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[交流]
超支化聚合物在紫外光固化涂料中的应用研究进展
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紫外光( UV) 固化涂料具有节省能源、减轻空气污染、固化速度快、占地少、适于自动化流水线涂布等特点, 特别适用于不能受热的基材涂装, 因而得到迅速发展。 超支化聚合物具有三维的高度支化结构和大量的端基以及良好的溶解性、低黏度、高化学反应活性等特点。特别是由于在超支化聚合物的合成中不需要进行纯化或很少需要纯化, 因而制备简单、成本较低, 有利于实现工业化。超支化聚合物在涂料领域已获得广泛应用。在UV 固化涂料的应用中可以改善涂料的流动性, 减少溶剂的用量, 同时具有固化时间短、成膜性能优良等特点。 1. 在UV 固化油性涂料中的应用 与传统线形涂料树脂相比, 超支化聚合物具有球形三维结构、大量端基以及分子内和分子间无链缠结等特点, 能够为涂料提供低黏度、高反应活性及与基材的高粘结力等优良性能, 在紫外光辐照下能快速固化成膜, 与其它多官能团单体混合时, 可以获得良好的相溶性。超支化聚合物大量的末端官能团是影响其性能的主要因素, 因此端基的种类也决定了可UV 固化的超支化聚合物性质及其涂料性能。目前, 在UV 固化油性涂料中主要使用的超支化聚合物是端基含丙烯酸酯基或氨基丙烯酸酯基的超支化聚酯或超支化聚( 胺- 酯) 。 2. 超支化聚合物在U V 固化粉末涂料中的应用方式 主要有两种, 一种是超支化聚合物自身为粉末状, 可作为涂料的主要成膜物; 另一种是将超支化聚合物添加至普通的粉末涂料中,参与涂料的成膜反应。 在使用传统的粉末涂料时, 要使粉末涂料在环境温度下稳定保存, 则所用树脂的Tg 必须高于60 度; 但为了获得优良的性能, 施工时的温度至少要比Tg 高出50 度才行。这意味着粉末涂料的最低施工温度大约在110 左右, 这就限制了其在木材、塑料、中密度纤维板等热敏基材中的应用。在超支化聚合物的端基上反应接入具有结晶性的链段, 从而使新的超支化聚合物具有半结晶性; 或者通过与某些化合物的开环聚合反应, 使超支化聚酯具有可结晶端基, 从而使超支化聚合物粉末化, 并且与普通粉末涂料相比, 成膜温度更低。Claesso n等 使用- 己内酯对Bo lto rnT M-H30 型的超支化聚酯改性,接枝得到具有半结晶性质的长链端基结构, 再用甲基丙烯酸酐改性端基, 得到端基含不饱和双键的可紫外光固化的粉涂料, 其在80 即可成膜, 涂料树脂的熔点在34~ 50度 之间。 寇会光等用丙烯酰氯、十六酰氯或十八异氰酸酯分别对端羟基的超支化聚酯改性。研究发现, 这种具有无定形内核及可结晶 外壳 分子结构的超支化聚合物都具有较高的熔点, 采用十八异氰酸酯改性的丙烯酸化超支化聚酯的熔点高于十六酰氯改性的产物, 又由于存在大量可UV 固化的丙烯酸酯端基, 在熔融辐照时能快速固化。用十六酰氯或少量十八异氰酸酯改性的超支化聚酯为蜡状产物, 只有较多端羟基用十八异氰酸酯改性后才能获得粉末状的产物。端羟基的超支化聚合物可不经端基改性直接添加到普通的粉末涂料中, 羟基与涂料树脂中其他基团发生化学反应后,能够赋予涂料新的性能。Benthem用环羧酸酐即六氢苯酐或邻苯二甲酸酐与二异丙醇胺为原料合成了聚酰胺- 酯结构的超支化聚合物。将其作为含羧基聚酯粉末涂料的固化剂, 参与聚酯粉末涂料漆膜的交联固化反应。普通粉末涂料固化时, 如果在涂料的固化交联过程中有水或乙醇等挥发物存在时, 当达到凝胶点后, 厚膜涂层会出现气泡( 如果涂层厚度>100μm) , 说明这类涂料的流动性和表面光学性能较差, 它们的起泡阀值较低( < 100m) , 这是固体粉末涂料中普遍存在的问题, 会影响涂层的表面性能。将超支化聚酰胺- 酯作为交联剂解决了这个问题, 漆膜在80~ 150m 厚度的涂层都没有出现气泡, 起泡阀值明显提高, 并且得到较为光滑的表面。Ho ng 等使用- 己内酯对超支化聚酯的端基进行改性得到含羟基的柔顺长链端基。将其作为改性剂用于以环氧树脂为主要成膜物的阳离子紫外光固化体系, 使固化产物的柔韧性和抗冲击性能得到了显著的提高。（威海晨源树枝分子） |
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