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有机氟硅改性丙烯酸树脂的合成及性能研究

时间:2011-04-14 22:36来源:未知 点击:

        丙烯酸树脂具有优良的粘附性和良好的力学性能、化学稳定性,成膜性好等优点,是近几十年迅速发展起来的高档涂料。但丙烯酸树脂耐水性和耐粘污性差,耐溶剂性也不好。有机硅和有机氟改性树脂具有卓越的低表面能和良好的耐高低温性,用有机氟和有机硅改性丙烯酸树脂能显著改善其性能。本课题以甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)、乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)、羟基硅油、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BMA)为共聚单体,分别用溶液聚合和乳液聚合方法合成了性能优异的有机氟硅改性丙烯酸树脂。通过正交试验探讨了反应中不同加料方式、引发剂用量、各种单体的用量等因素对反应过程及产物性能影响。以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,二甲苯为溶剂,TFEMA、MMA、BMA、A-151、羟基硅油等为原料,用溶液聚合方式先合成有机硅改性的丙烯酸酯大分子,采用半连续加料方式,补加AIBN和TFEMA,以前一步制得的大分子为核,得到了壳层为含氟单体的有机氟硅改性丙烯酸树脂。通过透射电镜(TEM)、IR对产物结构进行分析,用TGA热分析、DSC分析、表面接触角等测试膜性能。结果表明产物综合性能优良。乳液聚合由于其突出的环保性在最近的几十年获得了极大的发展。本课题进一步对上述单体的乳液聚合方式进行了研究。用过硫酸铵(APS)为引发剂,十二烷基硫酸钠(SDS)和OP-10为复合乳化剂,合成了颗粒分布均匀的球形乳液颗粒。得到了凝胶少、储存稳定性、耐冷性、电解质稳定性等良好的乳液。乳液涂膜耐热性、耐酸、耐碱、耐盐性良好。最佳的反应配比是TFEMA(质量分数)15%,硅烷偶联剂和硅油用量相等且都为3%,SDS和OP-10质量相等且都为1.4%,APS为0.6%。有机氟硅改性后的丙烯酸酯共聚树脂涂膜对水接触角都在100°以上,具有良好的自清洁性。同时,有机氟硅单体的加入,涂膜耐热性也有明显提高。改性后的产物涂膜比纯丙烯酸树脂涂膜硬度明显提高,XPS电子能谱分析表明,产物成膜时氟元素优先向产物表面迁移,可用较低用量的含氟单体合成性能优良的产物。本课题合成的有机氟硅改性丙烯酸树脂,综合性能良好,预期可作为性能优越的涂料,具有广阔的应用前景。 

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