了全氟硅氧烷链结构、含量、相对分子质量和硅氧烷水解促进剂对涂层耐摩擦性能的影响。结果表明:质量分数为0.1%的三类全氟聚醚硅氧烷涂层对水和正十六烷的接触角均分别高于113.1°和65.2°,具有良好的疏水疏油性能。双端Z型全氟聚醚硅氧烷(Mn=2 500)的耐摩擦性能最好,在负载质量为1 035 g时,经钢丝绒循环摩擦2 500次后,水接触角仍可保持100°以上。在K型全氟聚醚三硅氧烷(Mn=2 800)喷涂液中,添加质量浓度为0.5 mg/L的乙酸和质量分数为0.5%的异丙醇混合硅氧烷水解促进剂,可将涂层的耐摩擦性能从1 000次提升到1 100次。     

单端Z型全氟聚醚硅氧烷的制备与性能

以全氟己烷碘、双端Z型全氟聚醚烯丙基醚与三甲氧基氢硅烷为原料,制备了单端Z型全氟聚醚硅氧烷。采用FT-IR、~1H NMR表征了产物结构,考察了制备条件对涂层性能的影响。结果表明:质量分数0.1%的单端Z型全氟聚醚硅氧烷所制涂层对水、正十六烷的接触角分别为114.6°、65.5°,在1 035 g负载下经钢丝绒循环磨擦1 000次后对水接触角仍大于100°,具有良好的疏水疏油性、耐摩擦性和增透性。     

多硅氧烷改性全氟聚醚涂覆剂的制备与性能

以全氟聚醚羧酸、季戊四醇三丙烯酸酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷为功能单体,制备了季戊四醇三丙烯酸酯硅烷改性全氟聚醚(PFPE-PETA-Si)涂覆剂。采用红外光谱表征了产物结构,并考察了制备条件对涂层性能的影响。结果表明:固体质量分数为0.10%的PFPE-PETA-Si涂覆剂所制涂层对水和甘油初始接触角分别为118°和110°,在1 035 g负载下,经钢丝绒循环磨擦100次后其接触角为100°和95°,具有良好的疏水疏油性、稳定性、透光性和耐盐性。     

全氟聚醚改性UV固化丙烯酸酯涂料的合成与性能研究

以全氟聚醚醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料合成了含氟聚氨酯丙烯酸酯(FUA),以全氟聚醚醇和丙烯酰氯为原料合成了含氟丙烯酸酯(FM),通过红外手段表征了产物结构。将FUA与FM分别加入聚氨酯丙烯酸酯(PUA)体系和环氧丙烯酸酯(EA)体系,再配以活性稀释剂与光固化剂,制备了一系列UV固化涂料。研究了UV固化膜的凝胶含量、耐化学品性、硬度、水接触角、附着力。研究表明:通过全氟聚醚醇改性的丙烯酸酯类涂膜(FUA-PUA、FUA-EA和FM-PUA体系)具有良好的表面性能、耐化学品性,且加入了FUA的PUA涂层表面水接触角可以由98°提高到113°,体现了很好的疏水性能。     

全氟聚醚硅氧烷与SiO_2复合制备耐久性超疏水涂层

采用硅烷偶联剂KH550改性全氟聚醚制备了全氟聚醚硅氧烷,用溶胶凝胶法制备了粒径为200 nm的SiO_2溶胶,然后用KH550对SiO_2溶胶进行表面修饰,采用浸渍法在玻璃表面制备SiO_2涂层,用全氟聚醚硅氧烷进行表面修饰,制备了超疏水涂层,探究了SiO_2用量、硅烷偶联剂用量、修饰物质,以及放置时间对超疏水涂层的影响。结果表明:当SiO_2的质量分数为60%,硅烷偶联剂的质量分数为0.1%时,用全氟聚醚硅氧烷修饰后,水滴在玻璃表面的平均接触角为151.1°,且放置30天后仍具有超疏水效果。     

