PET膜用氟碳溶胶涂层性能研究简

以PET薄膜为基底,钭含氟硅氧烷与y-氨丙基三乙氧基硅烷形成的溶胶涂敷于其上并加热固化。经测试,此氟碳涂层／PET薄膜在可见光范围内,光透过率达到90％以上,表面疏水性优异,涂层力学性能优良。探讨了溶胶氟含量与涂层接触角的关系,研究表明：当含氟硅氧烷添加量为1％（体积分数）,涂层表面氟含量为0．7％（质量分数）时,接触角达到118°,之后再增加含氟硅氧烷添加量,涂层表面接触角基本保持不变。本研究为拓展PET膜应用提供了基础。     

聚倍半硅氧烷改性含氟防粘涂层的制备及性能

采用化学接枝法将聚倍半硅氧烷(POSS)引入含氟乙烯基硅油(F-VPS)中，使用含氢硅油(PMHS)作为交联剂，制得了一种POSS改性含氟防粘涂层(FPS-POSS)，考察了硅-氢键(Si–H)与硅-乙烯基团(Si–Vi)物质的量比、氟单体引入量、POSS种类、POSS添加量及涂布工艺对涂层硬度、附着力、剥离力、接触角和透光率的影响。结果表明，POSS的加入能有效提高防粘涂层的各项性能。当FPS-POSS中Si–H与Si–Vi物质的量比为1.1∶1.0，氟单体含量为10%(质量分数)，八乙烯基倍半硅氧烷(OVPOSS)添加量为3%(质量分数)，固化温度和时间分别为120℃和5min，涂覆次数为2次时，防粘涂层的综合性能最优，其铅笔硬度为3H，附着力为1级，水接触角为117.8°，剥离力为0.028 N/cm，透光率为88.6%。     

短氟碳链含氟硅烷偶联剂及其疏水涂层的构建

以三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)、二甲基氯硅烷、甲基二氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)为主要原料,通过阴离子开环聚合和硅氢加成反应合成了一系列短氟碳链含氟硅烷偶联剂。载玻片表面经纳米二氧化硅溶胶涂膜和硅烷偶联剂表面修饰得到疏水涂层。探究了不同硅烷偶联剂对于涂层疏水性、附着力、硬度、透过率等性能的影响。结果表明,同类型含氟硅烷偶联剂中氟含量越大,其修饰的涂层接触角越大;相似相对分子质量及氟含量情况下,直链型含氟硅烷偶联剂修饰的涂层疏水性优于支链型修饰的涂层。经含氟硅烷偶联剂修饰的疏水涂层中,接触角最大的是由聚合度为9的支链型含氟硅烷偶联剂(DF3)修饰的涂层,可达141.6°。疏水涂层的附着力均达1级,硬度均达H,可见光透过率高于82.9%,具有良好的自清洁性能。     

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°。     

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。     

纳米SiO2改性苯丙乳液的制备及其疏水性能

采用甲基丙烯酸十三氟辛酯,γ-氨丙基三乙氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷反应,制备了含氟单硅氧烷和含氟双硅氧烷;将其用于纳米SiO2改性,再与苯丙乳液共混,制备了纳米SiO2改性苯丙乳液。采用旋涂法制备了涂层,探究了含氟硅烷种类和SiO2用量对涂层的影响。结果表明:涂层具有微纳米结构,提高了粗糙度;含氟双硅氧烷较含氟单硅氧烷改性SiO2效果好,涂层表面水接触角可达148.4°。     

十二氟庚基丙基甲基二甲氧基硅烷含量对含氟有机硅/二氧化硅杂化涂层性能的影响

采用溶胶–凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)为SiO2前驱物,二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)和十二氟庚基丙基甲基二甲氧基硅烷(12FHPMDMS)为有机硅前驱物,制备得到含氟有机硅/SiO2溶胶,经热固化后得到了不同12FHPMDMS含量的含氟有机硅/SiO2杂化涂层。通过红外光谱表征了溶胶及固化后涂层的结构,采用热重分析仪(TGA)、接触角仪对涂层性能进行分析并测试了其附着力、硬度、冲击强度和耐盐雾腐蚀性(NSS)。结果表明:含氟有机硅/SiO2杂化涂层具有良好的机械性能;随着12FHPMDMS加入量增加,含氟有机硅/SiO2杂化涂层的耐热性提高,接触角先增大后减小。当n(TEOS)∶n(DMDES)∶n(12FHPMDMS)=10∶8∶4时,疏水性最好,接触角达到110.0°且涂层综合性能最佳。     

