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反應性微凝膠的制備及在涂料中的應用

作者：建筑鋼結構網    
時間：2010-12-24 15:29:06 [收藏]
    摘要：介紹了乳液聚合法制備反應性微凝膠，并綜述了反應性微凝膠在提高涂料固含量、改善涂料流變性能、涂膜性能以及加快涂層固化方面的應用進展。  &nbs...
    關鍵詞：應用 涂料 反應  
        摘要：介紹了乳液聚合法制備反應性微凝膠，并綜述了反應性微凝膠在提高涂料固含量、改善涂料流變性能、涂膜性能以及加快涂層固化方面的應用進展。

        關鍵詞：反應性微凝膠；乳液聚合；涂料

        0前言

        微凝膠是一種具有分子內交聯結構的聚合物粒子，可穩定分散于有機溶劑或水中。微凝膠的粒徑為1nm~1μm，在液相中能夠發生一定程度的溶脹。在聚合過程中，微凝膠表面或內部殘留了大量活性基團(如雙鍵、羧基、環氧基等)，這些基團可以在適當條件下與其他單體或者聚合物發生交聯反應，生成網狀聚合物。此類微凝膠稱之為反應性微凝膠(reactive在近20年，反應性微凝膠已發展成為一種重要的涂料組分，其制備、表征和應用都取得了長足的進步。通過在涂料中加入這種組分，涂料的流變性能、金屬顏料的定向、涂膜的交聯速率和涂膜性能都得到改善和提高。本文綜述了乳液聚合制備反應性微凝膠及其在涂料中的應用進展。

        1反應性微凝膠的制備

        反應性微凝膠通常以多官能度單體進行自由基聚合，或者多官能度單體和二官能度單體進行自由基共聚合而得，其制備方法很多，但乳液聚合仍然是制備微凝膠最普遍的方法。乳液聚合中，各個膠粒相互隔離形成小的反應微區，有利于在膠粒內部進行聚合形成內交聯結構。乳液聚合包括常規乳液聚合、微乳液聚合、無皂乳液聚合和核殼乳液聚合等聚合方法，后兩種方法近年來發展迅速。無皂乳液聚合是指不加乳化劑或加入少量乳化劑的乳液聚合過程，克服了乳液聚合乳化劑大量殘留的問題。Wei等人在無外加乳化劑和交聯劑的情況下，采用甲基丙烯酸羥乙酯封端生成自乳化的聚氨酯丙烯酸酯微凝膠。由于水性聚氨酯丙烯酸酯分子自身具有親水基團而發生自乳化，分子鏈兩端帶有碳碳雙鍵可進一步交聯。同時他們以聚氨酯丙烯酸酯微凝膠作為穩定劑和交聯劑，與甲基丙烯酸甲酯共聚，制備出復合型微凝膠。核殼乳液聚合在乳液聚合家族中發展迅速，通過“粒子設計”制備出兼具核、殼高性能的樹脂。夏范武采用核殼乳液聚合法制備出反應性微凝膠，他以三縮丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)作為交聯單體，與不飽和聚酯樹脂發生共聚，殼體單體分別采用預乳化法和延遲加入法加入，制備出核殼粒子。張靜等人以三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)為交聯劑，合成出帶有懸吊雙鍵及環氧基團的微凝膠乳液。通過調整各種因素，控制膠粒的粒徑及其分布。除了乳液聚合外，活性自由基聚合和原子轉移自由基聚合(ATRP)制備微凝膠也備受矚目。特殊結構的微凝膠，如星形微凝膠在基礎研究和應用方面都引起人們濃厚的興趣，而這兩種聚合方法提供了有效的制備方案。

        2反應性微凝膠在涂料中的應用

        反應性微凝膠的應用范圍非常廣闊，涂料工業是它主要的應用領域。近年來環保涂料呼聲日益高漲，高固體分涂料和水性涂料已成為環保涂料的兩支生力軍。由于反應性微凝膠特有的結構和性質，在環保涂料中的地位也不斷提升。

        2.1提高固含量

        高固體分涂料由于固含量的增加引起涂料粘度的增加，影響了涂料的使用效果。
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