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改性涂层材料丙烯酸树脂性能分析及前景

来源:印染在线 发布时间:2012年11月28日

涂层表面接触角 可达412I,具有优良的疏水特性,涂层的污染率可降 低至0:以下。易翔等?42@对环氧改性丙烯酸系亲水涂 料的制备和性能进行了研究,采用水溶液聚合法合成 了亲水性丙烯酸树脂,讨论了亲水性单体用量及配比、 聚合物的JE对涂膜亲水性和耐水性的影响,研究了 交联剂、改性树脂、乳化剂对涂膜综合性能的影响,并 从理论上进行了分析,确定了各成分的配比。试验结 果表明,涂膜的亲水性和耐水性能达到较好的均衡,改 性后涂层的耐蚀性和附着力得到提高。

聚氨酯改性

聚氨酯涂膜具有高的机械耐磨性、丰满光亮、耐化 学品性能好、耐低温、柔韧性好、黏结强度高等优点,但 是水性聚氨酯胶膜耐候性、耐水性差,力学强度不及丙 烯酸酯乳液。将水性丙烯酸酯和聚氨酯复合,能够克 服各自的缺点,使涂膜性能得到明显地改善?01@,而且 成本较低,具有广泛的应用前景。聚氨酯改性丙烯酸 酯乳液主要有以下K种途径?04@:!聚氨酯乳液与丙烯 酸酯乳液物理共混L"合成带双键的不饱和氨基甲酸 酯单体,再与丙烯酸酯共聚L#用聚氨酯乳液作种子 进行乳液聚合L$先制得溶剂型聚氨酯丙烯酸酯,再蒸 除溶剂,中和、乳化得到复合乳液。

杨春海等?00@采用异佛尔酮二异氰酸酯<M’NM=制备 了可光固化的聚氨酯丙烯酸酯预聚体,研究了制备条 件,选择了活性稀释单体进行涂膜固化,对其一些物理 性能进行了测试研究。结果表明,和常用的0,K O甲苯 二异氰酸酯<FNM=制备的可光固化的聚氨酯丙烯酸酯 预聚体相比,该预聚体具有更加优良的力学和抗老化 性能。熊远钦等?03@对树枝状多元醇进行改性,合成了可 快速光固化的新型树枝状聚氨酯丙烯酸酯,测试结果 表明,固化膜具有适当的硬度和柔韧性,较好的黏附力。G(&*."-.等?0K@合成了一种新型的交联聚氨酯丙烯酸 酯电解质<’PQ=,该’PQ具有良好的电化学稳定性和 尺寸稳定性,与锂具有很好的相容性,因此可以用于锂 电池。DR O!"77(?0A@合成的聚氨酯S丙烯酸酯紫外光固 化胶黏剂性能优良,广泛应用于印染、油墨、涂料等。

纳米材料改性

丙烯酸树脂的线形结构导致的热黏冷脆、抗回黏 性和耐热性不佳等缺点对其应用范围有一定限制。纳 米材料具有表面效应、小尺寸效应、光学效应、量子尺 寸效应、宏观量子尺寸效应等特殊性质,可以使材料获 得新的功能。涂料中添加纳米颜填料后,由于纳米颜 填料粒子能够吸收紫外光,起到紫外光吸收剂的作用, 增强涂料的耐老化性能,同时还具有光催化性能、疏水 疏油性能、高韧性、高耐擦洗性、高附着力等?01@,故可 使涂料的耐候性得到大幅度的提高。近年来,随着纳 米科技的快速发展,纳米材料已广泛地应用于丙烯酸 树脂改性,使其各项性能获得提高。除此之外,纳米材 料改性的丙烯酸树脂还呈现出如自清洁、抗静电、抗菌 杀菌和吸波隐身等特殊性能,使丙烯酸酯乳液向着环 保方向发展?09@。纳米材料改性丙烯酸树脂的开发已成 为近年来国内外研究的新热点。

目 前,涂料中添加的纳米粒子主要有纳米G)H0、纳 米F)H0、纳米T(TH3、纳米U&H等。 庞金兴?0B@以含有共聚基团的有机硅氧烷改性的 纳米G)H0和丙烯酸酯类单体为主要原料,采用原位聚 合法合成了纳米G)H0 S聚丙烯酸酯复合乳液,此复合 乳液具有乳胶粒粒径小、粒度分布窄、稳定性好的特 点。马建中等?0C@将采用溶胶O凝胶法制得的纳米G)H0 溶胶与丙烯酸树脂进行共混,制备出耐水性、耐溶剂性 和卫生性能优越的丙烯酸树脂S纳米G)H0复合皮革涂 饰剂。

刘国军等?02@采用原位聚合法成功制备了聚丙烯 酸酯S纳米G)H0有机O无机复合压敏胶乳液,纳米 G)H0的引入同时提高了聚丙烯酸酯乳液的内聚力和剥 离强度,可制得初粘力大于01 V球,原粘力大于411., 4C1I剥离强度达到44 8 S 0A WW以上的高性能乳液型 压敏胶。胡静等?31@采用无皂乳液原位聚合法制备出纳 米G)H0 S丙烯酸树脂复合皮革涂饰剂,纳米复合涂饰 剂的乳胶粒粒径约为01&W且分布均匀L纳米G)H0的 加入提高了聚合物的结晶度,增加了丙烯酸树脂的交 联度。张志杰等?34@采用乳液原位生成法合成了纳米 G)H0 S丙烯酸树脂复合皮革涂饰剂,并应用于皮革涂 饰。

