亲水疏油型含氟环氧树脂的制备和表征
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第４ ２卷 第 ７期
２１ ０ ２年 ７月
涂 料 工 业
Ｐ Ｎ ＆ Ｃ０ Ｉ ＡＩ Ｔ ＡＴ ＮＧＳ Ｉ ＮＤＵＳ ＲＹ Ｔ
Ｖｏ ． ２ ＮＯ ７ １４ ．
Ｊ １２ １ ｕ． ０ ２
亲 水 疏 油 型 含 氟 环 氧 树 脂 的 制 备 和 表 征
应立 萍 ， 彭叔 森 ， 张 昕 ， 文 杰 ， 学 东 （ 波 市海洋 防护材 料 与 赵 乌 宁 工程技 术 重 点 实验 室 ， 中国科 学 院宁波 材料技 术与 工程研 究 所 ， 江 宁波 ３ ５ ０ ） 浙 １２ １
胺（Ｄ Ｂ ＭＡ） 化 学 纯 ， 药 集 团 化 学 试 剂 有 限 公 司 ； ｏｙ ： 国 Ｚ ｎｌ
氧树脂未见报道 。Ｆ Ｎ是 一种 含 氟表 面 活性 剂 ， Ｓ 由拒 油性 的
氟 碳 链 段 和 亲 水 性 的 聚 醚 链 段 两 部 分 组 成 。Ｊｈ ｏｎ等 用 Ｆ Ｎ Ｓ
接 枝硅片表面 ， 使水的接 触角 达 到 １ 。 右 ， ５左 十六 烷 的接触 角
Ｙ ｎ ｉｉｇ Ｐ ｎ ｈ ｓｎ Ｚ ａ ｇＸ ｎ Ｚ ａ ｎｉ， ｕ ｄ ｎ ｉｇＬｐｎ ， ｅ ｇＳ ｕ ｅ ，ｈ ｎ ｉ， ｈ ｏＷｅｊ ＷｕＸ ｅｏ ｇ ｅ
（ ｉ ｂ ｅ ａ ｏａ ｒ ｏ ｒ ｅ ｒｔ ｔ ｎＭａｅｉ ｓ Ｎ ｎ ｂ ｓ ｔ ｅ ｔ ｉｌ Ｎｎ ｏＫｙＬ ｂｒｔ ｙ ｆＭａｉ ｏ ｃｏ ｔ ａ ， ｉｇｏＩ ｔｕ Ｍａ ｒ ｇ ｏ＂ ｎＰ ｅｉ ｒｌ ｎ ｉｔｏ ｆ ｅａ
丫
成厚度约为 １ｍ 的薄膜 。具体 反应过程如式 （ ） 示 。 ｍ １所
Ｈ 。
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
２ ＋ 。
一
一
一 彳 。 士
为 进 一 步 提 高 其 亲 水 疏 油 性 能 ， 为 了保 证 环 氧 树 脂 膜 也 的均 匀 透 明 及 稳 定 ， 研 究 以 亲 水 性 Ｐ Ｇ 及 Ｆ Ｎ、 氧 树 脂 本 Ｅ Ｓ 环
Ｅ ４为原料制 备亲 水 疏油 型含 氟 环氧 树脂 ． ４ 并通 过 Ｆ Ｔ—Ｉ Ｒ、
Ｘ ＳＡ Ｍ和接触角测定 仪表征了其表面物理化学性质。 Ｐ 、Ｆ
１ ２ 实 验步 骤 ．
吖 Ｌ四 口烧 瓶 在装 有冷凝管 、 温度 计 、 械搅 拌 器 的 ２ ０ ｍ 机 ５
一，
中加 入 Ｉ Ｄ 和二月桂酸二 丁基 锡 ， Ｅ ＰＩ Ｐ Ｇ用 Ｄ ＭＦ溶解 ， ０℃ 在７
下 缓 慢 滴 加 到 ＩＤ 中 ， 温 反 应 ３ｈ ＰＩ 恒 。然 后 加 入 Ｆ Ｎ， 续 反 Ｓ 继
［ 基金 项 目］ 国 家 自然科 学基 金 （ 准号 ：０ ７ ２ ２ 、 波 市 自然科 学 基金 （ 准 号 ：０ １ ６０ ３ ） ２ １ 批 ５７ ５ １ ） 宁 批 ２ １ Ａ １ １９ 、０ ２浙 江 省 创 新 团队
应立 萍等 ： 亲水疏油 型含氟环氧树脂 的制备和表征
