氟碳丙烯酸树脂的制备及其涂层的抗沾污性研究

摘要

紫外光固化涂料(UV涂料)因高效、节能、环保、经济等优势,以及涂膜优异的抗划伤性、耐化学性、光亮等特点,已广泛应用于手机、平板电脑等消费电子产品的表面罩光。但这些产品在使用过程中容易留下指纹印、皮肤油脂、墨迹等污渍。因此,人们对UV抗沾污涂料产品兴趣浓厚。抗沾污涂料的研究主要集中在有机硅和有机氟涂料。基于氟碳丙烯酸酯聚合物极低的表面能、超强的疏水疏油性,已受到高度关注。本文通过可逆加成断裂链转移(RAFT)可控聚合,制备了一系列结构可控的丙烯酸酯-氟碳丙烯酸酯嵌段共聚物;采用“先臂后核”方式,合成了氟碳丙烯酸酯多臂星形-嵌段共聚物。利用核磁共振、凝胶渗透色谱对其进行了表征。结合差热扫描量热仪(DSC)、原子力显微镜(AFM)、接触角测试,系统的研究了聚合物链结构对微相分离、表面形态的影响,涂层表面形态与抗沾污性能的对应关系,结果表明:(1)由于P(MA-ran-nBA)与PFAEA的不相容性,使所合成的氟碳丙烯酸酯嵌段共聚物有比较明显的微相分离结构,且以具有特定分子链结构的只带有几个FAEA单元的氟碳丙烯酸酯嵌段共聚物,就能够构筑具有特定结构的表面,将其加入配方固化成膜后,涂膜与水的接触角最大能达到110°。(2)从自然仿生荷叶表面疏水现象出发,所合成的氟碳丙烯酸酯多臂星形-嵌段共聚物涂层表面形成直径为40～70nm的粒状突起结构,其形貌相对于氟碳丙烯酸酯嵌段共聚物规整有序,将其加入配方固化成膜后,涂膜与水的接触角能达到116°。氟碳丙烯酸酯嵌段及多臂星形-嵌段共聚物中含氟组分在固化过程中向表面迁移,形成具有微-纳结构的疏水疏油抗沾污涂层,涂层的抗指纹、抗皮肤油脂沾污性良好。

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第一章 绪 论

1.1 自然界中的自清洁现象及其原理

1.2 抗沾污涂料的分类

1.3 抗沾污涂料的研究现状

1.4 含氟聚合物的结构与涂膜表面性能

1.5 紫外光固化抗沾污涂料的优势

1.6 本文的研究目的及意义

第二章 RAFT聚合制备氟碳丙烯酸酯嵌段及多臂星形-嵌段共聚物

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 氟碳丙烯酸酯嵌段及多臂星形-嵌段共聚物的性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 氟碳丙烯酸树脂光固化涂料的抗沾污性研究

4.4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

读研期间的科研成果