Page 232 - 《精细化工》2023年第11期

第 40 卷第 11 期 精 细 化 工 Vol.40, No.11
2 023 年 11 月 FINE CHEMICALS Nov. 2023

丙烯酸系列化学品
氟硅耐候自清洁涂层的制备及在高铁动车组上的应用

3
1
1
2
1
王 鑫 ，庄英斌 ，贾康乐 ，丁 宇 ，赵静存 ，
3
3*
4
吴海福 ，何发胜 ，余龙飞
（1. 中国铁道科学研究院集团有限公司 金属及化学研究所，北京 100081；2. 北京中铁科新材料技术有
限公司，北京 100081；3. 广东省科学院 广东省科学院化工研究所 广东省工业表面活性剂重点实验室，
广东 广州 510664；4. 中国铁路广州局集团有限公司 广州动车段，广东 广州 511400）
摘要：以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、甲基丙烯酸硬脂酸酯（SMA）、3-(丙烯酰氧
基)丙基三异丙氧基硅烷（AC-76）和 2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯（FOEMA）为原料合成了一系列不同单体
1
比例的聚合物（P1~P5），并用于构建耐候自清洁涂层。利用 FTIR、 HNMR 对聚合物结构进行了表征，采用紫
外-可见分光光度计及接触角测量仪测试了不同 FOEMA 和 SMA 质量分数对涂层透光率及疏水性的影响，对涂
层进行了人工加速老化、液滴滑落及涂鸦、摩擦性能测试，并考察了涂层喷涂到高铁动车组上的应用。结果表
明，当 SMA 质量分数为 10%，FOEMA 质量分数为 15%（以反应体系总质量计，下同）时制备的涂层 P3 具有
最大的透光率和水接触角，分别为 98.6%和 105.3°；涂层 P3 具有极佳的耐候性，加速老化 5000 h 后，涂层的保
光率及疏水性变化很小；涂层 P3 具有优异的抗污及自清洁效果；涂层 P3 在 900 g 压力下摩擦 100 次后接触角
仍>95°，说明其具有优异的机械稳定性。此外，该涂层对动车组外车身实际污染物具有明显的自清洁效果。
关键词：自清洁涂层；耐候性；抗污效果；低表面能；动车组；丙烯酸系列化学品
中图分类号：TQ630.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 11-2544-09

Construction of weather resistant self-cleaning fluorosilicone
coating and its application on high-speed trains

2
1
1
1
3
WANG Xin , ZHUANG Yingbin , JIA Kangle , DING Yu , ZHAO Jingcun ,
3*
4
3
WU Haifu , HE Fasheng , YU Longfei
（1. Institute of Metals and Chemistry, China Academy of Railway Sciences Group Co., Ltd., Beijing 100081, China;
2. Beijing Advanced Material Technology Co. Ltd. of China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China;
3. Guangdong Provincial Key Laboratory of Industrial Surfactant, Institute of Chemical Engineering, Guangdong
Academy of Sciences, Guangzhou 510664, Guangdong, China; 4. Multiple Depot of Guangzhou, China Railway
Guangzhou Group Co., Ltd., Guangzhou 511400, Guangdong, China）
Abstract: A series of polymers (P1~P5) with different monomer ratios were synthesized from methyl
methacrylate (MMA), 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), stearyl methacrylates (SMA),
3-(acryloyloxy)propyltrimethoxysilane (AC-76) and 2-(perfluorooctyl)ethyl methacrylate (FOEMA),
1
characterized by FTIR and HNMR, and then used to construct weather-resistant self-cleaning coatings.
The influence of FOEMA and SMA mass fractions on the transmittance and hydrophobicity of coating
were investigated by UV-Vis spectrophotometer and contact angle measuring instrument. The coating
obtained was analyzed for properties of the accelerated aging, droplet slippage, graffiti and friction,
and the performance of the coating applied on high-speed railway carriages was further investigated.
When the mass fraction of SMA and FOEMA were 10% and 15% (based on the total mass of the

收稿日期：2023-02-01; 定用日期：2023-04-04; DOI: 10.13550/j.jxhg.20230054
基金项目：中国铁道科学研究院集团有限公司重点科研项目（2021YJ228）；广东省科学院发展专项资金项目（2022GDASZH-2022010103）；
广州市科技计划重点项目（202206010144）
作者简介：王 鑫（1983—），男，硕士，副研究员，E-mail：158839579@qq.com。联系人：余龙飞（1983—），男，高级工程师，
E-mail：zsufly@163.com。