１， ５ Ｙ：１ ７ 使 用 前 １０℃ 真 空 干燥 ２ｈ ～ ， ２ 。 应 ３ｈ 得 到异 氰 酸 酯 基 封 端 的 聚 氨 酯 。 ， Ｆ ４用 Ｄ Ａ ＭＦ稀 释 后 加 入 到 上 述 聚 氨 酯 溶 液 中 ， 温 至 升 ７ ℃ ， 续 反 应 ４ｈ 然 后 加 入 Ⅳ， ～二 甲基 苄 胺 ， 拌 均 匀 ５ 持 。 Ⅳ 搅 后 ， 倒 在 聚 四 氟 乙 烯 板 上 ， 入 ８ ℃ 的 烘 箱 中烘 烤 ４ ｈ 制 倾 放 Ｏ ，
谱仪分析表 面元素 种类 及其 含量 ， 试之 前样 品在 真 空烘 箱 测
（０℃ ） ８ 中干 燥 ２ ， 除 去 Ⅳ， 一二 甲基 苄 胺 。 ４ｈ 以 Ⅳ
活 的使用工 艺 ， 广泛应用 于国防 、 国民经 济 的各 个领 域 中。若 环氧树脂具有亲 水疏 油 的特性 ， 能使 众 多的 器材 、 筑 、 则 建 地
面 等 表 面 实 现 易 清 清 和 防 污 的 性 能 ， 目前 亲 水 疏 油 型 的 环 但
纯， 阿拉丁 ， 使用前与苯共 沸蒸馏 除水 ； 环氧树 脂 Ｅ ４， 海争 ４ 上 锐化工有 限公 司 ， 使用前 与苯共 沸蒸馏 除水 ； Ｎ一二 甲基苄 Ｎ，
物 理 化 学 性 质 。所 制 备 的 材 料 表 面 是 一 种 对 水 和 油 具 有 特 殊 响 应 的 智 能 表 面 ， 过 表 面 链 段 重 构 表 现 出 亲 水 性 和 疏 通 油 性 。其 在 Ｆ Ｎ含 量 为 ６ 时 达 到 最 佳 效 果 ， 时 水 的接 触 角 为 １ 。 十 六烷 的 接 触 角 为 ８ 。 Ｓ ％ 此 ７， ２。 关 键 词 ： 水 ； 油 ； 氟 ； 氧 树 脂 亲 疏 含 环 中 图分 类 号 ：Ｑ６ ０ ４ Ｔ ３ ． ３ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：２ ３ ３ ２ ２ １ ） ７— ０ ｌ— ６ ０ ５ —４ １ （０ ２ ０ ０ １ Ｏ
（ Ｐ ） ｃｎａｔ ｎ ｌ Ｃ Ｘ Ｓ ， ｏｔｃ ａ ｇ ｅ（ Ａ）ａ ｄａｏ ｒｅ ｃ ｓｏｙ（ Ｆ ｎ ｔ ｆ ｃ ｒ ｃｐ Ａ Ｍ）ｍｅｓｒｍ ｎｓ ｅｅｕｅ ｈ ｒｃ ｒ ｅ ｈ ｍ ｏ ｍｉ ｏ ａｕｅ ｅ ｔ ｗ ｒ ｓｄｔ ｃａａｔ ｉ ｅ ｏ ｅｚｔ
Ｋｅ ｏ ｄ ｈ ｄ ｏ ｈｉ ｃ； ｌｏ ｈ ｂ ｃ；ｌ ｏ ｉ ａｅ ｅ ｏ ｙ ｒ ｓｎ ｙ Ｗ ｒ ｓ： ｙ ｒ ｐ ｌ ｏ ｅ ｐ ｏ ｉ ｆｕ ｒｎ ｔ ｄ； ｐ ｘ ｅ ｉ ｉ
油 的表 面 能 小 于 水 的表 面 能 ， 一 个 给 定 的 均 匀 表 面 上 ， 在 油 的 接 触 角 总是 比水 小 … 。如 果 水 在 固体 表 面 的 接 触 角 比油 的接触角更 小 ， 即 固 界 面 存 热 力 学 上 比 油／ 界 面 更 为 稳 固 定 ， 意 味 着水 可 以 自发 地 把 油 从 固 体 表 面 清 洗 下 来 ， 种 亲 就 这 水 疏 油 的表 面 ， 可在 易清 洁 表 面 、 沾 污 涂 料 、 物 整 理 等 领 域 耐 织 得 到广 泛应 用 。 目前 制 备 亲 水 疏 油 材 料 的方 法 主要 是 通 过 表 面 接枝 或 嵌 段 共 聚 在 材 料 中 同 时 引入 Ｆ元 素 和亲 水 性 基 团 （ 例
