Page 15 - 涂料工业2024年第02期电子刊

王烁天等：氟硅缩水甘油醚环氧单体的合成与性能研究

改善涂层表面的疏水性。这种疏水性的提高主要是
由于含氟聚硅氧烷化合物具有出色的疏水性 [13-14] 。

以 FSi-GE-0. 5% 固化膜为例测试了固化膜的表面元
素含量，如表2所示。 质量保持率/%

表2 光固化膜表面与内部的 F和Si元素含量
Table 2 F and Si element content on the surface
and inside of the UV cured film
项目 固化膜表面 固化膜内部
温度/℃
F原子分数/% 18. 1 16. 84
Si原子分数/% 9. 8 8. 79
F/C原子分数比 0. 32 0. 30
dt （%·℃ -1 ）
从表 2可以看出，FSi-GE-0. 5%固化膜表面的硅
和氟含量高于其内部，这表明 FSi-GE 单体在表面富 探

集导致固化膜疏水性增强。然而，由于 FSi-GE 单体 dw / 索
是单官能度单体，添加量增大时双官能度单体 E4221

的占比相对降低，会导致交联度下降（见表 3）。添加 开

量大于 0. 5% 时，体系交联度、相容性下降的影响超
t/℃ 发

过了 F、Si 元素赋予的低表面能的影响，从而使接触 ? ? ?
? ?
角呈下降趋势。
图5 含FSi-GE体系光固化膜的热重曲线
表3 光固化膜的凝胶率 Fig. 5 Thermogravimetry curves of cured films with FSi-GE
Table 3 Gel rate of UV cured films 表4 含FSi-GE体系光固化膜的热失质量参数
FSi- FSi- FSi- FSi- FSi- Table 4 Thermogravimetric parameters of cured
项目 GE- GE- GE- GE- GE- films with FSi-GE
0% 0. 5% 1% 2% 3%
FSi- FSi- FSi- FSi- FSi-
96. 07± 92. 20± 91. 41± 89. 57± 86. 56± 项目 GE- GE- GE- GE- GE-
凝胶率/%
0. 37 0. 34 0. 41 1. 93 1. 00
0% 0. 5% 1% 2% 3%
2. 4 FSi-GE体系光固化膜的耐热性 T /℃ 142 167 170 158 154
5%
T /℃ 252 262 260 260 270
含 FSi-GE体系光固化膜的热重曲线及相关参数 max1
T /℃ 402 406 407 408 411
见图5、表4。 max2
注：T —初始分解温度；T —第一阶段热降解速率最大
max1
5%
从图 5 可以看出，无论是否含有 FSi-GE 单体，光 时所对应的温度；T max2 —第二阶段热降解速率最大时所对应
的温度。
固化膜均出现了两步热降解。第一阶段热分解发生
在 191~316 ℃，质量损失相对缓慢，归因于残留在光 2. 5 FSi-GE体系的光固化膜的拉伸性能
固化膜里未交联的单体；第二阶段热分解发生在 图 6 为 FSi-GE 体系光固化膜的拉伸性能测试
320~480 ℃，固化膜的质量迅速下降，归因于 C—C 键 结果。
（键能 347. 3 kJ/mol）、C—O 键（键能 359. 8 kJ/mol）以 从图 6可以看到，FSi-GE-0%空白样的拉伸强度
及含量较少的 C—F 键（键能 451. 9 kJ/mol）和 Si—O 为 0. 26 MPa，断裂伸长率为 22. 96%，添加 FSi-GE 对
键（键能 530. 9 kJ/mol）的断裂 ；在 475 ℃时热失质 固化膜的拉伸强度影响较小。但当 FSi-GE添加量从
[15]
量几乎达到 100%。从表 4 可以看到，当 FSi-GE 含量 0 增至 0. 5% 时，固化膜的断裂伸长率明显提高至
增加时，T 、T 和 T 在都有所增加，说明 FSi-GE 41. 22%，这是由于 FSi-GE 主链是硅氧烷链，其中的
5% max1 max2
的加入明显提高了固化膜的耐热性，这归因于含氟 Si—O 键和 Si—C 键因键长较长，容易内旋转，侧链的
聚硅氧烷化合物具有的耐高温性能。 甲基可以有效地屏蔽硅氧烷链段的极性，从而降低

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