透明疏水耐磨涂层的制备与应用

以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)为改性剂,正硅酸乙酯(TEOS)为水解前躯体,采用溶胶-凝胶法制得乙烯基改性纳米硅溶胶(VS),将VS与含氟氢硅油(FPHMS)和全氟辛基乙烯(vi-F17)进行硅氢化加成反应,制得纳米杂化氟硅疏水树脂(FSi-1),进一步在玻璃表面涂覆FSi-1产生疏水透明涂层。通过FTIR、TEM、TGA、AFM和静态接触角测量仪(WCA)等对产物的组成、结构及性能进行了测试,考察了VS的添加量对FSi-1稳定性和FSi-1含量对涂层性能的影响。结果表明:VS呈规则球形状,分散均一,且w(VS)=10%时,FSi-1体系稳定。当w(FSi-1)=0.5%时,涂层透光性基本不受影响,涂层硬度为5H,静态接触角可达120.5°,粗糙度(Ra)为0.032μm,且耐摩擦次数达到1 000次时,静态接触角为91.8°,仍具疏水效果,而未添加VS的树脂涂层,当摩擦次数达到600次后,玻璃表面已不具备疏水效果,静态接触角只有80.4°。     

含氟超支化聚合物的UV耐指纹涂层研究

研究了含氟超支化聚合物光固化涂层的抗指纹效果及其影响因素。在光固化涂料中添加含氟超支化聚合物,大大提高了涂层表面的抗指纹效果。同时研究了含氟超支化聚合物的添加量、含氟超支化聚合物末端氟改性比例以及双键的引入对涂层表面抗指纹性能及其耐久性的影响。研究发现,较低含量的含氟超支化聚合物(1%)就能明显提高涂层的抗指纹效果,且双键的引入增加了涂层抗指纹效果的耐久性。     

新型氟硅改性环氧丙烯酸超疏水防污涂层研究

采用自由基聚合法,合成了氟硅改性苯乙烯环氧丙烯酸树脂,其中硅以硅溶胶的形式,将无机网络引入到聚合物网络体系中,形成有机-无机杂化材料。通过对涂膜的附着力、耐冲击性、接触角等各项性能的研究,得到合成树脂的最佳配比为:软硬单体比为0.8,含氟单体含量为12%,环氧含量为10%,苯乙烯含量为10%,丙烯酸含量为6%。并且考察了无机硅溶胶对涂膜化学稳定性能的影响、涂层表面氟原子含量以及涂膜与水接触角。通过添加纳米SiO2,制备了具有微纳米阶层型结构的涂层,其与水的接触角可达150°,具有超疏水特性。     

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)°。     

可聚合含氟聚氨酯低聚物的合成及其UV固化性能

由丙烯酸十二氟庚酯和二乙醇胺的Michael加成反应合成了十二氟二元醇,其与异佛尔酮二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯反应得到一种可聚合含氟聚氨酯低聚物,并将该低聚物应用于紫外光固化涂料中。采用红外光谱和核磁共振氢谱表征了十二氟二元醇和含氟聚氨酯低聚物的结构,通过涂层接触角、硬度、耐磨性、吸水率和耐化学品性测定研究了其含氟低聚物用量对光固化涂层性能的影响。结果表明,当含氟低聚物添加质量分数从0增加到20%时,涂层的水接触角从53.5°增加到98.8°,邵氏硬度由43.3提高到90.3,耐磨性由45 r增加至145 r,吸水率由1.32%下降到0.55%,同时涂层耐化学品性明显改善。     

