一种含氟丙烯酸酯疏水防腐涂层及其制备方法
1.本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种含氟丙烯酸酯疏水防腐涂层及其制备方法。
背景技术：
2.涂层作为一种防护基材表面的材料已经被人们所熟知，作为一种功能性材料，涂料能用多种成型工艺使其涂覆在防护基材上形成固体薄膜，其中尤其值得注意的是疏水防腐涂层，因其具有表面特殊的润湿性可以应用在很多领域，在近几年来备受关注，比如：自清洁、抗冰、抗雾、降低阻力等等。但是，随着科技的不断进步，传统的丙烯酸酯涂层已经难以满足人们的需求，更加耐腐蚀，更高强度的疏水涂层，具有广阔的市场前景。
3.目前丙烯酸酯类涂料在基底材料形成涂层后，强度不高，使用寿命短，防腐效果难以满足人们的需求。随着长时间的使用，涂层表面会出现裂缝，裂缝会导致腐蚀介质侵入涂层，从而导致涂层失去保护作用，涂层裂缝或渗水现象不易被发现，导致防护基材被腐蚀，严重影响防腐涂料使用寿命。而且，传统的丙烯酸酯涂层在制备过程中需要使用还原剂，而大部分还原剂毒性较大。另外，目前制备疏水防腐涂层的大多数方法工艺复杂，成本高，限制了其发展。
技术实现要素：
4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明旨在制备一种防腐效果好、强度高、使用寿命长的疏水防腐涂层。
5.为实现上述目的，按照本发明一个方面，提供一种含氟丙烯酸酯疏水防腐涂层，所述涂层由100质量份的环氧树脂、5～20质量份的含氟丙烯酸酯、5质量份的环氧固化剂组成；其中，所述含氟丙烯酸酯是以甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯为主原料，加入引发剂、催化剂、配位剂聚合而成的二元嵌段聚合物。
6.进一步的，所述甲基丙烯酸六氟丁酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为20：7。
7.进一步的，所述引发剂为2-溴代异丁酸乙酯。
8.进一步的，所述催化剂为溴化铜。
9.进一步的，所述配位剂为五甲基二乙烯三胺。
10.进一步的，所述环氧固化剂为聚酰胺650。
11.按照本发明另一个方面，提供一种含氟丙烯酸酯疏水防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：
12.s100：在反应容器中加入甲基丙烯酸六氟丁酯并搅拌，再加入甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂、催化剂、配位剂，在氮气条件下反应，得到二元嵌段聚合物含氟丙烯酸酯；
13.s200：在环氧树脂中加入含氟丙烯酸酯并搅拌，再添加环氧固化剂，搅拌均匀后，涂覆在基材上，烘干得到疏水防腐涂层。
14.进一步的，s100所述氮气条件是指向反应容器中通入氮气5min。
15.进一步的，s100所述反应在80℃下进行，反应时间为2h。
16.进一步的，s200所述烘干条件为50℃烘干3h。
17.与现有技术相比，本发明能够取得下列有益效果：
18.本发明通过调整原料的投料比与利用基团间相互作用关系制备的含氟丙烯酸酯疏水防腐涂层，同时拥有高机械强度和耐腐蚀的双重性能，长时间的使用也不会产生微小裂缝，大大延长了防腐涂层使用寿命；本发明在氮气条件下合成二元嵌段聚合物含氟丙烯酸酯，反应中无需添加还原剂，环保无害，制备的涂层在自清洁、抗冰、抗雾等领域也具有广阔的应用前景。同时，本发明采用一锅法自由基聚合合成含氟丙烯酸酯，操作简单，成本低廉。
附图说明
19.图1为本发明实施例中含氟丙烯酸酯的红外图谱；
20.图2为本发明实施例中疏水防腐涂层的阻抗曲线分析图；
21.图3为本发明实施例中疏水防腐涂层在3.5％nacl溶液中浸泡20天后的阻抗曲线分析图。
具体实施方式
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.本发明提供一种含氟丙烯酸酯疏水防腐涂层，所述涂层由100质量份的环氧树脂、5～20质量份的含氟丙烯酸酯(pfema)、5质量份的环氧固化剂聚酰胺650组成；其中，所述含氟丙烯酸酯(pfema)是以质量比为20：7的甲基丙烯酸六氟丁酯(hfbma)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(gma)为主原料，加入引发剂2-溴代异丁酸乙酯、催化剂溴化铜、配位剂五甲基二乙烯三胺聚合而成的二元嵌段聚合物。
24.本发明还提供上述含氟丙烯酸酯疏水防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：
