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由氟碳树脂、有机氟硅树脂、聚四氟乙烯粉末以及特种改性材料等组成的含氟低表面能涂料,具有优异的疏水疏油性、耐热性和化学品惰性,在涂料工业、织物整理及皮革涂饰等领域得到了广泛应用。但由于含氟低表面能涂料存在附着力差以及含氟单体价格昂贵等先天不足,于是研究者想通过自分层效应,构建自分层涂料,一次性涂刷于基材上随着溶剂的挥发自发分层,形成一个梯度涂层,这样形成的涂膜兼具两层或多层涂料的性能,从而改善了含氟涂料对基体附着力差和层间粘结性差的问题。但由于自分层涂料自身的复杂性,在理论和应用上还存在诸多问题尚待研究解决,以及室温固化成膜力学性能、强度、硬度较低、耐化学品性较差等不足。因此,本文拟以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯和2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯为单体分别合成两种含活性基团(-COOH、-OH)的耐腐蚀性好、附着力强的羟基丙烯酸树脂和耐候性优良、表面装饰性好的含氟羟基丙烯酸树脂,两种树脂与氨基树脂共混,制备可高温固化的自分层含氟低表面能涂料,成膜过程中随着溶剂的挥发,表面能低的含氟羟基丙烯酸树脂逐渐向涂层/空气界面扩散迁移,表面能高、附着力强的羟基丙烯酸树脂向涂层/基体扩散迁移分层,经高温固化,进一步促进涂膜分层和高温交联固化,使低表面能涂膜满足高强、高硬度、耐酸耐碱等优良性能,又能改善单组份含氟树脂对基体附着力差的问题。 首先设计合成了一系列不同活性基团含量的羟基丙烯酸树脂和含氟羟基丙烯酸树脂,并通过红外光谱仪(FTIR)对其结构进行了表征,通过激光粒度仪以及TEM对树脂乳液粒径及其分布进行了分析;还对乳液聚合过程中聚合温度、引发剂用量对单体的转化率的影响进行了研究。 在此基础上,将羟基丙烯酸树脂、含氟羟基丙烯酸树脂、氨基树脂固化剂和成膜助剂共混,在成膜过程中,通过羟基丙烯酸树脂和含氟羟基丙烯酸树脂表面能的差异,发生分层,经高温促进涂膜分层和涂膜热固化。然后分别用FTIR、X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线能谱仪(EDS)分别对涂膜的分层结构进行了表征。 结合自分层涂膜成膜过程的复杂性以及影响因素的多样性,为使涂膜具有最佳的分层效果,以及涂膜具有优异的疏水疏油性、耐水耐油性、耐酸耐碱性和高硬度以及良好的表变光洁效果,从树脂组成到成膜过程,从各个方面对分层的各种影响因素进行了初步研究。