有機(jī)氟樹脂制備超疏水自清潔氟碳涂料的研究.pdf

1、1.在陰/非離子乳化劑作用下,將甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)與丙烯酸月桂酯(LA)、甲基丙烯酸羥丙酯(HPMA)及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPMS)在水相進(jìn)行乳液共聚,合成了一種含氟聚丙烯酸酯(DLHM)乳液。用紅外光譜(IR)、核磁共振氫譜(1H-NMR)和透射電鏡(TEM)對DLHM的結(jié)構(gòu)及乳液乳膠粒粒徑形貌進(jìn)行了表征和測定。再將DLHM乳液與丙烯酸樹脂(PA)、納米TiO2共混制備成氟碳涂層,考察固化溫度、乳液用量

2、和納米TiO2用量對涂層性能的影響,并用掃描電鏡測定了涂層表面微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:
　　 (1)DLHM為乳白色略帶藍(lán)色熒光乳液,有較好的穩(wěn)定性,乳液固含量為26.8%,黏度為0.005Pa·s。乳液帶負(fù)電,平均ζ電位為-24.09mV,平均粒徑為131nm。
　　 (2)用透射電鏡(TEM)對稀釋的DLHM乳液進(jìn)行觀察分析,發(fā)現(xiàn)DLHM乳膠粒呈規(guī)則球狀,大部分膠粒表面光滑,部分少量粒子因MPMS水解而使得膠粒表面出現(xiàn)團(tuán)

3、聚現(xiàn)象。
　　 (3)制備得到的氟碳涂料,其涂層最佳條件為:固化溫度為160℃,DLHM用量為45g,納米TiO2用量為9g,此時(shí)的涂層表面平整光滑,耐水性、耐酸堿性、耐沾污性等都達(dá)到最佳,且此時(shí)接觸角為133°。
　　 (4)通過掃描電鏡(SEM)觀察氟碳涂層,發(fā)現(xiàn)微觀條件下其表面由不規(guī)則的微孔和納米乳突組成,有一定的微/納米二元粗糙結(jié)構(gòu)。
　　 2.在陰/非離子表面活性劑及過硫酸銨引發(fā)劑作用下,通過半連續(xù)種子

4、乳液共聚,制備了以丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(ST)、丙烯酸月桂酯(LA)為核,以甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)為殼的核殼型含氟聚丙烯酸酯(BSL-D)乳液,將其與納米TiO2共混制備得到超疏水自清潔型氟碳涂料。用紅外光譜(IR)、透射電鏡(TEM)對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,考察了納米TiO2、BSL-D乳液用量和熱處理溫度對涂層疏水性能的影響,并研究了涂層的表面形貌及自清潔能力。結(jié)果表明:
　　 (1)BSL-D乳膠粒子呈球狀、大

5、小相對均勻,對比DLHK乳液發(fā)現(xiàn)其具有明顯的核殼結(jié)構(gòu),且核層顯示白色為丙烯酸樹脂,殼層顯示淺灰色為丙烯酸與有機(jī)氟的共聚物。
　　 (2)當(dāng)BSL-D乳液用量為55%,納米TiO2用量為12%,固化溫度為170℃,固化時(shí)間為5min條件下,涂層各項(xiàng)應(yīng)用性能都較佳,此時(shí)涂層靜態(tài)水接觸角為152°,吸水率為4.23%,自清潔性能及疏水效果最佳。
　　 (3)通過SEM在微觀條件下觀察發(fā)現(xiàn)涂層表面覆有一層有機(jī)氟薄膜,且含有明顯的

6、微/納米二元粗糙結(jié)構(gòu),并通過對比不含納米TiO2的涂層與不含BSL-D乳液的涂層,發(fā)現(xiàn)其接觸角具有明顯優(yōu)勢,涂層自清潔能力顯著。
　　 3.以過硫酸銨為引發(fā)劑,將丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)與甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)通過無皂乳液聚合法合成了含氟苯丙無皂乳液,并將其與納米TiO2制備成氟碳涂料?？疾炝吮┧徕c、APS、DFMA用量和反應(yīng)溫度對乳液性能的影響,通過IR、TEM表

7、征了乳液主組分結(jié)構(gòu)和乳膠粒形貌。并研究了乳液及納米TiO2用量對氟碳涂層性能的影響。結(jié)果表明:
　　 (1)當(dāng)丙烯酸鈉用量為12%,APS用量為1%,反應(yīng)溫度為78℃時(shí),乳液性能最佳,此時(shí)凝膠率為0.8%,耐水性大于168h,單體轉(zhuǎn)化率為97.1%,乳液外觀為乳白色帶藍(lán)色熒光。當(dāng)DFMA用量為25%時(shí),涂膜疏水性最佳,水接觸角達(dá)到113°,吸水率為6.4%。
　　 (2)通過TEM觀察乳液粒子的形貌發(fā)現(xiàn)乳膠粒呈球狀,大小