紫外光固化含氟涂料的研制.pdf

1、傳統(tǒng)涂料需要在高溫下才能固化，需消耗大量能源。而紫外光固化涂料是一項(xiàng)環(huán)保、節(jié)能型的新技術(shù)，具有“5E”特點(diǎn)，即高效（Efficient）、節(jié)能（Energy saving）、經(jīng)濟(jì)（Economical）、環(huán)境友好（Environmental friendly）和適應(yīng)性廣（Enabling）。紫外光固化含氟涂料具有含氟材料的疏水/疏油、耐熱、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，提供光固化涂料優(yōu)良的綜合性能。其中應(yīng)用最廣泛的是紫外光固化含氟丙烯酸酯樹(shù)脂，其同時(shí)具

2、有丙烯酸酯的高光澤、高硬度，及含氟材料的憎水憎油特性，揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短，在紫外光固化領(lǐng)域顯示了巨大的應(yīng)用前景。雖然含氟涂料有那么多的優(yōu)異性能，但是在長(zhǎng)期的應(yīng)用過(guò)程中由于毛細(xì)作用，含氟涂料會(huì)吸附液狀水不溶性污物（油脂類和脂肪類物質(zhì)），使得材料表面被粘污，由于含氟聚合物的高疏水性使得此類材料被粘污后將很難用水清洗。因此，要改善含氟涂料的這一不足，本論文研究了一種可疏水/疏油-親水轉(zhuǎn)換的含氟丙烯酸酯光固化涂料。該涂料是用我們自制的全氟醚多官能團(tuán)丙烯酸

3、酯作活性稀釋劑，與普通的紫外光固化基體樹(shù)脂（聚酯丙烯酸酯，其分子結(jié)構(gòu)中帶有親水基團(tuán)-OH、-COOH）進(jìn)行光固化反應(yīng)，改善了普通光固化樹(shù)脂的疏水/疏油性、耐熱性等應(yīng)用性能。
　　本論文的具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　⑴全氟醚多官能團(tuán)丙烯酸酯的制備：以季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）、六氟環(huán)氧丙烷齊聚物（HFPO oligomer）為單體，用酰化法制備了一系列不同含氟鏈段的丙烯酸酯（HFPO-PETA）單體。我們找到了完全氟化的單體比

4、例，并對(duì)合成的產(chǎn)物進(jìn)行紅外、核磁表征，確定產(chǎn)物結(jié)構(gòu)為PETA-HFPO齊聚物，所合成產(chǎn)物符合預(yù)期設(shè)計(jì)。
　?、谱贤夤庖l(fā)聚合物涂層的制備：以聚酯丙烯酸酯為低聚物、合成的含氟丙烯酸酯為改性單體，選擇恰當(dāng)?shù)墓庖l(fā)劑，通過(guò)篩選確定光引發(fā)劑為IR1173。由研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在光照30s、光引發(fā)劑IR1173、光引發(fā)劑用量2 wt％（占總重量）的條件下，光固化涂層的表干-耐指紋效果好。
　?、菬嵝阅軠y(cè)試：聚酯丙烯酸酯的熱分解溫度為314

5、℃。加入少量含氟單體，由于含氟鏈段長(zhǎng)度不同，隨著氟含量的增加，相對(duì)應(yīng)的熱分解溫度稍微增加。含氟光固化涂層（PEA+PETA-HFPO二聚體、PEA+PETA-HFPO三聚體、PEA+PETA-HFPO四聚體）的熱分解溫度分別為319℃、321℃、326℃，添加少量含氟單體即使涂層的耐熱性稍微增加。
　　紫外光固化涂料性能測(cè)試：我們?cè)敿?xì)研究了光固化涂層的各項(xiàng)性能，初步研究制得具有疏水/疏油-親水轉(zhuǎn)換性能的光固化涂層，確定含氟單體的最

6、佳用量為0.4 wt%（占總重量）。此時(shí)，固化膜表面水接觸角為110.1°，正十六烷的接觸角為80.3°。表明固化膜具有疏水/疏油性。將固化膜在水中浸泡2h后烘干，測(cè)試水/正十六烷在其表面的接觸角，結(jié)果顯示，膜表面的接觸角重新回到104.6°，仍然具有良好的疏水性能，滿足疏水-親水轉(zhuǎn)換的要求。同時(shí)比較了不同含氟鏈段長(zhǎng)度的固化膜的水/正十六烷的接觸角，由數(shù)據(jù)可見(jiàn)，隨著含氟鏈段長(zhǎng)度的增加，固化膜表面對(duì)水的初始接觸角稍微增大，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，

7、水接觸角減少的趨勢(shì)是一致的。固化膜均表現(xiàn)出優(yōu)秀的疏水性；而不同含氟鏈段的固化膜對(duì)正十六烷的接觸角也是只有微小的差別，都表現(xiàn)出較好的疏油性。
　　耐化學(xué)腐蝕性能測(cè)試：實(shí)驗(yàn)不同配方組分光固化膜的耐丙酮雙向擦拭次數(shù)，結(jié)果顯示，膜厚度為25μm時(shí)的固化膜涂層的耐腐蝕能力低，而膜厚度為500μm時(shí)的固化膜涂層的耐丙酮雙向擦拭次數(shù)均大于50次，涂膜厚度對(duì)光固化涂料的耐腐蝕性有重要影響。
　　附著力測(cè)試：分別在玻璃、水泥、木板、PVC板材