水性氟丙树脂的合成及性能研究

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1、材料研究与应用广东建材2016年第11期水性氟丙树脂的合成及性能研究余玉环-(1广东省建筑材料研究院；2黄旅文2广州一一翔农业技术有限公司)【摘要】本文以丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯为基础树脂、BPO为引发剂，通过添加含氟丙烯酸酯单体改性，合成了水性氟丙树脂。探索了本配方的最佳反应条件：反应温度为1IO*C、单体滴加时间为2．5h、恒温反应时间为4h、引发剂BPO为丙烯酸单体总量的1．00％、反应介质为PM。采用黄金分割法设计了五个实验点，以含氟丙烯酸酯单体为变量合成了不同配比比例的水性氟丙树脂，并分别按照设计的配

2、方制成涂料。本文对以改性树脂为主要成膜物的水性漆漆膜进行了一系列测试，如附着力、硬度、耐冲击强度、耐丁酮擦拭、耐水浸泡、接触角等，通过对比分析，得出在最佳反应条件下合成水性氟丙涂料的最佳配方PA4，其对应水性氟丙树脂配方编号为P4，即水性氟丙树脂配方中含氟丙烯酸酯单体的含量为25．62％。【关键词】丙烯酸树脂；有机氟单体：改性：环保；水性涂料1研究背景随着工业的发展和人们经济生活水平的提高，生活中、工业上的环境问题日益引起全球人的关注。传统涂料中含有机挥发物(woe)⋯，使用传统的溶剂型涂料时会有大量溶剂挥发到大气，不仅严重污染环境和危害人体

3、健康，还会造成资源的极大浪费，传统的溶剂型涂料的发展空间因此日益萎缩，大力发展环境友好型涂料已成必然趋势。20世纪90年代，我国政府已提出了保护环境、实施可持续发展战略、改善生态环境和节约资源的产业政策，涂料的水性化是实现节约资源、减少污染、减轻涂料的有机挥发性气体对人体危害和落实国家产业政策的有效和现实的途径。作为水性树脂的‘一一种，水性丙烯酸树脂具备无污染、无刺激性和生产安全等优点。水性丙烯酸树脂的物化性能优良，稳定性好、耐化学品性较好[2]。此外，经过有机氟改性后的水性丙烯酸酯，具备更强疏水疏油性、非粘着性、自润滑性等优良性能跚。针对传

4、统涂料的缺陷和水性涂料的发展前景，以丙烯酸树脂的优良性能为基础，本文对水性丙烯酸树脂进行改性，合成水性氟丙树脂并对其性能进行评估。2买验方法2．1水性氟丙树脂的合成采用溶液聚合法㈠按表1的配方将甲基丙烯酸丁酯(BMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HE／VIA)等丙烯酸单体以及含氟丙烯酸酯单体一22一(A)、引发剂BPO混合均匀得单体混合物备用。按配方量将反应介质正丁醇(PM)加入到四13烧瓶中，充入氮气，温度控制在110±2。C，慢速(2．5h)滴加混合均匀的单体混合物，滴毕保温4h。随后用真空泵抽出加入反应

5、介质总质量的50％，降温至60℃，按配方加入乙醇胺(DEA)，搅拌0．5h，制得水性氟丙树脂。表1丙烯酸单体配75"原料缩写质量百分数(％)B淞协lAAAHEMA25451020挪滁瑞辆睬丽面

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8、／编一百№方涂单酯金I／坊一i忱舫拣觯黼始弋舫一一龇舢广东建材2016年第11期材料研究与应用2．2水性氟丙涂料配制采用水性氟丙树脂作主要成膜物，配以相应固化剂、偶联剂和纯净水配

9、制水性氟丙树脂清漆。树脂(固含量100％)、325固化剂和6040偶联剂的质量比为2．5：l：0．1。制得清漆后加入纯净水调节清漆的粘度和固含量。水性涂料配制方法：按配方称取水性氟丙树脂置于烧杯中，在搅拌的条件下，分别加入固化剂、偶联剂和纯净水，搅拌均匀后过滤得到水性氟丙树脂涂料。2．3水性漆膜制备漆膜制备方法：将20mE×30mmX3．2mm铝片或玻璃片浸入水性氟丙树脂涂料中lmin，取出放置5min，放入烘箱于160_2。C，恒温烘烤30min，取出冷却至常温，制得不同配方水性氟丙树脂涂料的涂膜样板。2．4水性氟丙树脂及其涂料涂膜的性能测

10、试以上步骤制备的水性氟丙树脂及其涂料的主要性能评价指标是固含量和粘度，分别根据GB／T1725-2007《色漆、清漆和塑料不挥发物含量的测定》和GB／T1723—1993《涂料粘度测定方法》检测。水性氟丙树脂涂膜的性能测试指标有附着力(GB1720-79(89)《漆膜附着力测定法》)、抗冲击强度(GB／T1732—1993《漆膜耐冲击测定法》)、硬度(GB／T6739—2006《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》)、耐丁酮擦拭(GB／T23989—2009《涂料耐溶剂擦拭性测定法》)、耐水浸泡(GB／T1733—1993《：；柰膜耐水性测定法》)

11、以及疏水疏油性能(水与涂膜接触角)。实验所用仪器均为标准仪器，实验试剂除特别指明之外均为分析纯或化学纯试剂。3结果与讨论3．1水性氟丙树脂的合成与表征在本文中，我们