含氟-硅丙烯酸酯聚合物乳液的合成及应用

合成方法采用复合乳化剂合成核中含氟的丙烯酸酯,壳中含有氟-硅两种元素的丙烯酸酯乳液,此水性乳液具有良好的贮存稳定性。用其做成涂料时成膜温度较低,涂层具有耐污染性,耐候性,耐水性,涂层的抗冲击强度及弹性非常优异。

有机硅改性含氟(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液的制备及其性能研究

先合成了聚硅氧烷阴离子乳液以及链中含硅烷偶联剂和含氟单体的(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液,并且利用羟基缩合反应,将2种乳液混合反应,通过乳液接枝共聚的方法合成了一种高硅含量的有机硅改性氟代(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液,并采用了红外光谱对聚合物乳液分子进行了表征。测试结果表明:有机硅质量分数为20%、有机氟质量分数为12%的聚合物乳液涂膜综合性能最佳,较不含有机硅氟的聚合物乳液涂膜,其水表面接触角由77.5°增加到96°,24 h吸水率由5.3%下降到2.3%,耐水性大大增加;玻璃化转变温度由8.53℃下降到-2.74℃,聚合物分子链的柔顺性有所提高;同时乳液涂膜的初始分解温度提高了77～92℃,热稳定性也明显提高,说明此方法合成的高硅含量硅丙乳液可作为一类具有优良疏水性及低表面能的功能材料得以应用。

含氟/硅丙烯酸酯核壳型乳液的合成及性能

采用半连续种子乳液聚合法，在十二烷基硫酸钠（SDS）／辛基苯基聚氧乙烯醚（Tx-10）复合乳化剂的作用下，合成了以丙烯酸丁酯（BA）为核，以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFHMA）、3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）和甲基三甲氧基硅烷（MTMS）为壳的核壳型含氟／硅丙烯酸酯聚合物乳液．利用FTIR，TEM，SEM—EDX和DSC等手段对乳液组成、乳胶粒子结构、膜表面及断面形态等进行了表征，讨论了氟／硅含量对聚合物膜性能的影响．结果表明，核-壳粒子尺寸为20～30nm，乳液膜的性能与膜表面氟和硅的含量及相容性有较大的相关性，当m（氟）：m（硅单体）=3：1时，形成的膜均匀透明，吸水率较低，尺寸稳定性较好．

亲水单体对聚氨酯-含氟丙烯酸酯复合乳液颗粒和表面性能的影响

为了提高聚氨酯-丙烯酸酯聚合物的耐水性和耐溶剂性,将N-甲基二乙醇胺(MDEA)扩链的交联聚氨酯丙酮溶液作为反应介质,以苯乙烯、丙烯酸丁酯、含氟丙烯酸酯(FA)为单体,过氧化苯甲酰为引发剂,通过溶液聚合相转化法制得新型阳离子聚氨酯-含氟丙烯酸酯复合乳液.研究了MDEA对聚合物水分散液的乳胶粒径、Zeta电位以及乳胶膜表面性能的影响,并用FTIR,TEM对聚合物的结构和乳胶粒形态进行了表征.结果表明,MDEA的添加利于降低乳胶粒径,但对乳胶膜的疏水性能有不利影响,当MDEA的质量分数为13.15%时,FPUA乳胶粒的形态呈球形,粒径约为253nm,乳胶膜的表面自由能低于25.1mJ/m2,接触角衰减速率约为0.38(o)/min.另外,乳胶膜的高温处理能够使表面自由能降低11.5%以上.

聚氨酯-含氟丙烯酸酯防水防油性复合乳液的制备及性能

以自乳化自交联的阳离子水性聚氨酯乳液(PU)为种子乳液进行含氟丙烯酸酯(FA)、苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯(BA)等乙烯基单体的自由基共聚合,制得阳离子聚氨酯-含氟丙烯酸酯(FPUA)复合乳液。通过红外光谱分析、接触角测试、表面自由能计算、粒径及粒径分布测试及透射电镜测试对聚合物乳液及其膜结构与性能进行了表征。结果表明w(FA)达到20%左右,FPUA才兼具良好防水防油性;水和二碘甲烷在FPUA(w(FA)=20%)乳胶膜上所成接触角分别为110和86°;计算得30℃时FPUA(w(FA)=20%)乳胶膜表面自由能为14.64mJ/m2,比改性前PU膜表面自由能下降78.65%;120℃热处理后FPUA(w(FA)=20%)表面自由能可进一步降低17.69%;FPUA乳液粒径较PU明显增大且分布变宽;推测FPUA复合粒子既有胶束成核又有水相成核机理。

微波辐射强化制备含氟硅丙烯酸酯共聚物乳液

采用多步种子乳液聚合法,以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酸六氟丁酯为原料在微波辐射下制备了核-壳型含氟硅丙烯酸酯共聚物乳液.并研究了共聚物的结构、乳胶粒的形态和聚合过程中粒径的变化.结果表明,所得乳胶粒子呈核-壳结构,与常规加热相比,微波的引用能加快反应速率,形成核-壳结构.壳层富集含氟硅聚合物的核-壳形态有利于含氟硅结构单元在聚合物膜表面的分布,当氟硅单体为6%(ω)时,乳胶膜对水的接触角达91.3o.加入氟硅组分显著提高了聚合物膜的耐水性,当其含量从0增大到18%时,乳胶膜的吸水率从20.1%降低到3.54%.

