Page 200 - 《精细化工》2021年第6期

·1262· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

为 0.433 和 0.364 nm（小于 2 nm 可视为光滑表面）， 表 3 WSPA 漆膜综合性能
说明经过硅油改性后，漆膜的表面粗糙度并没有 Table 3 Properties of the WSPA coatings
发生很大变化，漆膜表面仍然是光滑的；漆膜的 样品 附着力/级 硬度 耐水性 耐酸性
疏水、疏油性能也不是因为漆膜粗糙度的改变而增 WSPA0 3 HB × ×
强的 [21-23] 。 WSPA1 2 HB √ √
WSPA2 2 HB √ √
通过 AFM 观察 WSPA4 漆膜得到的相图（图 7）
WSPA3 2 H √ √
进一步了解漆膜的表面形貌。从图 7 可以看出，
WSPA4 1 H √ √
WSPA4 漆膜表面连续，没有沟壑、斑点，说明
WSPA5 1 H √ √
PDMS-g-HPMA 与丙烯酸单体之间有较好的相容
WBA-8102 1 HB √ √
性，聚合后不会发生相分离，预聚体已经较好地接
枝到丙烯酸树脂分子链上。 由图 8 可知，漆膜的拉伸强度、断裂伸长率与
PDMS-g-HPMA 含量有着密切的联系。随着 PDMS-

g-HPMA 含量的提高，漆膜拉伸强度明显提高，这
是由于 PDMS-g-HPMA 的改性增加了丙烯酸树脂水
分散体交联结构密度，随着其含量增加，交联密度
不断增大，漆膜拉伸强度也由此提高；漆膜的断裂
伸长率呈现出下降趋势。从图中还可知，当 PDMS-g-
HPMA 含量为 3%~4%时，漆膜拉伸强度增加明显，
断裂伸长率下降较为平缓，而且 WSPA4 漆膜断裂
伸长率与 WSPA3 漆膜较为接近；然而，当 PDMS-g-
HPMA 含量从 4%提高到 5%时，拉伸强度增长率降

低，断裂伸长率降低程度明显增大。因此，可认为
图 7 WSPA4 漆膜表面 AFM 相图 WSPA4 漆膜力学性能最优，此时其拉伸强度为 15.6
Fig. 7 AFM phase image of the surface of WSPA4 coating
MPa，断裂伸长率为 356%。
由表 3 可知，随着 PDMS-g-HPMA 含量的增加，
2.6 漆膜综合性能分析
WSPA 漆膜的附 着力 、 硬 度 有 一 定 的 提 高 ， 当
图 8 为不同 PDMS-g-HPMA 含量 WSPA 漆膜的
PDMS-g-HPMA 含量增至 4%时，漆膜的附着力达到
拉伸强度与断裂伸长率；表 3 为 PDMS-g-HPMA 改
1 级，硬度达到 H，继续增加用量也不再提升。同
性前后 WSPA 漆膜综合性能测试结果，√表示漆膜
时，漆膜也由改性前的不耐水、不耐酸变得耐水、
经过 24 h 泡水（酸溶液）后无剥落或起泡等现象发
耐酸，这是因为 Si 原子在漆膜表面的富集，降低了
生，×表示漆膜经过 24 h 泡水（酸溶液）后有剥落
膜表面的表面能，使得水、硫酸难以在漆膜表面附
或起泡现象发生，其中 WBA-8102 为佛山合众化工
着、侵蚀，因此漆膜的耐水、耐酸性能得到提高。
的水性特种丙烯酸漆膜。 与市场在售产品 WBA-8102 相比，性能相当，有市

场化应用的潜力。

3 结论

本文以 PDMS-OH 为硅改性剂对纯丙烯酸树脂
进行改性，制备出一系列 WSPA。
（1）随着 PDMS-g-HPMA 用量增大，水分散体
粒径增大；当 PDMS-g-HPMA 含量为 4%时，WSPA4
的粒径为 208.57 nm，且分布较为均匀，储存 30 d
内无明显变化，具有良好的储存稳定性。

（2）当 PDMS-g-HPMA 含量为 4%，WSPA4 漆
图 8 不同 PDMS-g-HPMA 含量 WSPA 漆膜拉伸强度与 膜的拉伸强度为 15.6 MPa，断裂伸长率为 356%，
断裂伸长率
Fig. 8 Tensile strength and elongation at break of different 具有较好的力学性能；WSPA4 漆膜失重率为 10%
WSPA coatings 时，热分解温度为 302.4 ℃，较未改性漆膜 WSPA0