１ 实 验 部 分
１ １ 实 验 试 剂 ．
异 佛 尔 酮 二 异 氰 酸 酯 （Ｐ Ｉ ：９ ， 拉 丁 ； 月 桂 酸 二 ＩＤ ） ９ ％ 阿 二 丁基 锡 ：５ ， ９ ％ 阿拉 丁 ； 乙二 醇 （ Ｅ ： 均 相 对 分 子 质 量 为 聚 Ｐ Ｇ） 数 １ ０ ， 学纯 ， ０化 ０ 国药 集 化 学 试 剂 有 限 公 司 ， 用 前 １０ｏ 使 ２ Ｃ真 空 干燥 ２ｈ 以 除 去 水 分 ；Ｎ， 一二 甲 基 甲 酰 胺 （ ＭＦ ： 级 ， Ｎ Ｄ ）优
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如羧酸基 、 基 、 氨 聚醚嵌 段 等 ）
， 在 已有 的文 献 报道 中， 但
水 、 接 触 角 相 差 ５ 。 右 ， 待 进 一 步 提 高 亲水 性 和疏 油 性 。 油 ０左 有 环 氧 树 脂 具 有 良好 的 物 理 化 学 性 能 、 异 的 粘 结 强 度 、 优 灵
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１ ３ ２ Ｘｉ ． ．
样 品用 Ｋ ￣ ｓＡ ｉＵ ｒＤ Ｄ Ｓ ｅｔ ｍｅ ｒ ｒ ｏ ｘｓ ｈａ Ｌ ｐ ｃ ｏ ｔ 线 光 电 子 能 ｒ ｅ Ｘ射
Ｐ Ｇ改性 的环氧树脂 。３种薄膜成分组 成详 见表 ｌ Ｅ 。
表 １ 薄 膜中各组分的含量
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为表明本研 究所 制备 的薄 膜所 具有 的特 殊浸 润性 ， 设 特 置 ２个 对 照 组 ： 是 未 经 过 任 何 改 性 的 环 氧 树 脂 ； 是 只 经 过 一 二 。
摘 要： 以含氟表面 活性 剂（ Ｓ 、 乙二醇 （ Ｅ 、 佛尔酮二 异氰酸酯 （Ｐ Ｉ 和环氧树脂 （ Ｐ 制备 亲水疏 油 Ｆ Ｎ） 聚 Ｐ Ｇ） 异 ＩＤ ） Ｅ）
型的含氟环氧树脂 。利 用 ｘ射线 光电子能谱仪 （ Ｐ ） 接 触角测定仪 （ Ａ 和原子力显微镜 （ Ｆ 表征 了薄膜 的表 面 ＸＳ、 Ｃ ） Ａ Ｍ）
达 到 ７ 。 右 ， 有 一 定 的亲 水 疏 油 能 力 。 ０左 具
Ｆ Ｎ一１０氟碳表 面 活性剂 ： 国 杜邦公 司 ； Ｓ ０ 美 相对 分子 质 量为
９ ０ 结 构 式 为 Ｆ（ Ｆ Ｃ ２ Ｈ２ Ｈ Ｏ（ Ｈ Ｃ Ｏ）Ｈ， ５， Ｃ ２ Ｆ ）Ｃ Ｃ ２ Ｃ ２ Ｈ２ Ｘ＝０ ～
ｏ ｌ ｙ ｃ ｉ ｅ ｍ ｅ ｔｒ ｃ ｎ ｔｕｃｉｎ． Ｉ ｇ ｖ ｈｅ ｂ ｓ ｅ ｕｌ ｅ ｈ ｏ ｔ ｎ ｆＦＳ ｗａ ｕｓｙ ｂ ｈａｎ ｓ ｇ ｎ ｅ ｏ ｓｒ ｔｏ ｔ ａ ｅ ｔ ｅ ｔｒ ｓ ｔ ｗｈ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔｏ Ｎ ｓ６％ ．ｗｈ ｎ ｔ ｓ ｅ ｈｅ ｓ ｒａ ｅ ｃ ｎ ａ ｔａ ｇｅ １ ｕ ｃ ｏ ｔ ｃ ｎ ｌ ７。 ｗｉ ｔｒ ａ ｄ ８ ｆ ｔ ｗａｅ ｎ ２。 ｗｉ ｅ ａ ｅ ａ ｅ， ｒ ｓ ｅ ｔ ｅｙ． ｈ ｔ ｈ ｘｄ ｃｎ ｈ ｅ ｐ ｃｉ ｌ ｖ
