微凝胶的制备及其在涂料中的应用

　　微凝胶的制备及其在涂料中的应用
　　
　　王红岩，周铭
　　
　　（中海油常州涂料化工研究院，213016）
　　
　　摘要：微凝胶是一种具有分子内交联结构的聚合物微粒，具有优良的加工性能和施工性能，可用来对涂料进行改性，增强漆膜的力学性能和耐久性。介绍了微凝胶的结构、性能、制备方法及其在涂料中的应用。
　　
　　关键词：微凝胶；分子内交联；制备方法；应用
　　
　　0.引言
　　
　　微凝胶（又称微胶）是一种正在发展的新型功能性聚合物，在改善漆膜流挂性和机械性能方面具有显著的优势，因此得到了越来越广泛的应用。早在1934年微凝胶就由Staudinger等人合成。Funke在微凝胶，特别是在反应性微凝胶方面做了大量理论和实验工作，用二乙烯基苯或乙二醇二甲基丙烯酸酯的多官能单体进行乳液聚合，制成活性微凝胶，并给出了微凝胶的定义。之后人们经过多年的探索与研究，对微凝胶及其在涂料中的功能和相互作用机理有了更深刻的认识，并把微凝胶的定义修正为凡凝胶颗粒大小在1~1000nm之间，具有分子内交联结构的颗粒都称为微凝胶。微凝胶的大小与高相对分子质量的线型聚合物相当，分子内是交联结构，与空间网状交联聚合物相似，有时其交联程度更高。
　　
　　1.微凝胶的分类
　　
　　根据微凝胶分子内部交联密度的不同，微凝胶可以分为硬质微凝胶和软质微凝胶两类。交联密度越高，微凝胶硬度越高；反之，微凝胶越柔软，趋向于线型聚合物。根据分子内及表面有无反应性基团，微凝胶又可以分为反应性微凝胶和非反应性微凝胶两类，其中以反应性微凝胶的研究最为活跃，应用最为广泛。我国相关文献报道也是反应性微凝胶居多。反应性微凝胶常见活性基团有双键、羟基、羧基、氨基和环氧基等。
　　
　　2.微凝胶制备
　　
　　微凝胶的制备方法较多，常见的有以下几种方法：溶液聚合、乳液聚合、微乳液聚合、无皂乳液聚合、非水分散聚合和沉淀聚合。聚合反应大多为自由基聚合，也有报道通过阴离子聚合制备微凝胶的方法。
　　
　　2.1溶液聚合
　　
　　采用溶液聚合方法制备微凝胶，尤其是交联单体用量大时溶液聚合更有优势。溶液聚合的组分比较简单，可适用于所有单体，不需要加入表面活性剂，在某些应用领域较为简便，并且溶液聚合所得的微凝胶粒径较小。溶液聚合方法的缺点是反应必须在极稀的溶液中（通常单体浓度＜5%）进行，单体转化率低，不利于制备高固含量的微凝胶，因而限制了其在实际中的应用。为了突破这方面的限制，科研人员进行了多方面的尝试。刘莲英等人总结了目前溶液聚合制备微凝胶的3种基本方法和原理：小分子单体溶液聚合、大分子单体溶液聚合和聚合物溶液聚合，并介绍了相关的理论基础和研究进展，虽然都取得了一些成果，但依然没有突破溶液聚合浓度不高这一瓶颈。

来源:涂料与涂装资讯网