脂肪族超支化聚酯在涂料中的应用研究进展

　　摘要：脂肪族超支化聚酯因其独特的结构和性能特点，成为目前商业化生产的超支化聚合物之一，已在众多领域获得应用，特别是在涂料工业领域的应用发展迅速。本文综述了脂肪族超支化聚酯在高固体分涂料、UV固化涂料和其他类型涂料中的应用研究进展，同时对超支化聚酯今后的研究方向作了展望。
　　
　　张新荔，何伟，孟运东
　　
　　(西安交通大学能源与动力工程学院化学工程系，西安710049)
　　
　　关键词：脂肪族超支化聚酯；涂料；进展
　　
　　0.引言
　　
　　超支化聚合物(HyperbranchedPolymer，HBP)具有独特的物理和化学性能，是近年来高分子材料领域研究的热点之一。与线型高分子相比，HBP具有特殊的支化分子结构、分子链较少缠结从而不易结晶、化学反应活性高、溶解性好且溶液或熔融状态下的黏度较低等性质；相比于结构相近的树形分子(Dendrimer)，HBP分子中存在较多的缺陷，其支化度低，相对分子质量分布宽，异构体多，但具有树形分子的大多数特性，而且其合成方法简单，无需繁琐耗时的纯化与分离过程，大大降低了成本，更适合于规模化生产和应用。近20年来，HBP的研究已取得重要进展，成为合成化学和新材料研究中一个蓬勃发展、备受瞩目的领域。迄今已合成的HBP种类繁多，包括超支化聚苯、超支化聚酯、超支化聚醚、超支化聚酰胺、超支化聚酰亚胺、超支化聚氨酯、超支化聚碳酸酯、超支化聚醚酮、超支化聚苯硫醚、超支化聚硅氧硅烷以及超支化聚碳硅烷等。这些HBP优异的性质和简单易得的制备方法，使其显示出诱人的应用前景，目前研究者们已探索了HBP在涂料、生物医用材料、光电材料、高分子液晶和聚合物共混改性剂等诸多方面的潜在应用。由于可以对HBP的许多性能进行设计和修饰，将来还会有越来越多的新型HBP和新的用途得到开发，有关HBP的研究已经成为高分子科学领域中的热点，受到世界各国众多研究人员的高度重视。超支化聚酯(HyperbranchedPolyester，HBPE)作为HBP家族的重要成员之一，得到了广泛的关注和研究[1-4]。特别是Johansson，等[5]于1993年报道了用2，2-二羟甲基丙酸(bis-MPA)与四官能度的多元醇通过缩聚反应合成羟基官能化的脂肪族超支化聚酯(Aliphatichyperbranchedpolyester，AHBPE)以后，这种合成简便的AHBPE就立即引起了科研人员的高度关注。目前所报道的AHBPE大都是以bis-MPA为原料合成的，Malstrêm，等[6-7]对该聚合物的合成及结构做了系统的研究。随之，AHBPE的工业化研究也得到了相应发展，瑞典的Perstorp公司生产了商标名为BoltornTM的H系列产品，这是一类具有不同代数和核分子的端羟基AHBPE。目前，基于AHBPE的应用研究也得到广泛而又深入地开展，尤其在涂料领域，AHBPE是被研究和应用最多的一种HBP。AHBPE凭借其独特的分子结构和优异的物理、化学性能，为提高涂料性能开辟了新的有效途径[8-10]，国内外在这方面的研究报道也逐年增多。AHBPE高度的支化结构使其分子间较少链缠结，不易结晶，使涂料具有良好的成膜性能；众多的端基官能团使得AHBPE具有很强的可改性能力，能够制备适合多种用途的涂料。高溶解性可减少有机溶剂的使用量，降低涂料成本，减少有害气体排放；低黏度使得AHBPE很适合于制备高固体分涂料，与线型聚合物涂料共混能降低体系黏度，改善体系流动性[11-12]。由于这些优良的性能，AHBPE在高固体分涂料、粉末涂料、辐射固化涂料、甚至水性涂料领域都将大有作为，近年来，也出现了AHBPE在有机-无机纳米用报道。本文在对近十几年来AHBPE相关文献研究的基础上，对AHBPE在涂料中的应用情况进行综述，并对AHBPE今后的研究方向作了展望。

来源:涂料与涂装资讯网