Page 46 - 《精细化工》2020年第4期

·680· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

表 4 固化膜的综合性能分析 表 5 涂膜的综合性能分析
Table 4 Comprehensive performance analysis of cured films Table 5 Comprehensive performance analysis of coating
film
耐冲击性
样品 表干时间/h 硬度 附着力/级
/(kg·cm) 性能 自制水性涂料 市售涂料
WEP 4 3H 1 50 硬度/H 5 3
WFEP1 4 4H 2 46 附着力/级 1 1
WFEP2 4 5H 2 44 耐冲击性/(kg·cm) 50 50
耐酸性/h >48 >48
由表 4 可知，与 WEP 相比，WFEP1 和 WFEP2 耐碱性/h >48 >48
的铅笔硬度明显提高，但附着力和耐冲击性有所下 耐汽油性/h >168 >168
降；且随着氟含量的提高，硬度逐渐提高，耐冲击 耐水性/h >168 144 h 后起泡
性能逐渐下降。这是因为氟含量的提高使得改性树 水接触角/(°) 92 52
脂分子侧链中 C—F 键含量增多，极性基团 C—F 键 防污性 笔迹基本擦除干净 仍有大量笔迹残留
聚集在固化膜表面，使涂膜表面存在的—C—F···H 成本（市售涂料成本 1.3 1
作为单位 1）
—N—形成的氢键作用加强，固化膜的表面层交联
度增加，从而提高了固化膜的表面硬度，这种交联 3 结论
使得固化膜的冲击性也随之下降。但是 C—F 键的
键能大，表面自由能低，也会降低涂层与基材界面 （1）成功合成了一种含短氟碳链结构的自乳化
之间的表面张力，使得附着力下降 [36] 。 型水性环氧固化剂（DETA-HFIPEP-BGE）和氟改性
2.7 涂膜的综合性能评价 环氧树脂（HFIPEP），并通过 FTIR 确定了其结构。
图 7 是两种涂膜防污性能的比较。结果表明， 用 DETA-HFIPEP-BGE 乳化 HFIPEP，进而制备了具
自制的含氟结构环氧树脂水性涂料具有良好的防污 有环保、疏水型含短氟碳链结构的水性环氧树脂。
效果，而市售的环氧地坪涂料易渗染记号笔墨色， （2）经含氟结构改性后的水性环氧树脂固化膜
防污效果不理想。这是因为一旦涂膜表面沾有污物， 的疏水性明显提高，较低的氟含量（2.4%）就可以
污物会在毛细管的作用下，以空气中的水蒸气为介 达到疏水效果，提高氟含量（5.1%），水接触角最
质，进入涂膜内。而自制的含氟结构环氧树脂因为 大可达到 98°，表面能最低为 20.08 mN/m。同时 AFM
含有氟碳结构侧链，具有较低的表面能，会自发地 的结果表明，氟元素的引入提高了膜表面的粗糙程
迁移聚集到涂膜的表面，降低涂膜的表面张力， 度。
同时，涂膜表面存在的—C—F···H—N—形成的氢 （3）利用 TG 测试了树脂的热稳定性，结果表
键作用，使表面的交联度增大，有效地提高了涂 明，含氟结构改性后的水性环氧树脂固化膜热稳定
膜表面的致密度和硬度，从而提高了涂膜的防污性 性有所提高，尤其是在高温段，600 ℃下的残炭率
能 [37] 。 提高到了 9.6%
（4）力学性能测试结果表明，含氟结构的引入
对环氧树脂固化膜的力学性能改变较小，随着氟含
量的提高，固化膜的铅笔硬度提高到了 5H，但附着
力和耐冲击性稍有下降。配制成环氧涂料后，涂膜
各项指标性能良好，同时硬度提高，表面能降低，
具有疏水、防污的特性，对解决环氧树脂涂料疏水
性差，表面张力大等问题有重要帮助，极大地拓宽
了水性环氧涂料的应用范围。

图 7 涂膜的防污性能比较
Fig. 7 Comparison of antifouling properties of coating films 参考文献：
[1] ZHOU Jiliang (周继亮), TU Weiping (涂伟萍), XIA Zhengbin (夏正
表 5 是涂膜的综合性能比较分析。由表 5 可以 斌). Synthesis and properities of water-borne epoxy curing agent[J].
New Chemical Materials (化工新型材料), 2005, 33(2): 21-28.
看出，自制的水性含氟结构环氧地坪涂料与市售的
[2] ZHANG Yingqing (张英强), XU Wei (徐微), LI Ye (李烨), et al.
水性环氧地坪涂料相比，各项指标相差不大，但是 Study on properties analysis of transparent side-chain fluorinated
自制的水性环氧涂料硬度更高，并且表面能更低， polyurethane elastomers[J]. New Chemical Materials (化工新型材
料), 2012, 40(10): 27-28, 31.
具有疏水、防污的特点。 [3] ZHANG Xinya (张新亚), WEI Xia (魏霞), CHEN Huanqin (陈焕