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以过硫酸铵(APS)为引发剂,通过乳液聚合法以全氟烷基乙基丙烯酸酯(FA)、甲基丙烯酸十八醇酯(SMA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)为原料,并以对氯甲基苯乙烯(CMS)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)作为功能改性单体进行共聚,合成了两种新型结构有机氯改性、有机氯/硅烷共改性的氟代聚丙烯酸酯树脂乳液(FSHC、FSHCK),通过红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、透射电镜(TEM)、纳米粒度仪及Zeta电位分析仪、X射线光电子能谱仪(XPS)等分析手段对两种乳液主组分的结构、乳胶粒形貌、粒径分布、Zeta电位和膜表面的化学组成进行了表征与测定。然后,将两种乳液分别与纳米TiO2等复配,制备水性氟碳涂料,研究了涂料的有关性能及其影响因素。结果如下:(1)FSHC为乳白色带蓝色荧光乳液,具有良好的稳定性。乳液主组分的结构表征显示,各单体已被键合在一起。而且,FSHC乳胶粒呈球状,排列整齐,粒径分布均匀,其平均粒径为146.2nm,Zeta电位为-21.2mV。FSHC膜表面明显存在大量的F元素,说明含氟基团更易迁移至表面,发挥优异的防水性。而Cl元素更易在涂膜底层铺展,进而可以提高涂料的附着力。当FSHC乳液用量为60g,纳米TiO2用量为20g,固化温度为70℃、时间为1h, CMS用量为2.53%时, FSHC乳液与纳米TiO2等制备的氟碳涂料,其附着力、硬度、耐水性等都获得了令人满意的效果。且疏水效果最好,水在涂层表面的接触角可达128.5°,涂层表面的吸水率为3.5%。(2)FSHCK为乳白色带蓝色荧光的乳液,具有良好的稳定性。FSHCK乳液的结构表征显示,各单体已被键合在一起。FSHCK乳液的微观形貌较好,排列较整齐、紧凑,其粒径分布较集中,平均粒径为112nm,乳胶粒带负电,平均Zeta电位为-23.5mV。FSHCK乳液膜表面明显存在大量的F元素,这样含氟链段在材料表面富集而使其表面能降低,赋予基质理想的疏水疏油性。而Cl元素更易在涂膜底层铺展,以增强涂膜的粘附力,提高涂料的附着力。由于Si元素含量很少,XPS谱图出峰不明显。当FSHCK乳液用量为55%,纳米TiO2用量为20%,热处理温度为70℃,时间为1h, KH-570用量为3.19%时,涂层的疏水性能最好,水在涂层表面的静态接触角可达135°,涂层表面的吸水率为3.3%。FSHCK氟碳涂料的各方面性能优异,如附着力、硬度、柔韧性、耐冲击性、耐水性、耐酸碱性及耐沾污性等均达到了行业标准,有极大的应用价值。FSHCK乳液/纳米TiO2涂层的表面存在疏水性物质FSHCK薄膜和二元微/纳米粗糙结构,二者相结合便产生了“荷叶效应”,有较大的静态接触角,具有优异的防水性。