氟碳樹脂改性水性聚氨酯

一、氟碳樹脂簡介

氟碳樹脂是指其分子鏈上含有氟原子的一類樹脂。其基本單元是含氟稀烴,可以通過自身或與其它單體發(fā)生均聚或共聚得到。氟元素是自然界電負(fù)性最強的元素，電負(fù)性可達(dá) 4.0，其具有孤對電子，C-F 鍵能遠(yuǎn)大于其他鍵。不同化學(xué)鍵的鍵能比較見下表。氟原子半徑很小，與最小半徑的氫原子相比，只略大一點，因此化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。含氟材料的表面自由能一般很低，因此使其擁有良好的耐水耐油，抗污性強。氟元素的這些特性賦予了含氟聚合物“三高兩憎” 的性能。其中“三高”指的是較高的表面活性、化學(xué)惰性和化學(xué)穩(wěn)定性；“兩憎”指的是憎水性和憎油性。此外，氟碳樹脂結(jié)晶性好，因此具有不粘附性和不濕潤性，廣泛應(yīng)用于廚房烹調(diào)用具和反應(yīng)釜、精密器械、各種罐類等的內(nèi)壁。

二、氟碳樹脂改性水性聚氨酯

眾所周知，水性聚氨酯涂料是以水為分散劑，且在其制備時引入了大量親水基團(tuán)，此外，大多數(shù)水性聚氨酯是線形結(jié)構(gòu)，其分子中有交聯(lián)結(jié)構(gòu)，但是此交聯(lián)由于氫鍵作用產(chǎn)生的物理交聯(lián)，并非化學(xué)交聯(lián)，這使得水性聚氨酯性能上存在一些缺點，例如耐水性、附著力不佳等。含氟聚合物具有“三高兩憎”的特性，如果將氟鏈段引入聚氨酯體系，則正好彌補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進(jìn)一步。

利用含氟聚合物“三高兩憎”的性能，為了提高水性聚氨酯乳液的耐水性，將氟鏈段引入聚氨酯體系，使復(fù)合乳液兼具兩種材料優(yōu)點。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，并對膜做了附著力、接觸角、吸水率等力學(xué)性能測試，采用掃描電鏡觀察改性后的 DF-01/WPU 復(fù)合材料的涂膜表面；用紅外光譜圖對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。實驗結(jié)果表明：當(dāng)氟碳樹脂含量為 7%時，吸水率最低，為 11.80%，比原來提高了2.8倍；此時的附著力也能達(dá)一級；改性后的黏度也比未改性乳液黏度增大。