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。     

含氟RTV防污闪涂层的制备

考察了小分子长链氟硅氧烷(F-109)和端羟基氟硅生胶(HFSR)对室温硫化硅橡胶防污闪涂料性能的影响。结果发现,两种含氟组分的加入都可提高胶膜的憎水性,HFSR向表面迁移、富集的趋势比F-109显著,F-109在胶膜厚度方向上略呈梯度分布;随着两种含氟组分用量的增加,防污闪涂层的憎水性、憎水恢复性和憎水迁移性提高。当107硅橡胶用量为100份、气相法白炭黑用量为25份、十溴联苯乙烷用量为12份、三氧化二锑用量为4份、氢氧化镁用量为30份、HFSR用量为4份、F-109用量为1.5份时,涂层的拉伸和撕裂强度分别达到4.41 MPa和14.5 kN/m,阻燃等级达到FV-0级,涂层表面对水的接触角为118.3,°憎水恢复性和憎水迁移性都得到提高;与对照样相比,含氟组分不仅对涂层的阻燃性能和力学性能没有影响,还使涂层表面对水的接触角提高6.2%,力学、阻燃和表面性能都满足《国家电网公司跨区电网输变电设备外绝缘用防污闪涂料使用指导原则(试用)》的要求。     

TiO2/含氟树脂复合超疏水涂层的制备

采用自由基溶液聚合法与共混法制备Ti O2/含氟树脂（FA）超疏水涂层。分别以甲基丙烯酸丁酯（BA）和苯乙烯（ST）为软硬单体,甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）为低表面能单体,丙烯酸（AA）为功能单体,甲苯（MB）为溶剂,通过自由基溶液聚合法制备含氟树脂（FA）。将无机纳米TiO2粒子均匀分散于含氟树脂中,然后以提拉法涂覆于基质表面即得TiO2/含氟树脂复合涂层。用接触角仪、紫外可见光光度计、红外光谱、扫描电镜、综合热分析对涂层进行了测试表征。实验结果表明：当DFMA含量为15%,含氟树脂涂层与水的接触角为105°,涂层在310℃以下可基本保持稳定结构。当TiO2（60nm）粒子的掺杂质量分数为15%时,所制备复合涂层的疏水角为151°,透过率可达65-75%。     

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。     

水性含氟聚氨酯乳液的合成及性能的研究

采用聚四氢呋喃醚二元醇和自制的含氟二元醇(DAF)作为软段,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)作为硬段,合成了水性含氟改性的聚氨酯乳液(FPU),并对其性能进行了研究。结果表明,随着含氟量的增加,PU膜接触角增大,当DAF质量分数达到15.1%时,接触角达到93.5°,此时氟在表面的富集基本达到饱和,增加趋势趋于平缓;随着含氟量的增加,FPU膜吸水率逐渐降低,并且在DAF质量分数达到15.1%时,吸水率为11%,随后下降的趋势也趋于平缓;以点滴法测FPU膜的表面性能,表明氟改性聚氨酯乳液胶膜的耐化学性比无氟的有所改善。     

含氟单体改性有机硅封装材料

正广西科技大学的郑友明等人以甲基丙烯酸十二氟庚酯与端乙烯基聚硅氧烷和少量乙烯基三乙氧基硅烷(A 151)在二月桂酸二丁基锡催化下反应,制得有机硅氟改性聚乙烯基硅氧烷;再添加甲基乙烯基MVQ树脂、铂催化剂、甲基硅油、高含氢聚硅氧烷及A 151,制成可用于功率型半导体发光二极管封装的透明有机硅封装材料。当硅氢键与乙烯基的量之比为1.25、MVQ树脂的质量分数为15%时,含氟有机硅封装材料的力学性能较好,透光率在可见光波长为700 nm处达85%以上,接触角为94°(含氟单     

甲基丙烯酸六氟丁酯接枝环氧粉末涂料研究

在引发剂过氧化苯甲酰(BPO)的作用下,采用甲基丙烯酸六氟丁酯与双酚A环氧树脂(DGEBA)反应合成了含氟侧链的环氧树脂(F-DGEBA),用其制备粉末涂料。运用红外光谱(FT-IR)、接触角、X-射线光电子能谱(XPS)、交流阻抗(EIS)、盐雾试验等方法,研究了含氟环氧树脂的结构、表面性能、电化学性质及耐腐性能。研究结果表明:F-DGEBA涂层对水的静态接触角提高了15°左右,达到95°,在固化过程中,氟元素在表面充分富集,从理论值的5.53%提高到了涂层表面的39.83%,EIS图谱显示提高了3个数量级,经历36 h氯化钠溶液浸泡后,降至普通环氧树脂的水平,盐雾试验表明该粉末涂料具有优异的耐腐蚀性能。