第４ ２卷 第 ７期
２１ ０ ２年 ７月
涂 料 工 业
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Ｖｏ ． ２ ＮＯ ７ １４ ．
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亲 水 疏 油 型 含 氟 环 氧 树 脂 的 制 备 和 表 征
应立 萍 ， 彭叔 森 ， 张 昕 ， 文 杰 ， 学 东 （ 波 市海洋 防护材 料 与 赵 乌 宁 工程技 术 重 点 实验 室 ， 中国科 学 院宁波 材料技 术与 工程研 究 所 ， 江 宁波 ３ ５ ０ ） 浙 １２ １
胺（Ｄ Ｂ ＭＡ） 化 学 纯 ， 药 集 团 化 学 试 剂 有 限 公 司 ； ｏｙ ： 国 Ｚ ｎｌ
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接 枝硅片表面 ， 使水的接 触角 达 到 １ 。 右 ， ５左 十六 烷 的接触 角
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一
一 彳 。 士
为 进 一 步 提 高 其 亲 水 疏 油 性 能 ， 为 了保 证 环 氧 树 脂 膜 也 的均 匀 透 明 及 稳 定 ， 研 究 以 亲 水 性 Ｐ Ｇ 及 Ｆ Ｎ、 氧 树 脂 本 Ｅ Ｓ 环
Ｅ ４为原料制 备亲 水 疏油 型含 氟 环氧 树脂 ． ４ 并通 过 Ｆ Ｔ—Ｉ Ｒ、
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应立 萍等 ： 亲水疏油 型含氟环氧树脂 的制备和表征
１， ５ Ｙ：１ ７ 使 用 前 １０℃ 真 空 干燥 ２ｈ ～ ， ２ 。 应 ３ｈ 得 到异 氰 酸 酯 基 封 端 的 聚 氨 酯 。 ， Ｆ ４用 Ｄ Ａ ＭＦ稀 释 后 加 入 到 上 述 聚 氨 酯 溶 液 中 ， 温 至 升 ７ ℃ ， 续 反 应 ４ｈ 然 后 加 入 Ⅳ， ～二 甲基 苄 胺 ， 拌 均 匀 ５ 持 。 Ⅳ 搅 后 ， 倒 在 聚 四 氟 乙 烯 板 上 ， 入 ８ ℃ 的 烘 箱 中烘 烤 ４ ｈ 制 倾 放 Ｏ ，
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物 理 化 学 性 质 。所 制 备 的 材 料 表 面 是 一 种 对 水 和 油 具 有 特 殊 响 应 的 智 能 表 面 ， 过 表 面 链 段 重 构 表 现 出 亲 水 性 和 疏 通 油 性 。其 在 Ｆ Ｎ含 量 为 ６ 时 达 到 最 佳 效 果 ， 时 水 的接 触 角 为 １ 。 十 六烷 的 接 触 角 为 ８ 。 Ｓ ％ 此 ７， ２。 关 键 词 ： 水 ； 油 ； 氟 ； 氧 树 脂 亲 疏 含 环 中 图分 类 号 ：Ｑ６ ０ ４ Ｔ ３ ． ３ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：２ ３ ３ ２ ２ １ ） ７— ０ ｌ— ６ ０ ５ —４ １ （０ ２ ０ ０ １ Ｏ
