随着国民经济的进步发展，人们对涂料性能的要求也越来越高，其中涂料的装饰性能发挥着越来越重要的作用。为进一步提高涂层的耐久性和装饰性，提高其耐沾污性是一个很重要的手段。涂层污染一般是物理性的污染，其主要机理包括表面附着性污染和涂层不致密导致微孔吸附。涂层耐沾污性可以通过四个方向获得：（１）疏水性的自洁涂层，利用疏水表面的低表面能，使得污染物很难稳定附着在涂层的表面；（２）亲水性的自洁涂层，利用表面亲水性，使得（雨）水十分容易润湿涂层表面，“冲走”污染物；（３）具有仿生结构的自洁涂层，即“荷叶效应”，让涂层表面形成类似荷叶结构，其表面能极低，污染物极难附着在涂层表面；（４）涂层微粉化，这种表面能够在一段时间之后表层微粉化，微粉化的涂层能够剥落，裸露出洁净底层，达到自洁效果。目前较为常见的耐沾污手段为疏水性涂层，主要包含以下几个类别：氟低表面能表面、硅低表面能表面、纳米改性疏水表面（荷叶效应）。氟原子具有低的极化度和稍大的范德华半径，分子间的相互分散作用很弱，因而具有很低的表面张力。魏浩等人以甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、２－羟基丙烯酸丙酯和全氟丙烯酸酯为原料制备了含氟比表面能聚丙烯酸酯涂料，并对含氟链段的链长和含氟单体含量对接触角的影响。结果表明，涂膜接触角随着氟链段和氟单体含量的增加而增加，当氟单体含量达到３％（质量分数）时，继续增加氟单体接触角变化不大。

本实验从氟的低表面能出发，并结合光固化涂料的低ｖｏｃ释放量、低能量消耗、高固化速率等优点，以甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸－２－乙基己酯、甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯为共聚单体，通过自由基聚合制备含氟和羟基的丙烯酸酯共聚物，再将含异氰酸酯的不饱和单体（ｈｉｐ）接枝到共聚物上制得光敏性含氟聚丙烯酸酯，并利用光交联获得低表面能涂层。
 

１　实验部分

１．１　原料

甲基丙烯酸十二氟庚酯（ｇ０４）：工业级，哈尔滨雪佳氟硅化学有限公司；甲基丙烯酸羟乙酯（ｈｅｍａ）：工业级，无锡金盛助剂厂；丙烯酸－２－乙基己酯（ｅｈａ）、苯乙烯（ｓｔ）：工业级，无锡滨湖贸易总公司；异佛尔酮二异氰酸酯（ｉｐｄｉ）、二月桂酸二丁基锡（ｄｂｔｄｌ）：工业级，无锡东润电子科技有限公司；偶氮二异丁腈（ａｉｂｎ），４－甲氧基酚（ｍｅｈｑ），丙酮（ａｃｅｔｏｎｅ）：分析纯，中国医药集团上海化学试剂公司；１，６－己二醇二丙烯酸酯（ｈｄｄａ）、乙氧基化三羟基丙烷三丙烯酸酯（ｅｏｔｍｐｔａ）、光引发剂１８４：ｃｉｂａ精化有限公司。所有试剂除ａｉｂｎ用乙醇提纯外均未经纯化直接使用。

１．２　光敏性含氟聚丙烯酸酯（ｕ－ｐｇｈｅｓ）的合成

将ｉｐｄｉ、ｍｅｈｑ的混合物加入反应容器中，升温至４０℃，将ｈｅｍａ、ｄｂｔｄｌ和溶剂的混合物逐滴滴入反应容器中，控制滴加速度，在２ｈ内滴完，反应至异氰酸值达到理论终点时结束反应，制得含异氰酸酯的不饱和单体（ｈｉｐ）；将ｇ０４，ｈｅｍａ，ｅｈａ，ｓｔ，引发剂ａｉｂｎ和混合溶剂的混合物，逐滴滴入预先升温至９０℃装有混合溶剂的反应容器中，反应至转化率达到９８％以上，降温至７０℃，制得含氟羟基丙烯酸酯共聚物（ｐｇｈｅｓ）；将ｈｉｐ逐滴滴入反应容器中，控制滴加速度，在２ｈ内滴完，反应至异氰酸值达到理论终点时结束反应，得到终产物光敏含氟丙烯酸酯共聚物ｕ－ｐｇｈｅｓ。具体反应如示意图１所示。

将ｕ－ｐｇｈｅｓ用丙酮稀释后，滴加入甲醇／水［ｖｏｌ（甲醇）／ｖｏｌ（水）＝１／５］溶液中，分离沉淀物。再重复两到三次上述步骤，除去未反应物质，得到纯化的含氟丙烯酸酯共聚物ｕ－ｐｇｈｅｓ。纯化物于真空干燥箱中烘干后用于结构表征。实验中设计了几种不同含氟量的ｕ－ｐｇｈｅｓ，共聚物的含氟量及分子量如表１所示。