论文部分内容阅读
“荷叶效应”的超疏水现象具有广阔的应用前景,近年来这一现象引起了学术界和工业界的广泛关注。本文将“荷叶效应”引入工业用环氧涂料中,制备了超疏水环氧涂层,一定程度上促进了“荷叶效应”的实际应用。
采用乳液聚合法合成了全氟烷基乙基丙烯酸酯(FA)-甲基丙烯酸甲酯(MMA)-苯乙烯(St)三元共聚物,并通过红外、核磁、GPC对其进行了表征。将所制得的三元共聚物与环氧涂料共混,对环氧涂层进行改性研究。考察了共聚物加入量、固化剂种类、固化剂用量、固化时间、固化温度等因素对涂层疏水性能的影响。当共聚物单体投料比(质量比)FA﹕MMA﹕St为3﹕3.5﹕3.5,共聚物加入量为环氧涂料质量的4t[%],固化剂选用高温固化剂乙二醇双偏苯三酸酐酯(TMEG),用量为10 wt[%],固化时间为2h,固化温度为120℃时,改性环氧涂层的水接触角高达152°;为了进一步改善环氧涂层的疏水性,在环氧体系中进一步加入了纳米SiO2,结果表明,纳米SiO2的加入量为环氧涂料质量的10[%]时,环氧涂层对水的滚动角小于5°。XPS测试表明在C、O、F三种元素中,F元素在环氧涂层表面含量为33.3[%],而在环氧涂层内部含量仅为1.9[%],F元素在涂层表面的浓度明显高于涂层内部的浓度。这表明在选定的条件下F元素在涂层表面得到了明显的富集。SEM扫描显示,环氧涂层表面分布了许多乳突状突起和微孔洞,并具有微米和纳米尺寸相结合的复合杂化结构。本文初步探讨了该类超疏水环氧涂层的形成机理,认为F元素的富集及微纳米粗糙结构的形成是由于本研究设计的“快迁移,慢固化”过程,并对该过程及结果进行了一定的解释。
最后对改性环氧涂层进行综合评价,改性环氧涂层附着力为1级,铅笔硬度为3H,表明改性环氧涂层优良的机械性能并未受到影响;通过耐化学药品腐蚀性测试及加速腐蚀测试,结果表明改性环氧涂层的耐腐蚀能力显著提高。