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１ 实 验 部 分
１ １ 实 验 试 剂 ．
异 佛 尔 酮 二 异 氰 酸 酯 （Ｐ Ｉ ：９ ， 拉 丁 ； 月 桂 酸 二 ＩＤ ） ９ ％ 阿 二 丁基 锡 ：５ ， ９ ％ 阿拉 丁 ； 乙二 醇 （ Ｅ ： 均 相 对 分 子 质 量 为 聚 Ｐ Ｇ） 数 １ ０ ， 学纯 ， ０化 ０ 国药 集 化 学 试 剂 有 限 公 司 ， 用 前 １０ｏ 使 ２ Ｃ真 空 干燥 ２ｈ 以 除 去 水 分 ；Ｎ， 一二 甲 基 甲 酰 胺 （ ＭＦ ： 级 ， Ｎ Ｄ ）优
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如羧酸基 、 基 、 氨 聚醚嵌 段 等 ）
， 在 已有 的文 献 报道 中， 但
水 、 接 触 角 相 差 ５ 。 右 ， 待 进 一 步 提 高 亲水 性 和疏 油 性 。 油 ０左 有 环 氧 树 脂 具 有 良好 的 物 理 化 学 性 能 、 异 的 粘 结 强 度 、 优 灵
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样 品用 Ｋ ￣ ｓＡ ｉＵ ｒＤ Ｄ Ｓ ｅｔ ｍｅ ｒ ｒ ｏ ｘｓ ｈａ Ｌ ｐ ｃ ｏ ｔ 线 光 电 子 能 ｒ ｅ Ｘ射
Ｐ Ｇ改性 的环氧树脂 。３种薄膜成分组 成详 见表 ｌ Ｅ 。
表 １ 薄 膜中各组分的含量
Ｔａｂｌ Ｃｏｎｔｎｔｏｆｅ ｃ ｃ ｐｏｎ ｎｔｉ ｈｅ ｆｌ ｅ１ ｅ ａ ｈ ｏｍ ｅ ｎ ｔ ｍ ｉ
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为表明本研 究所 制备 的薄 膜所 具有 的特 殊浸 润性 ， 设 特 置 ２个 对 照 组 ： 是 未 经 过 任 何 改 性 的 环 氧 树 脂 ； 是 只 经 过 一 二 。
摘 要： 以含氟表面 活性 剂（ Ｓ 、 乙二醇 （ Ｅ 、 佛尔酮二 异氰酸酯 （Ｐ Ｉ 和环氧树脂 （ Ｐ 制备 亲水疏 油 Ｆ Ｎ） 聚 Ｐ Ｇ） 异 ＩＤ ） Ｅ）
型的含氟环氧树脂 。利 用 ｘ射线 光电子能谱仪 （ Ｐ ） 接 触角测定仪 （ Ａ 和原子力显微镜 （ Ｆ 表征 了薄膜 的表 面 ＸＳ、 Ｃ ） Ａ Ｍ）
达 到 ７ 。 右 ， 有 一 定 的亲 水 疏 油 能 力 。 ０左 具
Ｆ Ｎ一１０氟碳表 面 活性剂 ： 国 杜邦公 司 ； Ｓ ０ 美 相对 分子 质 量为
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