论文部分内容阅读
针对丙烯酸树脂存在的一些缺陷,人们常采用共聚、接枝、交联和共混等方法对其进行改性,进而得到高性能的丙烯酸树脂。有机氟树脂和有机硅树脂具有优异的疏水性、耐腐蚀性、耐低温性、热氧化稳定性和防粘性等性能。纳米SiO2(nano-SiO2)独特的纳米效应使其具有很多优异的性能,而被广泛应用于功能涂料领域。本论文以丙烯酸酯类单体、端乙烯基硅化合物、有机氟单体和nano-SiO2等为原料,采用自由基聚合法合成氟硅丙烯酸树脂,再与异氰酸酯类固化剂交联制备疏水涂层。具体内容如下:1、利用硅烷偶联剂(Kh570)对nano-SiO2进行改性后,与丙烯酸类单体通过溶液自由基聚合法合成nano-SiO2/含氟丙烯酸树脂(SiO2-FPEA),再与异氰酸酯交联固化,制备nano-SiO2/含氟丙烯酸聚氨酯(SiO2-FPAU)涂层。通过红外光谱、扫描电镜、热重分析、力学性能测试和耐老化性能测试等手段,对涂层的结构和性能进行分析。结果表明,所制备的SiO2-FPAU涂层具有很好的疏水性,nano-SiO2可以在涂层表面形成微纳米的粗糙结构;三维交联网状结构的SiO2-FPAU涂层可以赋予涂层更好的力学性能、耐水性、耐化学试剂性、热稳定性和耐老化性,经化学溶液长时间浸泡后不产生明显的外观缺陷,人工老化720 h后失光率低于30.0%。2、以含有羟基、羧基、烷基或含氟烷基的丙烯酸酯以及端乙烯基硅化合物为单体,通过乳液自由基聚合法得到了水性氟硅丙烯酸树脂(WFSiPA)乳液,再与水性异氰酸酯固化剂混合制备双组份涂料。主要研究了反应温度、引发剂用量、乳化剂用量、功能单体用量对聚合反应和乳液性能的影响,以及有机氟、有机硅单体和固化剂对涂层性能影响。结果表明,乳液聚合适宜条件为:温度在75℃～80℃之间,引发剂为0.4%～0.6%,乳化剂用量为3.5%,丙烯酸为3.0%,有机硅单体不超过7.0%,有机氟单体不超过16.0%。在乳液成膜的过程中,有机氟、有机硅链段向表面迁移富集,使涂层的表面能降低。在乳液中加入固化剂后可以显著提高涂层的耐水性、耐溶剂性、硬度和附着力等。本文制备的氟硅丙烯酸聚氨酯疏水涂层综合性能良好,在疏水涂料领域具有广阔的应用前景。