Y型全氟聚醚UV固化涂料的制备及其性能

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚碳酸酯二醇、甲基丙烯酸羟乙酯以及Y型全氟聚醚单端醇、Y型全氟聚醚单端二醇为原料合成了2种含氟聚氨酯丙烯酸酯。将其作为低聚物添加到紫外光(UV)固化涂料体系中,以全氟己基乙基丙烯酸酯(PFHEA)为添加剂。分别对UV固化膜的接触角、吸水率、耐摩擦性能、形貌及表面组成等进行了研究。结果表明:以Y型全氟聚醚单端二醇为原料合成的低聚物添加量为2.4%(w),w(PFHEA)为8%时,UV固化膜具有良好的表面性能,水和正十六烷的接触角分别为120.3°,82.8°,负载为500 g,以无纺布为摩擦媒介时,摩擦1 000次后接触角仍达到116.6°,78.0°。     

含全氟聚醚聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯（ IPDI）、全氟聚醚醇（ Fluorolink E10H）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）以及聚乙二醇（ PEG）、聚四氢呋喃二醇（PTMG）、聚碳酸酯二醇（ PCDL）为原料合成 3种含氟聚氨酯丙烯酸酯（ FUA）,并作为低聚物添加到 UV固化涂料体系中。分别对 UV固化涂层的接触角、吸水率、耐摩擦性、形貌及表面组成等性能进行了研究。结果表明：以 PCDL为原料、低聚物用量为 2. 4%时具有良好的表面性能,水和正十六烷的接触角分别达到 114. 7°和 69. 7°,负载为 500 g、以无纺布为摩擦媒介摩擦 1 000次后水接触角为 107. 8°,涂层具有良好的耐摩擦性能。     

含环氧基的氟涂覆剂的制备与应用北大核心

以不同数均分子量(M_n)的含氟单体和环氧氯丙烷为功能单体合成了3种含环氧基的氟涂覆剂,分别将其喷涂在事先用γ-氨丙基三乙氧基硅烷处理过的钢板上,研究了3种涂覆剂对钢板涂层性能的影响,测试了涂层的水和正十六烷初始接触角、耐摩擦性能和耐盐性能。结果表明:用M_n为4 000的全氟聚醚醇制备的氟涂覆剂涂层对水和正十六烷初始接触角分别为115.4°,69.8°,负载725 g时,经过钢丝绒循环摩擦1 000次后其接触角仍分别为106.5°,64.3°,具有良好的疏水、疏油性能,耐摩擦性能和耐盐性能,对钢材有良好的保护作用。     

含环氧基的氟涂覆剂的制备与应用

以不同数均分子量(M_n)的含氟单体和环氧氯丙烷为功能单体合成了3种含环氧基的氟涂覆剂,分别将其喷涂在事先用γ-氨丙基三乙氧基硅烷处理过的钢板上,研究了3种涂覆剂对钢板涂层性能的影响,测试了涂层的水和正十六烷初始接触角、耐摩擦性能和耐盐性能。结果表明:用M_n为4 000的全氟聚醚醇制备的氟涂覆剂涂层对水和正十六烷初始接触角分别为115.4°,69.8°,负载725 g时,经过钢丝绒循环摩擦1 000次后其接触角仍分别为106.5°,64.3°,具有良好的疏水、疏油性能,耐摩擦性能和耐盐性能,对钢材有良好的保护作用。     

含环氧基氟树脂防腐涂层的制备及性能

用全氟己烷乙基丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚得到含环氧基的氟树脂,同时以全氟聚醚醇和二乙胺、聚醚胺为原料,分别制备了两种胺类固化剂。利用FTIR表征了氟树脂及固化剂的结构。将质量分数为1%(以涂覆剂整体质量计)的氟树脂涂覆在铜板表面并固化成膜,用水接触角、中性盐雾测试、EIS、极化曲线等方法研究了涂层对铜板的防腐蚀性能。结果表明,铜板表面氟树脂F-X的接触角均在120°以上,F-6(PFHEAc与GMA质量比为6∶4)与F-5(PFHEAc与GMA质量比为5∶5)系列的涂层耐盐雾腐蚀时间可达24 h以上,是市售电子涂布液EGC-1702的2倍,F-5系列氟树脂涂层阻抗模值可达到639.08?,而涂层EGC-1702阻抗模值只有317.42Ω。F-6系列氟树脂腐蚀前后的腐蚀电流密度仅从1.201×10–4 A增大为2.649×10–4 A,经EIS和极化曲线分析表明合成的氟树脂耐腐蚀性优异。热重分析表明,涂层的热分解温度高于330℃,热稳定性良好。     

