原料用量及合成工藝條件對聚合物性能的影響

　水性含氟涂料有著良好的耐侯性、耐熱性、耐久性、耐腐蝕性和超強(qiáng)的耐氧化性，又有著水性涂料的環(huán)保、安全等性能，所以就成為研究熱點(diǎn)之一。國內(nèi)的研究大部分集中在水性化上，制作的水性含氟涂料性能欠佳。UV固化技術(shù)因?yàn)橛兄袒俣瓤?、少污染、?jié)能、固化產(chǎn)物性能好等優(yōu)點(diǎn)，大范圍應(yīng)用于涂層、粘合劑、油墨等領(lǐng)域。開發(fā)一種可UV固化的水性含氟涂料，就可能通過UV固化交聯(lián)提高涂料的性能，有著極其重要的研究意義。
　　把兩種可用于UV固化體系的水性含氟丙烯酸酯共聚物合成，內(nèi)有：以甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)及雙官能丙烯酸酯單體為原料，采用乳液聚合法制得含氟丙烯酸酯共聚物；以含氟丙烯酸酯單體、MMA、BA及丙烯酸(AA)為原料，采用溶液聚合法制得含氟預(yù)聚物，再通過甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)對其進(jìn)行接枝改性，經(jīng)三乙胺中和后合成水溶性UV固化含氟丙烯酸酯共聚物。對上述兩種含氟丙烯酸酯共聚物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，探討了原料用量及合成工藝條件對聚合物性能的影響，并檢測了固化膜性能，研究了UV固化條件對共聚物性能的影響。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　  以HFMA、MMA、BA和1-甲基丙烯酸-3-丙烯酸甘油雙酯為單體，DNS為反應(yīng)型乳化劑，制備了一種UV固化的含氟聚丙烯酸酯乳液。采用FTIR表征其結(jié)構(gòu)，DSC研究其熱學(xué)性能，探討了乳化劑、雙官能單體和含氟單體用量以及引發(fā)體系等對乳液聚合的影響。
結(jié)果表明：以氧化還原引發(fā)劑引發(fā)，乳化劑用量4％～5％，雙官能單體用量6％，含氟單體用量16％～20％，能夠制得涂膜性能較佳的穩(wěn)定的UV固化含氟聚丙烯酸酯乳液。
　　采用溶液聚合法，以含氟丙烯酸酯單體、MMA、BA、AA、GMA等為原料制得水溶性UV固化含氟丙烯酸酯共聚物。采用FTIR和1H MNR進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，TG研究熱學(xué)性能。探討了原料用量及工藝條件對含氟低聚物合成及UV固化共聚物涂膜性能的影響，并研究了接枝改性反應(yīng)的影響因素及共聚物溶液的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，含氟低聚物的最佳合成條件是：HFMA用量為14％～18％，MMA與BA的質(zhì)量比為19:15，AA用量為8％，引發(fā)劑用量BPO4％，反應(yīng)溫度為120℃。接枝反應(yīng)的最佳溫度是85℃～90℃，GMA最佳用量為12％，所制得共聚物涂膜具有良好的機(jī)械性能。其硬度為4H，耐沖擊性為50cm。當(dāng)中和度大于90％時(shí)，共聚物乳液呈微黃色、半透明，具有良好的貯存穩(wěn)定性。確定了最適合的UV固化條件：1.0～1.5％固化劑-Darocur2959，干燥溫度為70℃，UV固化時(shí)間為12～15s。

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