Page 213 - 《精细化工》2020年第3期

第 3 期 狄凯莹，等: 含环氧基氟树脂防腐涂层的制备及性能 ·631·

1.4 涂层的制备 图 2 为固化剂的红外光谱。a 谱线在 3428 cm –1
–1
分别制备 3 种涂覆剂：无固化剂氟树脂、氟树 处出现—OH 的伸缩振动峰，b 谱线在 3350 cm 处
脂/ PFPE-DEA 体系、氟树脂/PFPE-PEA 体系，表示 出现仲胺（N—H）伸缩振动峰，b 和 c 谱线分别在
为 F-X、F-X/DEA、F-X/PEA。涂覆剂中氟树脂质量 2978 和 2979 cm 处出现明显的亚甲基（—CH 2 ）伸
–1
分数均为 1%，固化剂用量为氟树脂质量的 10%。 缩振动峰。由此可见，磺酸酯与胺基发生了亲核取
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用 06 砂纸将铜板表面打磨净，再用无水乙醇棉 代反应。
球擦拭铜板表面，待铜板表面乙醇完全挥发后，将
制成的涂覆剂喷涂在铜板表面，室温放置 10 min，后
在真空干燥箱中于 150 ℃固化 0.5 h，得到的涂层厚
度小于 1 μm。
1.5 测试与表征
采用红外测试对氟树脂及固化剂结构进行表
–1
征，溴化钾压片，扫描范围 4000~400 cm 。涂层表
面静态水接触角测试使用去离子水，液滴体积为 1
μL，测试温度 25 ℃。中性盐雾实验，盐雾为质量
分数 5%的 NaCl 溶液，温度为 35 ℃，pH 6.5~7.2，
2
喷雾量为 0.0125~0.025 mL/(cm ·h)，并且连续不间
图 2 D-PFPE-OH(a)、PFPE-PEA(b)、PFPE-DEA(c)的红
断喷雾。EIS 测试工作电极为基底金属，参比电极 外光谱图
为饱和氯化银电极，辅助电极为铂电极，电解质溶 Fig. 2 FTIR spectra of D-PFPE-OH (a), PFPE-PEA (b)
液为质量分数 3.5%的 NaCl 溶液。阻抗在开路电位下 and PFPE-DEA (c)

2
进行测试，涂层测试面积为 1 cm ，测试频率范围为 2.2 静态水接触角
5
1~1×10 Hz，正弦波信号振幅为 20 mV，用 ZSimpWin 图 3 是 F-X、F-X/DEA、F-X/PEA 涂层的静态水
软件对测试结果进行拟合。极化曲线测试范围为开路 接触角柱形图。
2
电压±250 mV，涂层测试面积为 1 cm ，扫描速率为 5
mV/s。通过扫描电镜对涂层腐蚀前后的形貌进行观
察，并通过 TG 对氟树脂的热稳定性进行分析。

2 结果与讨论

2.1 结构表征
图 1 是 F-6 及合成原料的红外光谱。2700~ 3100
cm –1 为甲基、亚甲基伸缩振动吸收峰；1770~ 1710
–1
–1
cm 为酯基伸缩振动吸收峰。c 曲线中 1224 cm 为三
–1
氟甲基特征吸收峰；906 cm 处为环氧基团特征吸
–1
收峰；且在 1630~1695 cm 内无碳碳双键伸缩振动
峰，表明原料已反应完全。 图 3 涂层水接触角柱形图
Fig. 3 Water contact angles of the coatings
由图 3 可见，除 F-9 系列（即包括 F-9、F-9/DEA、
F-9/PEA，下同）和 F-6 系列的涂层，其余系列涂层
的静态水接触角基本稳定在 120°左右，与文献中报
道的认为—CF 3 基团六角密堆形成的固体表面具有
最低的表面能，这种表面与水的接触角实际为 119°
相差不大 [12] 。随着 PFHEAc 含量的减少，接触角稍
有降低。F-9 与 F-6 两涂层的水接触角可达到 140°以
上。这是由于，F-9 氟树脂含氟基团数目最多，在铜
板表面固化成膜的过程中，含氟基团倾向于向膜表面

图 1 PFHEAc(a)、GMA(b)、F-6(c)的红外光谱图 迁移造成表面氟元素富集，氟元素的富集提高了涂层
Fig. 1 FTIR spectra of PFHEAc (a), GMA (b) and F-6 (c) 表面的疏水性，而 F-6 氟树脂涂层的水接触角推测与