环氧基-含氟丙烯酸酯共聚物的制备与其在钢板上的应用

用十三氟辛醇、丙烯酸、烯丙基缩水甘油醚(AGE)为功能单体合成了环氧基-含氟丙烯酸酯共聚物涂覆剂。将上述共聚物涂覆剂和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(Z-6040)复配喷涂在处理过的钢板上制备涂层。研究了共聚物和复配剂的用量对钢板涂层疏水疏油及耐盐水性的影响。结果表明,质量分数为5%的共聚物涂覆于钢板上,其涂层的水和正十六烷初始接触角分别为113.6°和66.9°;将共聚物(5%)-Z-6040(3%)复配涂覆于钢板上,其涂层在摩擦200次后的水和正十六烷接触角分别为108°和60.1°,说明涂层具有良好的疏水疏油性、耐磨擦性;盐水浸泡试验表明,涂层具有良好的耐盐水腐蚀性,对钢材有良好的保护作用。     

粉煤灰超疏水不锈钢网的制备及油水分离

采用树脂粘接法,将硬脂酸修饰后的粉煤灰用环氧树脂粘接在不锈钢网骨架表面,制备了超疏水不锈钢网,并对其进行了TEM、SEM、FTIR和接触角等表征。结果显示,在高倍显微镜下改性后的超疏水不锈钢网表面呈一定粗糙度的微纳米分级结构,静态水接触角高达153°。此外,该超疏水不锈钢网具有良好的机械稳定性和超疏水耐久性,其表面经机械磨损100次后水静态接触角仍高达141°。该材料用于多种油/有机溶剂与水混合液的分离中,分离效率均高于94%。     

一种高机械耐久性油水分离网的制备及性能

为提高超疏油/超亲水涂层的机械耐久性，首次提出以碳纳米管、正硅酸乙酯和丙烯酸树脂为原料，加入全氟辛酸和壳聚糖季铵盐进行改性，喷涂制备出一种具有高机械耐久性的油水分离网。利用接触角测试、砂纸磨损实验和油水分离实验，评价分离网的润湿性、机械耐久性和油水分离能力，并通过光学显微镜和扫描电子显微镜对涂层磨损前后的形貌变化进行分析。结果表明，当碳纳米管掺杂量为1.5%时，制备的涂层油接触角为155.5°,水接触角为0°,具有良好的超润湿性；经过160次砂纸磨损实验，仍保持超疏油/超亲水状态，表现出优异的机械耐久性；在油和水(碱性、酸性、中性、冷、热)的混合溶液中均有96%以上的分离效率和1.6×10⁴ L/(m²·h)以上的渗透通量，经过20次分离后分离效率为96.33%,具有良好的油水分离能力。     

织物上自清洁涂层的制备及性能

采用乳液聚合法合成了聚苯乙烯(PS)微球乳液,以此作为形成微纳米结构的基料,然后与作为低表面能材料的端羟基全氟聚醚(PFPE)以及作为交联剂的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体混合,制备了疏水疏油剂。以简单的浸涂方式用它来整理棉布,然后在80°C下预烘30 min再烘干,赋予了棉布优异的自清洁功能。考察了微球乳液用量、氟醚用量、烘干温度以及烘干时间对涂层性能的影响,得到最优的涂层制备条件为:PS微球乳液、PFPE、HDI三聚体的质量比2.00∶2.00∶1.86,烘干温度140°C,烘干时间60 min。棉布表面水、二碘甲烷和大豆油的接触角分别为145.7°、126.4°和124.2°,它们的滚动角依次为29.9°、29.7°和40.6°。经过洗涤或磨损,棉布表面的接触角不变。滴上98%H2SO4和60%KOH溶液后3 min内没有变化。     

硅溶胶对磷酸盐无机防腐涂层性能的影响

以改善磷酸盐防腐涂料的常温固化性能为目的,采用磷酸二氢铝溶液作为粘结剂,氧化镁、氢氧化铝和二氧化硅作为填料,通过添加不同掺量的硅溶胶,使磷酸盐涂料在常温下固化成膜。对常温固化磷酸盐涂层进行了附着力测试和微观结构表征,并通过电化学测试研究了涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,硅溶胶的加入使得涂层附着力增大,腐蚀电位正移,腐蚀电流密度降低,有效提高了涂层的耐蚀性能。其中,5.6%硅溶胶改性的磷酸盐涂层的腐蚀电流密度最低,腐蚀电位最正,极化电阻最大。经过720 h中性盐雾试验后,涂覆该涂层的Q235钢板基底表面依旧光亮且无腐蚀产物。     

