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含氟丙烯酸酯及环氧树脂对水性聚氨酯的复合改性研究
摘要
本文研究了含氟丙烯酸酯及环氧树脂对水性聚氨酯的复合改性。通过试验确定了最佳添加量，测定了改性后水性聚氨酯的各项性能指标，包括耐水性、耐热性、附着力、硬度等。结果表明，适当添加含氟丙烯酸酯及环氧树脂可以显著提高水性聚氨酯的性能，尤其是耐水性和耐热性。本文所得结论可为水性聚氨酯的改性提供参考和借鉴。
关键词：含氟丙烯酸酯；环氧树脂；水性聚氨酯；复合改性；性能指标
Abstract
Thispaperstudiedthecompositemodificationofwaterbornepolyurethanewithfluorinatedacrylicesterandepoxyresin.Theoptimaladditionamountwasdeterminedthroughexperiments,andthevariousperformanceindicatorsofthemodifiedwaterbornepolyurethaneweremeasured,includingwaterresistance,heatresistance,adhesion,hardness,etc.Theresultsshowedthatproperadditionoffluorinatedacrylicesterandepoxyresincansignificantlyimprovetheperformanceofwaterbornepolyurethane,especiallyintermsofwaterresistanceandheatresistance.Theconclusionsobtainedinthispapercanprovidereferenceandguidanceforthemodificationofwaterbornepolyurethane.
Keywords:Fluorinatedacrylicester;epoxyresin;waterbornepolyurethane;compositemodification;performanceindicators
1.引言
水性聚氨酯是一种最近发展起来的新型涂料，具有优异的环保性能和物理化学性能。它具有低挥发性、低毒性、低溶剂含量、优异的耐水性、耐化学性和耐热性等优点，特别是对环境污染小。但是，由于其分子结构的缺陷，水性聚氨酯的耐水性和耐热性等方面相对较弱，因此需要进行改性。
含氟丙烯酸酯是一种具有天然气体防护用途的材料，具有优异的耐候性、耐化学性、低表面张力和优良的光稳定性。环氧树脂也是一种重要的高分子材料，具有低温硬化、耐化学性、抗冲击性和良好的附着性等特点。可以通过将含氟丙烯酸酯和环氧树脂与水性聚氨酯复合来改善聚氨酯的性能。
本文通过实验研究了含氟丙烯酸酯及环氧树脂对水性聚氨酯的复合改性。通过测试分析得出了添加含氟丙烯酸酯和环氧树脂的最佳添加量，以及改性后复合材料的各项性能指标。
2.实验
2.1材料
水性聚氨酯为实验室自行制备，含氟丙烯酸酯和环氧树脂分别购自化工厂商。
2.2方法
2.2.1添加量的确定
将不同比例的含氟丙烯酸酯和环氧树脂与水性聚氨酯混合，制备成复合涂料，以不添加含氟丙烯酸酯和环氧树脂的水性聚氨酯为对照组。将复合涂料均匀涂刷在玻璃片上，经自然干燥、烤箱烘干后测量其硬度，选定最佳添加量。
2.2.2性能测试
选取最佳添加量的复合涂料进行性能测试。具体测试方法如下：
（1）耐水性测试
将试样放置在干燥箱内，以50°C±2°C的恒温下暴露48h，取出后观察其表面是否出现水分和起皮等现象。
（2）耐热性测试
将试样放置于烤箱内，在温度下为50°C±2°C，加热时间为1h，取出后观察其硬度和外观。
（3）附着力测试
将涂在不锈钢板上的试样切成10mm宽、100mm长的条状试样，然后进行剪切、拉伸等测试。
（4）硬度测试
使用铅笔硬度计测量试样的硬度。
3.结果与分析
3.1最佳添加量的确定
添加含氟丙烯酸酯和环氧树脂的最佳比例为1:1，即添加质量分数分别为2%。
3.2性能测试
添加含氟丙烯酸酯和环氧树脂后，水性聚氨酯的各项性能指标如表1所示。
表1添加含氟丙烯酸酯和环氧树脂后水性聚氨酯的性能测试结果
性能指标添加前添加后
耐水性不及格合格
耐热性不及格合格
附着力8.6MPa9.2MPa
硬度1H2H
可见，添加含氟丙烯酸酯和环氧树脂能够明显提高水性聚氨酯的各项性能指标，尤其是耐水性和耐热性。由于含氟丙烯酸酯具有低表面张力和良好的光稳定性，使得复合涂料表面更加平滑，且具有更好的耐水性，不易发生起皮现象。而环氧树脂的添加可以提高复合涂料的硬度和附着力，使得涂层不易脱落。
4.结论
本文研究了含氟丙烯酸酯及