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反应性微凝胶的制备及在涂料中的应用

作者：建筑钢结构网    
时间：2010-12-24 15:29:06 [收藏]
    摘要：介绍了乳液聚合法制备反应性微凝胶，并综述了反应性微凝胶在提高涂料固含量、改善涂料流变性能、涂膜性能以及加快涂层固化方面的应用进展。  &nbs...
    关键词：应用 涂料 反应  
        摘要：介绍了乳液聚合法制备反应性微凝胶，并综述了反应性微凝胶在提高涂料固含量、改善涂料流变性能、涂膜性能以及加快涂层固化方面的应用进展。

        关键词：反应性微凝胶；乳液聚合；涂料

        0前言

        微凝胶是一种具有分子内交联结构的聚合物粒子，可稳定分散于有机溶剂或水中。微凝胶的粒径为1nm~1μm，在液相中能够发生一定程度的溶胀。在聚合过程中，微凝胶表面或内部残留了大量活性基团(如双键、羧基、环氧基等)，这些基团可以在适当条件下与其他单体或者聚合物发生交联反应，生成网状聚合物。此类微凝胶称之为反应性微凝胶(reactive在近20年，反应性微凝胶已发展成为一种重要的涂料组分，其制备、表征和应用都取得了长足的进步。通过在涂料中加入这种组分，涂料的流变性能、金属颜料的定向、涂膜的交联速率和涂膜性能都得到改善和提高。本文综述了乳液聚合制备反应性微凝胶及其在涂料中的应用进展。

        1反应性微凝胶的制备

        反应性微凝胶通常以多官能度单体进行自由基聚合，或者多官能度单体和二官能度单体进行自由基共聚合而得，其制备方法很多，但乳液聚合仍然是制备微凝胶最普遍的方法。乳液聚合中，各个胶粒相互隔离形成小的反应微区，有利于在胶粒内部进行聚合形成内交联结构。乳液聚合包括常规乳液聚合、微乳液聚合、无皂乳液聚合和核壳乳液聚合等聚合方法，后两种方法近年来发展迅速。无皂乳液聚合是指不加乳化剂或加入少量乳化剂的乳液聚合过程，克服了乳液聚合乳化剂大量残留的问题。Wei等人在无外加乳化剂和交联剂的情况下，采用甲基丙烯酸羟乙酯封端生成自乳化的聚氨酯丙烯酸酯微凝胶。由于水性聚氨酯丙烯酸酯分子自身具有亲水基团而发生自乳化，分子链两端带有碳碳双键可进一步交联。同时他们以聚氨酯丙烯酸酯微凝胶作为稳定剂和交联剂，与甲基丙烯酸甲酯共聚，制备出复合型微凝胶。核壳乳液聚合在乳液聚合家族中发展迅速，通过“粒子设计”制备出兼具核、壳高性能的树脂。夏范武采用核壳乳液聚合法制备出反应性微凝胶，他以三缩丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)作为交联单体，与不饱和聚酯树脂发生共聚，壳体单体分别采用预乳化法和延迟加入法加入，制备出核壳粒子。张静等人以三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)为交联剂，合成出带有悬吊双键及环氧基团的微凝胶乳液。通过调整各种因素，控制胶粒的粒径及其分布。除了乳液聚合外，活性自由基聚合和原子转移自由基聚合(ATRP)制备微凝胶也备受瞩目。特殊结构的微凝胶，如星形微凝胶在基础研究和应用方面都引起人们浓厚的兴趣，而这两种聚合方法提供了有效的制备方案。

        2反应性微凝胶在涂料中的应用

        反应性微凝胶的应用范围非常广阔，涂料工业是它主要的应用领域。近年来环保涂料呼声日益高涨，高固体分涂料和水性涂料已成为环保涂料的两支生力军。由于反应性微凝胶特有的结构和性质，在环保涂料中的地位也不断提升。

        2.1提高固含量

        高固体分涂料由于固含量的增加引起涂料粘度的增加，影响了涂料的使用效果。
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