含氟纳米杂化功能性树脂的制备与性能研究

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1、论文分类号：２ｍ＝５８＾ＡＡＡＡｌ？ＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文＇ＴｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ含氟纳米杂化功能性树脂的制备５＾１ｉＩｊ：：ｌ指导教师财：安顏麟卩ＩＩ学科名称：＿学ＩＩ！｜？０１８年３月ｉ仑文提交日期？２ＩＩＩＩ｜论文答辩曰期：２０１８年５月１Ｈ＿｜｜■学位授予单位：陕西科技大碱ｙＩＩＩ■申请工学硕士学位论文论文题目：含氟纳米杂化功能性树

2、脂的制备与性能研究学科门类：工学一级学科：化学工程与技术培养单位：化学与化工学院硕士生：祁刚导师：安秋凤教授2018年5月StudyonSynthesisandPerformanceofFluorinatedNano-hybridFunctionalResinsAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringS

3、cienceByGangQiSupervisor:Prof.QiufengAnMay2018含氟纳米杂化功能性树脂的制备与性能研究摘要手机、平板电脑等电子产品的背板防水是人们较为关注的问题之一，含氟聚丙烯酸酯是一种常用的功能性疏水材料，但是存在硬度欠佳、拒水性能差、耐溶剂性能欠缺等问题，聚氨酯的耐溶剂性较好，因此可以通过聚氨酯改性含氟聚丙烯酸酯，向含氟聚丙烯酸酯中添加纳米粒子，可以赋予材料一些新的特性。而紫外光固化技术是在节约能源、环境保护上有着其独特的优势，可以减少溶剂的使用，而且其能够使得光活性树脂快速固化。

4、基于此，本文首先采用聚氨酯改性含氟聚丙烯酸酯，然后加入纳米粒子，通过加热烘焙的方式制成纳米杂化聚氨酯改性氟代聚丙烯酸酯，再通过UV固化的方式，将低聚物，活性稀释剂单体，光引发剂和纳米粒子等混合均一制备成纳米杂化光固化涂层。具体研究内容如下：（1）以六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、聚四氢呋喃醚二醇1000（PTMG-1000）、三羟甲基丙烷（TMP）和丙烯酸羟丙酯（HPAA）为原料反应，制成双键封端的聚氨酯预聚体（PUA），继而再以偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂，对甲基丙烯酸酯十二氟庚酯（RfAA）和双键封端的聚氨

5、酯预聚体采取溶液聚合法制得聚氨酯改性氟代聚丙烯酸酯（PUFA），通过傅里叶红外光谱仪（FT-IR）对PUFA的主组分结构进行表征，并探究了含氟单体添加量和引发剂含量对合成树脂性能的影响，随后向PUFA中加入纳米二氧化钛，通过高温烘焙的方式制成纳米杂化聚氨酯改性氟代聚丙烯酸酯涂料（NA-PUFA），并探究了纳米二氧化钛添加量以及烘焙温度对涂层性能的影响，得出最佳工艺为氟单体含量为8%，催化剂含量为0.8%，纳米二氧化钛添加量为20%，烘焙温度为130℃，在此工艺下，涂层硬度可达3H，静态接触角可达115°，通过SE

6、M观察发现其表面存在着纳米粒子，通过AFM观察发现其表面粗糙不平。（2）将光固化型聚氨酯（PUA）、1,6-己二醇二丙烯酸酯（HDDA）、季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）、甲基丙烯酸六氟丁酯（G02）、光引发剂A等混合均匀后，于紫外光下照射，通过FT-IR对涂层的结构进行表征，并探究了各物质添加量对涂层性能的影响，制备成UV固化含氟聚氨酯涂层，再向未固化含氟聚氨酯液中添加改性纳米硅溶胶制备了纳米杂化光固化含氟聚氨酯涂层，并探究了纳米粒子的加入量对涂层性能的影响，得出最佳工艺I为PUA占40%，HDDA:PETA=3

7、:2，光引发剂A占5%，纳米二氧化硅占6%，在此工艺下，涂层硬度达3H，静态接触角达110°，用TGA探究了纳米粒子的加入对涂层热稳定性的影响，发现纳米粒子的加入对涂层的热稳定性影响不大，采用AFM和SEM对涂层的表面微观结构进行了观察，发现涂层表面有较为均匀分布的乳凸结构。（3）将含氟聚丙烯酸酯、固化剂、HDDA、PETA和光引发剂B等混合均匀后，在紫外光的照射下固化制成光固化含氟聚丙烯酸酯涂层，探究了各物质添加量对涂层性能的影响，用FT-IR对涂层的结构进行表征，然后再向未固化的含氟聚丙烯酸酯混合液中添加改性

8、纳米硅溶胶，在紫外光的照射下制备纳米杂化光固化含氟聚丙烯酸酯涂层，用FT-IR对涂层的结构进行表征，探究了纳米粒子添加量对涂层性能的影响，得出最佳工艺为PFA占40%，HDDA:PETA=1:1，光引发剂B占5%，纳米硅溶胶添加量6%，在此工艺下，涂层的硬度可达3H，静态接触角可达113°，通过AFM对涂层的微观结构观察发现，其表面有凸起出现。关键词：光固化，含氟聚丙烯酸