0 前 言
溶剂型丙烯酸类树脂具有较好的成膜性、保光保色性，且干燥迅速，涂膜光泽高，成本较低廉，因此被广泛应用于涂料领域。但丙烯酸树脂的自身的结构特征决定其耐候性、耐水性不够理想，耐寒、耐热、耐紫外老化及耐沾污性较差，使其应用受到一定限制[1]。
含硅有机聚合物具有较低的玻璃化转变温度、优良的耐高低温性、耐氧化降解性、耐候性和优异的疏水性、保光性、耐紫外光等性能[2-3]中国机械网okmao.com。含氟有机聚合物具有疏水性、疏油性、化学稳定性、耐候性、耐腐蚀性、耐氧化性等性能[4]。在涂料工业领域，分别利用氟或硅对丙烯酸酯类树脂进行改性已有很多报道。
有机硅改性丙烯酸树脂和氟改性丙烯酸树脂在性能上较聚丙烯酸酯涂料都有很大提高，但是，它们也都存在一定的缺点：有机硅改性丙烯酸树脂不易自干、耐溶剂性较差；氟改性丙烯酸树脂对颜料、填料的润湿性差、耐低温性能欠佳且价格偏高[4]。
综合考虑氟硅二者的优缺点，若将氟硅两种元素同时引入到丙烯酸酯聚合物中，扬长避短，互相补充，制成的氟硅改性丙烯酸树脂(下文简称氟硅树脂)应该具有更优越的性能。能否将各自的优点结合在一起，具有十分诱人的前景。对此我们开展了氟硅树脂的研制开发工作。
1 试验部分
1.1 氟硅树脂的合成路线
通过化学改性方法合成氟硅丙烯酸树脂：通过带有双键的有机硅聚合物与含双键的氟单体及丙烯酸类单体直接进行自由基共聚，生成改性的共聚物树脂。
1.2 氟硅树脂配方（见表1）
1.3 氟硅树脂制备工艺
1.3.1 有机硅聚合物的制备
在带有冷凝器、温度计和搅拌器的三口瓶中加入一定量的无水乙醇和水，再按1∶1的比例加入要水解的有机硅单体(二甲基二乙氧基硅烷和硅偶联剂)，再滴入单体总量0.1%的浓盐酸，70 ℃下反应3.5～4 h后，减压蒸除乙醇和未反应的单体。得到的水解产物(含硅聚合物预聚体)要在24 h内使用。
1.3.2 氟硅树脂的合成
在带有冷凝器、温度计、搅拌和滴液漏的四口瓶中加入配方量的丁酯、1/4配方量的反应物，余下3/4量的反应物用滴液漏斗在2 h内滴完，滴完后再反应2.5 h左右(通过测试树脂固体含量计算转化率来判断反应终点)。反应温度保持在80～85 ℃，整个反应在氮气氛围下进行。
1.4 涂料的制备（以白漆为例，配方见表2）
将表2配方中的原料依次加入罐中，经过高速分散、研磨、过滤得到涂料成品。
2 结果与讨论
2.1 测试结果
2.1.1 氟硅树脂性能的检测结果（见表3）
2.1.2 涂料的检测结果（见表4）
老化测试采用的是QUV-B 313 nm人工加速老化机，业内较通行的看法是313 nm紫外加速老化机测试结果相当于氙灯老化机测试结果的2倍左右。
3块样板经2 648 h后平均保光率为73.4%。如图1所示。
3块样板经2 648 h后其平均色差约为0.91。如图2所示。
2.2 树脂及涂料性能的主要影响因素
2.2.1 采用不同硅偶联剂合成有机硅聚合物对合成树脂反应的影响
将二甲基二乙氧基硅烷与表5中的硅偶联剂按1.3.1中所述分别进行水解反应，得到的聚合物再按1.3.2所述进行树脂合成反应。结果如表5所示。
注：反应条件一致。
调整水解反应中二甲基二乙氧基硅烷与硅偶联剂的比例，进行数批试验，水解得到的聚合物分别进行树脂合成，试验结果显示，采用二甲基二乙氧基硅烷与乙烯基三乙氧基硅烷水解得到的聚合物进行树脂合成反应最易控制，转化率也较高，树脂的性能也最优。
2.2.2 氟硅含量对树脂性能的影响
2.2.2.1 氟单体用量对树脂性能的影响
在硅用量及其他条件一致的情况下，调整氟单体用量，试验结果如表6。
根据试验结果，综合考虑性能和成本的因素，选择2#用量。
2.2.2.2 有机硅聚合物用量对树脂聚合及性能的影响
在氟单体用量及其他条件一致的情况下，调整有机硅聚合物用量，试验结果如表7。
根据试验结果，综合考虑性能和成本的因素，选择2#用量。
2.2.3 反应温度对合成树脂反应的影响（见表8）
根据试验结果，将反应温度定为85～90 ℃。
3 结 语
本文论述的氟硅改性丙烯酸，在配方中引入了氟和硅两种性能优良的元素，虽然用量不多，但是性能较丙烯酸树脂有显著提高，可与纯氟碳树脂相媲美，尤其在耐候性方面表现突出；而且其生产工艺简单、安全，制造成本较低，适用于各种钢结构、高速公路护栏、变压器、铁道桥梁、交通设施、机械设备等金属表面防腐和装饰，可延长钢结构使用年限。