氟碳树脂改性水性聚氨酯

发布时间:2020-3-13

一、氟碳树脂简介

氟碳树脂是指其分子链上含有氟原子的一类树脂。其基本单元是含氟稀烃,可以通过自身或与其它单体发生均聚或共聚得到。氟元素是自然界电负性最强的元素,电负性可达 4.0,其具有孤对电子,C-F 键能远大于其他键。不同化学键的键能比较见下表。氟原子半径很小,与最小半径的氢原子相比,只略大一点,因此化学性质稳定。含氟材料的表面自由能一般很低,因此使其拥有良好的耐水耐油,抗污性强。氟元素的这些特性赋予了含氟聚合物“三高两憎” 的性能。其中“三高”指的是较高的表面活性、化学惰性和化学稳定性;“两憎”指的是憎水性和憎油性。此外,氟碳树脂结晶性好,因此具有不粘附性和不湿润性,广泛应用于厨房烹调用具和反应釜、精密器械、各种罐类等的内壁。

不同化学键的键能

二、氟碳树脂改性水性聚氨酯

众所周知,水性聚氨酯涂料是以水为分散剂,且在其制备时引入了大量亲水基团,此外,大多数水性聚氨酯是线形结构,其分子中有交联结构,但是此交联由于氢键作用产生的物理交联,并非化学交联,这使得水性聚氨酯性能上存在一些缺点,例如耐水性、附着力不佳等。含氟聚合物具有“三高两憎”的特性,如果将氟链段引入聚氨酯体系,则正好弥补了水性聚氨酯耐水性差的不足,使水性聚氨酯涂料的性能更进一步。

利用含氟聚合物“三高两憎”的性能,为了提高水性聚氨酯乳液的耐水性,将氟链段引入聚氨酯体系,使复合乳液兼具两种材料优点。采用共混法制得硅丙乳液/水性聚氨酯乳液,在不同基底上成膜,并对膜做了附着力、接触角、吸水率等力学性能测试,采用扫描电镜观察改性后的 DF-01/WPU 复合材料的涂膜表面;用红外光谱图对其结构进行分析。实验结果表明:当氟碳树脂含量为 7%时,吸水率最低,为 11.80%,比原来提高了2.8倍;此时的附着力也能达一级;改性后的黏度也比未改性乳液黏度增大。 

本文标签: 水性聚氨酯 

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