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随着人们环保意识的增强,水性聚氨酯(WPU)逐渐替代溶剂型聚氨酯,被广泛应用于涂料、胶黏剂等领域。然而,水性聚氨酯分子链中的亲水性基团使得聚氨酯涂层的疏水性、耐腐蚀性能变差,因此,疏水改性是拓展聚氨酯应用的必要途径。常用的疏水改性方法是引入低表面能元素和构造表面微纳米粗糙结构。本论文将上述两种方法结合,首先将氟元素引入聚氨酯,制备含氟丙烯酸酯/聚氨酯(WFPUA)乳液,再与纳米SiO2粒子复合,提高聚氨酯的疏水性。首先以十三氟辛醇和甲基丙烯酸为原料合成甲基丙烯酸十三氟辛酯(FA),并通过红外光谱(FT-IR)表征结构,气相色谱检验纯度。结果表明:醇酸摩尔比为1:2,催化剂用量为十三氟辛醇的3 wt%,阻聚剂用量为甲基丙烯酸的1wt%,反应温度为116℃,反应时间为7 h,产率可达73.4%。以聚醚多元醇(PPG1000)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、二羟甲基丙酸(DMPA)、丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料,FA为功能单体制备了一系列WFPUA乳液。FA含量从0%增加到20%,乳液粒径有所增大,粘度减小;胶膜的耐水、耐酸碱性,拉伸性能,热稳定性都有所提高。当FA为WPU的15 wt%时,乳液、胶膜的综合性能较好。将用三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-正辛基硅烷(FAS)改性的SiO2加入WFPUA乳液中,利用共混法制备复合乳液。采用FT-IR、TG和TEM对改性SiO2的结构进行表征,研究了改性SiO2的用量、干燥温度对涂层接触角、吸水率、附着力、铅笔硬度、热稳定性以及涂层防腐性能的影响。结果表明,当100份WFPUA乳液中加入8份改性SiO2、干燥温度为80℃时,涂层具有良好的疏水疏油性能,对水和正十六烷的接触角分别为110.2°和40.3°;SEM和AFM表明改性SiO2在涂层表面形成了粗糙结构;EIS分析表明改性SiO2能改善涂层的防腐性能。以3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷为反应性单体,利用原位聚合法合成了纳米SiO2/WFPUA复合乳液。结果表明:随着纳米SiO2含量的增多,乳液的粒径、粘度有所增大,胶膜的疏水性、耐腐蚀性热稳定性有明显的提高,但是乳液的稳定性有所下降。当纳米SiO2为3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的10 wt%时,乳液、胶膜的综合性能较好,其中胶膜对水的接触角为108.0°。