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纳米结构涂层研究情况及发展趋势预测涂料市场调研报告行业分析-【新闻】

发布时间:2021-05-23 23:15:10 阅读: 来源:墨水厂家

????1.利用新的树脂合成方法获得新的成膜物

????树脂作为涂层的关键材料———成膜物质,直接影响涂层的物理、化学、机械性能和涂层的表面微观结构等。为此,近年来,人们试图通过探索新的树脂合成方法以获得新的树脂成膜物。例如,乳液聚合广泛用于合成树脂、涂料、塑料、橡胶和胶粘剂工业等。但常规乳液聚合一般需要使用大量的有机小分子乳化剂先在水相中形成胶束,然后通过引发剂引发溶解在水中的少量单体,产生低聚物自由基,这些自由基进入乳化剂胶束中进行链增长、链终止,乳胶粒子通过表面乳化剂分子的静电相斥和(或)空间位阻作用而稳定。但有机小分子乳化剂最终都残留在树脂中,对涂层的性能产生很大的负面影响(如耐污性和耐候性差等)。为此,近年来人们借助辅助单体,以酸-碱为驱动力,获得了新型无皂乳液聚合方法。例如,Armes等[1-3]利用纳米SiO2粒子表面硅羟基呈弱酸性的特点,在单体聚合中加入少量含碱性基团的辅助单体,在聚合过程中,纳米SiO2粒子通过酸-碱相互作用吸附到单体液滴或聚合物乳胶粒子表面,起乳化剂作用,整个过程中无需加入任何有机小分子乳化剂,获得了丙烯酸树脂的无皂乳液聚合方法。作者[4-6]也以酸-碱、静电或氢键为驱动力,获得了以纳米SiO2粒子为“乳化剂”的丙烯酸树脂的无皂乳液聚合方法。世界上最大的化工公司之一———德国BASF公司[7]将这种纳米SiO2粒子稳定的丙烯酸树脂无皂乳液进行工业化应用后,发现涂层的耐污性、耐水性、耐久性等都有显著提高。Schmid等[8]也对相关乳液的成膜性能进行了系统研究。作者在研究纳米SiO2/苯丙复合乳液成膜性能时,还发现了乳胶膜的光子晶体特性[9],通过本方法,可以获得不需要任何颜料的色彩绚丽的结构色涂膜。Koukiotis等[10]通过微乳液聚合方法制备了高度透明的MMA/BA共聚物微乳液,固含量与普通的聚合物乳液相当。他们发现制备的乳液具有非常奇特的性质,不但制备的漆膜优异,而且最低成膜温度显著下降,为新型水性纳米树脂的开发奠定了良好的基础。另外,设计合成具有特定支化结构的纳米聚合物也是目前树脂研究的一个重要方向。据报道[11],超支化聚合物在相同相对分子质量的前提下具有较线型聚合物更低的黏度,而树枝状聚合物的黏度完全不符合现有的黏度-相对分子质量规律,在纳米尺度范围内其黏度异乎寻常的降低,如图1所示,这为新型涂层用树脂的合成提供了巨大的潜在机会。

????尽管树脂的纳米化技术无论从理论上还是制备上均有了良好的开始,但纳米树脂的新性能还不能在理论上进行有效预测,而且制备上也存在许多问题没有得到有效的解决,如在采用无机纳米粒子稳定的乳液聚合方面,如何实现在纳米尺度范围内的聚合物粒子控制;在微乳液聚合方面,如何进一步提高固含量及降低乳化剂含量;在树枝状纳米树脂的制备方面,如何实现其结构可控和宏量制备等,都需要从理论及方法上进行创新,突破目前纳米树脂设计和制备技术的瓶颈问题,为新一代高性能树脂的制备提供理论及技术支撑。

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