涂饰后革样的各项性能较丙烯酸树脂涂饰剂涂饰 的革样有明显提高:透水性提高B5 K0:;透气性提高 B5 33:;耐干、湿擦拭性能均提高4级。严勇等?30@用偶 联剂表面处理纳米G)H0,通过超声分散和离心处理后 将其均匀分散在丙烯酸罩光漆中,制得了丙烯酸9纳 米:);0复合罩光漆,并对该罩光漆膜的耐磨性、附着 力、磨损行为等进行了研究。研究结果表明:纳米:);0 对漆膜的摩擦行为及耐磨性等产生较大的影响,当纳 米:);0添加量为35 1<时,丙烯酸纳米:);0复合罩光 漆漆膜的耐磨性可提高=>5?<,漆膜的附着力、柔韧 性、抗冲击强度等性能也得到明显改善。

陈美玲等@33A 以合成的有机硅改性丙烯酸树脂为主要成膜物质,在 颜填料不变的基础上添加纳米:);0,制成了低表面能 纳米结构无毒海洋防污涂料,讨论了树脂用量和纳米 :);0对涂膜附着力及其与液体接触角的影响,分析了 低表面能防污涂料的表面结构。

结果表明,树脂用量为 0B<C 31<时,涂膜的附着力为4级,涂膜与水的接触 角为4B1D,涂膜表面为纳米E微米级层状结构。 熊明娜等@3=A采用溶胶E凝胶法成功制备了均匀 透明的丙烯酸树脂9纳米F);0有机E无机杂化材料, 该复合材料的力学性能、热稳定性和紫外屏蔽性能较 纯’!!G均有显著提高。王智宇等@3BA以F)H7=、三乙醇 胺为原料常温下制备可溶性络合物,并以其为先驱液, 分别在制备不含填料和含填料的聚丙烯酸酯I’GJ涂 料的过程中加入上述先驱液,使纳米F);0在涂料中原 位生成,从而获得纳米F);0改性的’G涂料。对不含填 料的透明涂料涂膜的K6 E 6)-透过光谱分析表明,纳 米F);0具有良好的紫外光屏蔽作用,改性的’G涂料 4>11.后仍未出现粉化,比普通涂料延长了011.。

严春芳等@3LA以有机硅改性丙烯酸树脂为黏合剂、脂肪 族聚异氰酸酯为交联剂,用制备涂料的方法固载纳米 F);0光催化剂,在黏合剂质量分数为=0<、交联剂质 量分数为?<、且—;M与—8H;的物质的量比接近 4、纳米F);0质量分数为B<的优化条件下,制得纳米 F);0光催化涂料。测定了以该涂料制备的光催化反应 器的使用性能。结果表明,该涂料性能稳定,对难降解 的青霉素制药废水的催化降解效果优良,以该涂料固载 的纳米F);0的光催化活性接近于分散态的纳米F);0。

姚伯龙等@3?A研究了由碳酸钙晶须改性的自交联 丙烯酸乳液型建筑保温节能涂料,考查了不同空心玻 璃微珠、废旧泡沫聚合物微粒、碳酸钙及涂膜厚度对保 温功能的影响。研究表明,该涂料添加碳酸钙晶须可 明显改进其抗开裂及耐水性,具有较好的应用价值。 王训遒等@3>A制备了纳米H(H;3复合丙烯酸涂料,通过 对其主要性能进行检测表明,当改性纳米H(H;3的添 加量为45 B<I质量分数J时,涂料的耐光性、耐水性、 自洁性和贮存稳定性等显著改善。研究了添加轻钙、 未改性纳米H(H;3、改性纳米H(H;3及其用量对丙烯 酸涂料流变性的影响。结果表明,该体系的流动特性均符合H(--"&模型,当在丙烯酸涂料中添加45 B<改 性纳米H(H;3时,其黏度对温度的敏感性下降,黏度 显著降低,剪切触变性较强,H(--"&屈服应力较小,触 变性增大,涂料性能的改善与其流变性变化基本一 致。此外,固体含量的改变或添加丁醇对添加改性纳米 H(H;3复合丙烯酸涂料和传统丙烯酸涂料流变性的影 响规律基本相同。

其它

此外,丙烯酸树脂的聚合方法、反应温度、单体滴 加速率、乳化剂和助剂类型与用量等对改变丙烯酸树 脂的性能均有一定的影响。

结语

丙烯酸树脂不仅是涂料的成膜基料,亦可作为颜 填料在涂料中的润湿分散剂,丙烯酸涂料的前景非常 诱人。但是由于作为丙烯酸树脂基本原料来源的石油 的价格不断攀升,未来寻求非石油转化的丙烯酸酯类 将更加迫切,而正因为有这种压力,也许会给丙烯酸涂 料的改性发展带来新的机遇。为了进一步提高丙烯酸 树脂的综合性能、扩大其应用范围,科研工作者将对丙 烯酸酯综合改性,采用各种聚合方法以及先进的聚合 工艺,赋予丙烯酸酯更多的优良性能,使丙烯酸树脂朝 着特殊化、功能化、多元化、高级化、环保方向发展,丙 烯酸树脂工业的发展有望掀开崭新的一页。

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