25.s100：在反应容器中加入甲基丙烯酸六氟丁酯(hfbma)并搅拌，再加入甲基丙烯酸缩水甘油酯(gma)、引发剂2-溴代异丁酸乙酯、催化剂溴化铜、配位剂五甲基二乙烯三胺，通入氮气5min后，在80℃下反应2h，得到二元嵌段聚合物含氟丙烯酸酯(pfema)；
26.s200：在环氧树脂中加入含氟丙烯酸酯(pfema)并搅拌，再添加环氧固化剂聚酰胺650，搅拌均匀后，涂覆在基材上，50℃烘箱中烘干3h得到疏水防腐涂层。
27.实施例1
28.在容积为250ml的四口烧瓶中配有机械搅拌器、温度计、冷凝器、干燥管和氮气入口，先加入10.0g除水后的甲基丙烯酸六氟丁酯(hfbma)，搅拌后加入3.5g甲基丙烯酸缩水甘油酯(gma)，再加入0.2g 2-溴代异丁酸乙酯(ebib)、0.003g溴化铜(cubr2)，0.03g五甲基二乙烯三胺(pmdeta),通入氮气5min后，在80℃下反应2h，得到二元嵌段聚合物含氟丙烯酸酯(pfema)。
29.图1为pfema的红外图谱，如图1所示，2986cm-1
是—ch3伸缩振动峰；1734cm-1
是c＝o的伸缩振动峰；1446cm-1
和1930cm-1
是—ch2的伸缩振动峰；1255cm-1
和1168cm-1
是分别对
应—cf3，—cf2的弯曲振动峰；958cm-1
为gma的环氧特征峰；此外，在1600cm-1
附近的峰消失，说明基团c＝c已经反应完全，也说明了pfema的成功合成。
30.实施例2
31.在玻璃容器中加入10.0g环氧树脂，用玻璃棒搅拌10min后，添加环氧固化剂聚酰胺6500.5g，再搅拌20min，待混合均匀后，刮涂在马口铁上，然后置于50℃烘箱中3h，得到疏水防腐涂层，标号pfema-0。
32.实施例3
33.在玻璃容器中加入10.0g环氧树脂、0.5g pfema，用玻璃棒搅拌10min后，添加环氧固化剂聚酰胺650 0.5g，再搅拌20min，待混合均匀后，刮涂在马口铁上，然后置于50℃烘箱中3h，得到疏水防腐涂层，标号pfema-1。
34.实施例4
35.在玻璃容器中加入10.0g环氧树脂、1g pfema，用玻璃棒搅拌10min后，添加环氧固化剂聚酰胺650 0.5g，再搅拌20min，待混合均匀后，刮涂在马口铁上，然后置于50℃烘箱中3h，得到疏水防腐涂层，标号pfema-2。
36.实施例5
37.在玻璃容器中加入10.0g环氧树脂、1.5g pfema，用玻璃棒搅拌10min后，添加环氧固化剂聚酰胺650 0.5g，再搅拌20min，待混合均匀后，刮涂在马口铁上，然后置于50℃烘箱中3h，得到疏水防腐涂层，标号pfema-3。
38.实施例6
39.在玻璃容器中加入10.0g环氧树脂、2g pfema，用玻璃棒搅拌10min后，添加环氧固化剂聚酰胺650 0.5g，再搅拌20min，待混合均匀后，刮涂在马口铁上，然后置于50℃烘箱中3h，得到疏水防腐涂层，标号pfema-4。
40.对实施例2-6制备的疏水防腐涂层的疏水性能进行比较分析：
41.疏水防腐涂层的水接触角(wca)见下表，从表中可看出，所制备的pfema疏水防腐涂层中，以pfema-4的效果最好，接触角达到了121
°
，表现出优异的疏水性能，因此最优的涂层样品为pfema-4。
42.样品名pfema-0pfema-1pfema-2pfema-3pfema-4接触角度数/
°
7592109117121
43.电化学阻抗谱(eis)是评价涂层防腐蚀性能的重要指标，通过分析pfema疏水防腐涂层的阻抗曲线可比较其防腐性能。
44.图2为疏水防腐涂层的阻抗曲线分析图，从图2中可以看出添加有pfema的样品所表现出的阻抗弧与阻抗值均优于无添加pfema的涂层，随着pfema量的增加，样品所表现出的防腐蚀效果先增大后减小，说明过量添加pfema会影响涂层防腐效果。
45.图3为疏水防腐涂层在3.5％nacl溶液中浸泡20天后的阻抗曲线分析图，如图3所示，在3.5％nacl溶液中浸泡20天后，pfema的样品所表现出的阻抗弧与阻抗值均有所下降，原因是腐蚀介质浸入涂层以及腐蚀介质对涂层的腐蚀。从图中还可以看出浸泡20天后，pfema-3的防腐效果最好。pfema涂层即使在长时间腐蚀介质的浸泡下仍表现出优秀的防腐性能，其原因归结于涂层强度高，涂层致密，低表面能能够有效的阻隔腐蚀介质。因此所制备的pfema涂层防腐效果好，使用寿命长，在防腐蚀等领域具有广阔的前景。
46.以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
