甲基丙烯酸十三氟辛酯改性胺固化剂增韧环氧清漆涂层的性能和机理研究

摘要

[目的]氢化双酚A二缩水甘油醚环氧树脂(HBPA-EP)基涂层应用时脆性大、韧性不足、疏水性较差等问题亟待解决。[方法]使用甲基丙烯酸十三氟辛酯(C6F)对异佛尔酮二胺(IPDA)固化剂进行改性后，与HBPA-EP反应固化为涂层，研究了改性剂掺量对涂层疏水性能、力学性能、耐化学品性能和耐沾污性能的影响。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和核磁共振氢谱仪(1H-NMR)分析了C6F对IPDA的改性机理。采用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)对涂层拉伸断面形貌及表面氟元素的分布进行表征。[结果]C6F的氟碳链结构被成功引入到IPDA分子中。采用C6F改性IPDA制备的涂层在疏水性能和力学性能上都得到明显提高。C6F与IPDA的物质的量比为0.5∶1.0时所得涂层的性能最佳，其水接触角为118.2°，铅笔硬度达到2H，柔韧性为1 mm，粘结强度为16.2 MPa，在浸水、浸碱和浸酸8 d后未出现吸水溶胀现象，表面也具有良好的抗涂鸦沾污性能。[结论]改性后的IPDA与HBPA-EP反应形成了交联网状结构，氟碳键的存在使网状结构交联更加致密，实现了对HBPA-EP交联体系的有效调节，令改性涂层的疏水性能和力学性能均得到改善。

关键词

甲基丙烯酸十三氟辛酯 / 异佛尔酮二胺 / 固化剂 / 改性 / 环氧涂层 / 力学性能 / 疏水性 / 耐久性

基金资助

陕西省科技计划项目（2024GX-YBXM-378）; 西安市科技计划项目（23KGDW0035-2023）