高性能含硅、氟甲基丙烯酸酯共聚物的研究

制备了γ-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基硅基)硅烷W D、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷及其与甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异丁酯和含氟甲基丙烯酸酯的共聚物,通过IR、水接触角、吸水率、铅笔硬度和DSC等手段研究了共聚工艺、含氟单体、硅烷单体及催化交联剂对共聚物膜表面性能和力学性能的影响。延迟滴加有机硅单体尤其是W D和含氟单体可使低用量硅氟单体下的共聚物膜表面憎水性大大增强;催化交联剂可使共聚物的玻璃化温度从31.21℃提高到53.12℃,膜的铅笔硬度达到4H以上。

有机氟改性丙烯酸酯涂料的研究

研究了含氟丙烯酸酯化学共聚改性丙烯酸酯类聚合物涂料的合成,讨论了表面处理剂中含氟丙烯酸酯类单体的种类、含氟烷基侧链、加料顺序、自由基引发剂用量及催化交联剂、有机硅偶联剂等对共聚物膜的表面疏水性能如水接触角、吸水率及膜的光学透明性等的影响。

聚合物结构对阳离子含氟PUA中性施胶剂的影响

研究了阳离子含氟聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(PUA)中性施胶剂的制备和应用,重点分析了亲水单体、聚丙烯酸酯、含氟丙烯酸酯对阳离子含氟PUA中性施胶剂应用效果和产品稳定性的影响,并用红外光谱(FTIR)和核磁共振氟谱(19F-NMR)对其结构进行了表征。结果表明,当用量为0.8%时,纸张的施胶度大于36.70s;乳液的ζ电位高于43.00 mV,较佳的物料配比是:w(MDEA)16.0%～20.0%,w(FA)5.0%～7.0%,w(PA)10%。

含氟聚合物及其涂料

用含活性憎水无机填料的溶胶-凝胶保护涂料组合物涂覆底材的方法;固化涂料组合物及其使用方法和相关的涂覆结构件;耐沾污性、耐溶剂组合物、涂料及其涂覆设备和涂覆的底材;低沾污型涂料的特征及其应用实例;环氧树脂（甲基）丙烯酸酯组合物、其亲水底涂层涂覆的铝片、润滑层涂覆的铝片及其制备……

二氧化硅改性含氟硅苯丙复合乳液的制备及其疏水性研究

通过预乳化乳液聚合工艺合成了氟硅改性苯丙乳液(FS-PSA),再与正硅酸乙酯(TEOS)和纳米SiO_2通过溶胶-凝胶法制备了二氧化硅改性含氟硅苯丙复合乳液(FS-PSA/Si O2)。透射电镜照片显示,SiO_2颗粒围绕乳胶粒表面呈规则分布,它们之间通过溶胶-凝胶反应形成的─Si─O─Si─共价键相接。红外光谱证实了─Si─O─Si─共价键的存在。测量粒径分布后发现,FS-PSA/SiO_2复合乳液的平均粒径比FS-PSA乳液大。原子力显微镜照片显示溶胶-凝胶反应形成了类似于山峰状的粗糙结构,提高了复合涂层的粗糙度。水接触角测量发现复合涂膜的疏水性提高了。考察了γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)的用量对复合涂膜水接触角的影响,结果显示,当MPS用量为3%,DFMA用量为10%时,所得涂膜的水接触角最大。

交联型FSiPUA乳液的制备及涂膜性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG)、端羟基丙基硅氧烷(PDMS)、三羟甲基丙烷(TMP)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)和二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,采用溶液聚合法合成了含不饱和双键的有机硅改性水性聚氨酯(SiPU)水性分散体;以SiPU为种子乳液,加入丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA),通过自由基聚合合成交联型氟硅改性聚氨酯-聚丙烯酸酯(FSiPUA)复合乳液.考察了HPMA、PDMS和DFMA用量对乳液聚合及涂膜性能的影响,通过马尔文粒度仪、接触角仪、FT-IR、TG-DSC、XPS和AFM等表征了PUA、SiPUA、FSiPUA的乳液特性及涂膜性能.结果表明:当HPMA、PDMS和DFMA用量分别为5.2%、7.0%和20.0%时,可得到耐水性和疏水性良好的交联型FSiPUA复合乳液;HPMA、PDMS和DFMA的引入使涂膜的表面粗糙度增加,吸水率减小,水接触角增大,疏水性增强,热稳定性和力学性能得到较大提高.