草莓型微球基自补偿性超疏水涂层的制备及性能

通过KH-560改性光催化纳米Ti O2与3-KH-550改性微米Si O2的偶合反应制备草莓型微球,用氟硅烷改性微球表面,再将其与羟基氟硅油、甲基三丁酮肟基硅烷共混制得超疏水涂料,将其涂覆于基材表面室温固化制得超疏水涂层。利用扫描电镜和光学接触角测量仪对涂层形貌和润湿性进行了表征,并对涂层表面耐久性和自补偿性进行了测试。结果表明:当颜基比为4.5∶5.5时,涂层表面的水接触角可以达到165°,同时草莓型微球表面粗糙度可显著提高涂层的超疏水性;此外该涂层具有优异的耐油污性和耐酸碱性,更为重要的是,由于氟碳链段的自补偿性可以使受损涂层恢复超疏水性。     

新型环保氟醚防指纹涂层的构建及性能研究

以全氟聚醚(PFPE)、烷氧基改性含氟聚硅氧烷(FVT)为原料,通过脱醇反应合成了环保型氟醚树脂fv-PFPE,将fvPFPE和KH560-SiO_2混合得到环保型防指纹剂,并采用喷涂技术制备防指纹涂层。利用FT-IR、1HNMR、XPS对氟醚树脂结构及涂层表面组成进行表征,考察了催化剂质量分数对固化时间的影响。结果表明,当fv-PFPE质量分数为0.8%时,涂层的接触角达到最大值(132±2)°。     

新型氟硅材料在玻璃防护中的研究与应用

通过全氟烷基硅氧烷与烷氧基硅烷共聚合成共氟硅树脂,配制成氟硅涂料应用于玻璃表面防护领域。研究了不同原料、不同配比以及特殊共聚单体全氟聚醚硅氧烷对涂层性能的影响。     

定向防粘附润滑涂层制备及其性能

通过仿生猪笼草的润滑表面和稻叶表面的导向结构,制备了一种工艺简单、双疏、定向防粘附的润滑涂层。利用砂纸以相同方向在PP表面打磨得到导向性微结构。对此结构进行紫外/臭氧处理、化学沉积1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷、灌注全氟聚醚制备了润滑表面。分别用SEM、粗糙度测量仪和接触角测量仪,对涂层进行了表征和分析。结果表明,在PP表面定向打磨得到的"沟槽"微结构为存储润滑液提供了条件。当PP表面粗糙度Ra≈1.891μm时水接触角为135?,氟硅烷沉积后水接触角为141?。浸渍润滑液后得到的PP润滑涂层对水和十二烷接触角分别为105?、59?,定向水和十二烷的倾斜角分别为2?、4?;在蜂蜜和沐浴露中浸泡0.5 h后润滑涂层表面粘附量比未处理表面分别降低了89.4%、70%。     

氟硅防指纹透明涂层的构建及性能

以三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)、四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4vi)、六甲基二硅氧烷(MM)和三甲氧基氢硅烷(TMS)为原料,经开环聚合,硅氢加成反应制得了烷氧基改性含氟聚硅氧烷(FVT);FVT与正硅酸乙酯(TEOS)、全氟辛基三甲氧基硅烷(POTS)进行分步水解缩聚,得到了一种纳米改性氟硅树脂(FVT-SiO_2),并以FVT-SiO_2为成膜物质,制备了防指纹透明涂层。用FTIR、SEM、XPS对产物的结构、形貌及性能进行了测试与表征,讨论了分步水解反应条件对涂层接触角的影响。结果表明:待FVT与TEOS先反应2h,再加入POTS进行分步反应,可得到平均粒径约150 nm,分散均匀的球状FVT-SiO_2。且当w(FVT-SiO_2)=2%、浸涂层数为3层时,得到的涂层透明性良好、附着力强且疏水疏油性最佳,其水和油的接触角分别达到138.5°、109°。