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聚合物微凝胶也常被称为μ-凝胶,指聚合物大分子被限定在一个区域内进行分子内交联而形成网状结构,其结构介于支链大分子和宏观网络聚合物之间,一个微凝胶颗粒即为一个大分子,在微凝胶颗粒之间,或者说在各个微凝胶分子之间,不存在化学键合。若在聚合物微凝胶颗粒的表面或内部带有可以进一步反应的基团,即为反应性聚合物微凝胶[1] 。涂料工业是反应性微凝胶主要的应用领域,用于改善涂料的流变性和涂膜性能。

自分层涂料由两种(或多种)不相容的成膜物组成,一次涂覆在底材上,在成膜过程中能自发地产生相分离和组分迁移,分成两个(或多个)连续的不同组成的涂层,其性能类似多层涂料[2] 。

本文以丙烯酸六氟丁酯(HFBA)作氟碳单体,采用种子乳液聚合方法制备了壳层含氟的核壳式反应性微凝胶,与叔丙乳液复配成水性自分层涂料,研究了两种成膜物在涂膜中的形貌、分布以及对涂膜表面动态接触角的影响。

1试验部分

1·1主要原料

核壳型含氟反应性微凝胶(固含量14%,粒径75nm):自制[3] ;叔丙乳液(固含量45%,粒径80nm):自制;成膜助剂(TexanolRTM):纯度98%,EastmanChemCo;消泡剂(4275)、增稠剂(2025)、防腐剂(PG-520):法国COATEX公司;多功能助剂(AMP-95):陶氏集团;1,3-丙二醇:化学纯。

1·2制备方法

1·2·1聚合物干粉与共溶剂的相容性实验经冷冻干燥分别制得含氟微凝胶与叔丙乳液的干粉,称取0·1~0·15g聚合物干粉分别与8mL共溶剂混合超声分散30min,静置24h后再超声分散30min,观察混合液的状态。共溶剂由TEXANOLRTM、丙二醇、乙二醇丁醚、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、一乙醇胺、二乙醇胺、AMP-95组成。

1·2·2水性叔丙乳液清漆的配制

在烧杯中加入叔丙乳液500r/min左右搅拌,再将一定比例的助剂缓慢加入,加完后继续搅拌15min,最后在80r/min左右搅拌10min,得水性叔丙乳液清漆。各原材料配比见表1。