Page 218 - 精细化工2019年第9期

·1946· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

2.2 DVE 对丙烯酸二级分散体的影响 图 4 中曲线 a 是固化剂的红外光谱，在 2273 cm –1
表 1 是 DVE 质量分数对丙烯酸二级分散体的影 处出现了 N—H 特征吸收峰；曲线 c 和 d 相比于曲
–1
–1
响，随着 DVE 质量分数的增加，黏度逐渐减小，粒 线 b，在 841 cm 和 758 cm 处出现了 Si—C 的摇
–1
径逐渐增加；当 DVE 质量分数超过 6%后，分散体 摆振动吸收峰，在 695 cm 处有 C—F 的面外摇摆
外观变为乳白色，储存稳定性减弱。这是由于 DVE 振动峰，说明聚合制备了含氟硅的水性丙烯酸树脂
–1
质量分数越大，大分子不易分散，导致粒径变大， 和改性的涂膜；曲线 d 中，3322 cm 为—NH 特征
粒径大的粒子易发生聚集而沉降，致使体系不能长 吸收峰，相比于前 3 条曲线，羟基峰和 NCO 基团的
时间存储。 伸缩振动吸收峰减弱或消失，表明固化剂中的 NCO
–1
基团与羟基发生了固化反应，在 1530 cm 处出现了
表 1 DVE 质量分数对丙烯酸二级分散体的影响
Table 1 Effect of DVE content on the properties of acrylic 氨基甲酸酯的 C—N 伸缩振动峰，进一步验证固化
resin secondary dispersion 反应的发生；根据红外谱图分析，DVE-n 的羟基与
黏度/(mPas) 平均粒径/nm 分散体外观 储存稳定性/月 异氰酸酯固化剂中的 NCO 基团发生了固化反应，形
DVE-0 212 89 半透明 ＞6 成了交联结构。
DVE-1 175 93 半透明 ＞6 2.3.2 涂膜的 XPS 分析
DVE-2 159 107 半透明 ＞6 图 5 是运用 XPS 对 2K-WPU-3 涂膜表面进行元
DVE-3 141 134 微乳白 6 素分析的结果，表 2 是涂膜表面 C、N、O、F、Si
DVE-4 120 158 乳白 ＜6 元素的相对含量与键能。碳、氮、氧、硅、氟元素
对应的结合能分别为 284~289、399、532、102 与
图 3 是 DVE 质量分数为 6%的丙烯酸二级分散
688 eV。通过对 XPS 曲线的分析得出，氟和硅原子
体的透射电镜照片。从图 3 可看出，粒子似核壳型
能够迁移并富集于涂膜的表面。
结构，基本呈球形分布，粒径约为 128~140 nm，并

分布均匀。

图 3 丙烯酸二级分散体的 TEM 照片
Fig. 3 TEM image of acrylic secondary dispersion
图 5 2K-WPU-3 涂膜的 XPS 全谱图
2.3 DVE 对涂膜的影响 Fig. 5 XPS spectrum of 2K-WPU-3 film
2.3.1 DVE 对涂膜的红外光谱分析
图 4 为固化剂、DVE-0、DVE-3、2K-WPU-3 表 2 涂膜表面 C、N、O、F、Si 元素的相对含量与键能
Table 2 Relative contents and binding energy of C, N, O, F
的 FTIR 谱图。 and Si on the film surface

元素

C N O F Si
相对含量/% 60.1 1.2 20.3 3.2 15.2
结合能/eV 284~289 399 532 688 102

2.3.3 涂膜的 TG 分析
2K-WPU 涂膜的 TG 曲线见图 6。不同 DVE 含
量 2K-WPU 涂膜的热失重数据见表 3。
由图 6 可知，所有膜的热分解主要发生在
100~510 ℃内，510 ℃后其质量保持率维持稳定且 3

图 4 Bayhydur XP 2655(a)、DVE-0(b)、DVE-3(c)和 2K-WPU-3 条热重曲线 a、b 和 c 降解趋势大致相同，主要分两
（d）的红外光谱 个阶段，50~420 ℃失重较为缓慢，420 ℃后失重
Fig. 4 FTIR spectra of Bayhydur XP 2655 (a), DVE-0 (b),
DVE-3 (c) and 2K-WPU-3 (d) films 加快。