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氟硅结构对UV 涂料疏水疏油性的影响 * 徐 涛 ，周 燚，盛 磊，梁成锋 (太仓中化环保化工有限公司，江苏 太仓 215400) 摘要：UV 防污助剂主要包括有机氟和有机硅等，前者结构主要是全氟聚醚链段，后者结构 主要是聚二甲基硅氧烷链，主要利用氟硅的低表面张力，链段结构的细微差异会导致性能的 明显变化。本文选取C1607、C 1603 和KY1203 分别代表聚二甲基硅氧烷、K 型全氟聚醚链 段选和Z 型全氟聚醚链段，并与UV 涂料复配和固化，研究不同氟硅链段对UV 涂料的疏水 疏油性能的影响规律。结果证明，聚二甲基硅氧烷链段具有较强的迁移性，低添加量就可达 到疏水效果，但仅能应用于低端的防水防油需求。全氟聚醚类UV 防污助剂的疏水疏油性能 要远优于有机硅， 在较高添加量时K 型全氟聚醚类UV 防污助剂具有更强的疏水疏油性能。 关键词：UV 抗污抗涂鸦助剂；全氟聚醚；PFPE；聚二甲基硅氧烷；疏水疏油 UV 涂料具有较高的硬度和良好的耐磨性能，而且具有低温固化、节能、无污染、快速 成膜和施工方便等特点，广泛应用于电子产品中的外壳和屏幕保护。UV 涂料的固化机理主 要是丙烯酸酯官能团发生自由共聚反应，固化后漆膜表面存在大量的极性官能团，虽然具有 较高的硬度，但是漆膜表面的表面张力高，水和油类物质极易在其表面铺展，因此普通UV 涂料的表面非常不耐沾污[1-5] 。尤其是与人体密切接触的触摸屏、光盘、显示器和外壳等3C 产品的表面，经常会遭受来自外界的指纹、口红、咖啡和油渍等污染物，严重影响产品的体 验度。如果在UV 涂料配方中添加少量具有UV 反应活性的氟硅类抗污抗涂鸦助剂，就能实 现UV 涂料的耐沾污性能，在所有工业解决方案中具较高实用价值。氟硅类抗污抗涂鸦助剂， 主要包括聚二甲基硅氧烷和全氟聚醚等类型[6-8] 。氟硅材料具有较低的表面张力，而且与UV 涂料配中其它碳氢组份相溶性差[6,9] ，在UV 涂料预烘烤和固化过程中可以迁移至漆膜表面， 赋予漆膜疏水疏油性能，是漆膜表面具有疏水疏油性能的活性基团。因此，氟硅链段结构的 细微差异对UV 涂料的疏水疏油性能影响较大[9] 。然而，非常遗憾的是，迄今为止有关氟硅 类抗污抗涂鸦助剂中有机氟或是有机硅链段对疏水疏油表面性能影响规律的研究内容鲜见 文献报道。本文选取有机硅型UV 抗污抗涂鸦助剂C1607 代表聚二甲基硅氧烷链段，选取 KY1203 代表Z 型全氟聚醚链段，选取C1603 代表K 型全氟聚醚链段，并将各助剂与UV 2019-04-08 收稿；2019-04-11 录用 太仓科技领军人才计划(TCRC201603)项目资助 *通讯作者，E-mail ：xutao_tc@ 涂料复配和固化，研究不同氟硅链对UV 涂料疏水疏油性能的影响规律，希望能为UV 涂料 的配方研究起到借鉴作用。 1 实验方法 1.1 漆膜制备 将有机硅基UV 抗污抗涂鸦助剂C1607 （太仓中化环保化工有限公司）、Z 型全氟聚 醚基UV 抗污抗涂鸦助剂KY1203 （信越有机硅公司）以及K 型全氟聚醚基UV 抗污抗涂鸦 助剂C1603 （太仓中化环保化工有限公司）分别复配UV 硬化液(固含量为70%)，高速振荡 混匀，再将涂料涂覆于亚克力测试板上形成漆膜。漆膜先在室温下流平1 min ，再置于80 ℃ 烘箱内烘烤3 min ，最后置于RW-UVA201-20 型UV 光固化机中进行固化，固化条件为光 源功率2 kW ，波长365 nm ，输送速率2.5 m/min 。 1.2 接触角测试 将未经任何磨损的漆膜试片置于接触角仪上 （型号：DSA30 ，德国克吕士有限公司）， 以去离子水、十二烷和油酸为测试介质，测试液滴体积为4 μL，记录3 滴液滴的接触角值， 并且取3 次测试数据的算术平均值。 2 结果与讨论 氟硅抗污助剂对漆膜水接触角、十二烷接触角和油酸接触角的影响列于图1、图2 和 图3，漆膜中UV 抗污助剂的含量定义为UV 抗污助剂在UV 硬化液固体组份中的含量，即 UV 抗污助剂/(UV 硬化液×70%) 。十二烷分子中全为饱和碳氢基团，可以代表非极性油污； 油酸分子中含有羧基 （—COOH ）极性基团，可以代表极性油污，因此选取十二烷和油酸来 考察疏油性，比较有代表意义。