水性氟丙樹(shù)脂的合成及性能研究

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1、材料研究與應(yīng)用廣東建材2016年第11期水性氟丙樹(shù)脂的合成及性能研究余玉環(huán)-(1廣東省建筑材料研究院；2黃旅文2廣州一一翔農(nóng)業(yè)技術(shù)有限公司)【摘要】本文以丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯為基礎(chǔ)樹(shù)脂、BPO為引發(fā)劑，通過(guò)添加含氟丙烯酸酯單體改性，合成了水性氟丙樹(shù)脂。探索了本配方的最佳反應(yīng)條件：反應(yīng)溫度為1IO*C、單體滴加時(shí)間為2．5h、恒溫反應(yīng)時(shí)間為4h、引發(fā)劑BPO為丙烯酸單體總量的1．00％、反應(yīng)介質(zhì)為PM。采用黃金分割法設(shè)計(jì)了五個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，以含氟丙烯酸酯單體為變量合成了不同配比比例的水性氟丙樹(shù)脂，并分別按照設(shè)計(jì)的配

2、方制成涂料。本文對(duì)以改性樹(shù)脂為主要成膜物的水性漆漆膜進(jìn)行了一系列測(cè)試，如附著力、硬度、耐沖擊強(qiáng)度、耐丁酮擦拭、耐水浸泡、接觸角等，通過(guò)對(duì)比分析，得出在最佳反應(yīng)條件下合成水性氟丙涂料的最佳配方PA4，其對(duì)應(yīng)水性氟丙樹(shù)脂配方編號(hào)為P4，即水性氟丙樹(shù)脂配方中含氟丙烯酸酯單體的含量為25．62％?！娟P(guān)鍵詞】丙烯酸樹(shù)脂；有機(jī)氟單體：改性：環(huán)保；水性涂料1研究背景隨著工業(yè)的發(fā)展和人們經(jīng)濟(jì)生活水平的提高，生活中、工業(yè)上的環(huán)境問(wèn)題日益引起全球人的關(guān)注。傳統(tǒng)涂料中含有機(jī)揮發(fā)物(woe)?，使用傳統(tǒng)的溶劑型涂料時(shí)會(huì)有大量溶劑揮發(fā)到大氣，不僅嚴(yán)重污染環(huán)境和危害人體

3、健康，還會(huì)造成資源的極大浪費(fèi)，傳統(tǒng)的溶劑型涂料的發(fā)展空間因此日益萎縮，大力發(fā)展環(huán)境友好型涂料已成必然趨勢(shì)。20世紀(jì)90年代，我國(guó)政府已提出了保護(hù)環(huán)境、實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、改善生態(tài)環(huán)境和節(jié)約資源的產(chǎn)業(yè)政策，涂料的水性化是實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、減少污染、減輕涂料的有機(jī)揮發(fā)性氣體對(duì)人體危害和落實(shí)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的有效和現(xiàn)實(shí)的途徑。作為水性樹(shù)脂的‘一一種，水性丙烯酸樹(shù)脂具備無(wú)污染、無(wú)刺激性和生產(chǎn)安全等優(yōu)點(diǎn)。水性丙烯酸樹(shù)脂的物化性能優(yōu)良，穩(wěn)定性好、耐化學(xué)品性較好[2]。此外，經(jīng)過(guò)有機(jī)氟改性后的水性丙烯酸酯，具備更強(qiáng)疏水疏油性、非粘著性、自潤(rùn)滑性等優(yōu)良性能跚。針對(duì)傳

4、統(tǒng)涂料的缺陷和水性涂料的發(fā)展前景，以丙烯酸樹(shù)脂的優(yōu)良性能為基礎(chǔ)，本文對(duì)水性丙烯酸樹(shù)脂進(jìn)行改性，合成水性氟丙樹(shù)脂并對(duì)其性能進(jìn)行評(píng)估。2買驗(yàn)方法2．1水性氟丙樹(shù)脂的合成采用溶液聚合法㈠按表1的配方將甲基丙烯酸丁酯(BMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸羥乙酯(HE／VIA)等丙烯酸單體以及含氟丙烯酸酯單體一22一(A)、引發(fā)劑BPO混合均勻得單體混合物備用。按配方量將反應(yīng)介質(zhì)正丁醇(PM)加入到四13燒瓶中，充入氮?dú)?，溫度控制?10±2。C，慢速(2．5h)滴加混合均勻的單體混合物，滴畢保溫4h。隨后用真空泵抽出加入反應(yīng)

5、介質(zhì)總質(zhì)量的50％，降溫至60℃，按配方加入乙醇胺(DEA)，攪拌0．5h，制得水性氟丙樹(shù)脂。表1丙烯酸單體配75"原料縮寫質(zhì)量百分?jǐn)?shù)(％)B淞協(xié)lAAAHEMA25451020挪滁瑞輛睬麗面

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8、／編一百№方涂單酯金I／坊一i忱舫揀觶黼始弋舫一一齜舢廣東建材2016年第11期材料研究與應(yīng)用2．2水性氟丙涂料配制采用水性氟丙樹(shù)脂作主要成膜物，配以相應(yīng)固化劑、偶聯(lián)劑和純凈水配

9、制水性氟丙樹(shù)脂清漆。樹(shù)脂(固含量100％)、325固化劑和6040偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為2．5：l：0．1。制得清漆后加入純凈水調(diào)節(jié)清漆的粘度和固含量。水性涂料配制方法：按配方稱取水性氟丙樹(shù)脂置于燒杯中，在攪拌的條件下，分別加入固化劑、偶聯(lián)劑和純凈水，攪拌均勻后過(guò)濾得到水性氟丙樹(shù)脂涂料。2．3水性漆膜制備漆膜制備方法：將20mE×30mmX3．2mm鋁片或玻璃片浸入水性氟丙樹(shù)脂涂料中l(wèi)min，取出放置5min，放入烘箱于160_2。C，恒溫烘烤30min，取出冷卻至常溫，制得不同配方水性氟丙樹(shù)脂涂料的涂膜樣板。2．4水性氟丙樹(shù)脂及其涂料涂膜的性能測(cè)

10、試以上步驟制備的水性氟丙樹(shù)脂及其涂料的主要性能評(píng)價(jià)指標(biāo)是固含量和粘度，分別根據(jù)GB／T1725-2007《色漆、清漆和塑料不揮發(fā)物含量的測(cè)定》和GB／T1723—1993《涂料粘度測(cè)定方法》檢測(cè)。水性氟丙樹(shù)脂涂膜的性能測(cè)試指標(biāo)有附著力(GB1720-79(89)《漆膜附著力測(cè)定法》)、抗沖擊強(qiáng)度(GB／T1732—1993《漆膜耐沖擊測(cè)定法》)、硬度(GB／T6739—2006《色漆和清漆鉛筆法測(cè)定漆膜硬度》)、耐丁酮擦拭(GB／T23989—2009《涂料耐溶劑擦拭性測(cè)定法》)、耐水浸泡(GB／T1733—1993《：；柰膜耐水性測(cè)定法》)

11、以及疏水疏油性能(水與涂膜接觸角)。實(shí)驗(yàn)所用儀器均為標(biāo)準(zhǔn)儀器，實(shí)驗(yàn)試劑除特別指明之外均為分析純或化學(xué)純?cè)噭?結(jié)果與討論3．1水性氟丙樹(shù)脂的合成與表征在本文中，我們