新闻直报员供求信息会员
当前位置 > 主页 > 新材料 > 行业知识 > 正文内容
树枝状聚酰胺-胺树状大分子在高性能单组分室温交联胶乳粘合剂中的应用
文章来源:未知     点击数: 次     更新时间:2019-08-12 15:40

 环保、低成本、高性能透明涂层是保护钢材等基材的理想选择,而且其需求日益增长。


与传统的溶剂型涂料相比,乳胶漆无污染、无害、安全且易于使用。但是,它们存在光泽、硬度、耐化学性和机械性能不如溶剂型涂料的缺点[1]


目前,已经开发了多种交联方法以改善乳胶涂料的应用性能。其中,引起人们广泛关注的一种方法是采用二丙酮丙烯酰胺(DAAM)的酮羰基与二酰肼反应的自交联体系,以开发可在室温环境条件下制备高性能单组份自交联涂料体系,尤其是己二酸二酰肼(ADH,图1所示)表现出了在室温条件酰胺快速交联的优点[2]


图1 己二酸二酰肼(ADH)和低代数树枝状PAMAM(G0,G1)结构示意图


乳胶涂料的一个常见缺点是水敏性,该类涂料遇水会变白、失去附着力和耐久性变差。这是因为,胶乳颗粒干燥形成连续的透明膜时,液态水蒸发,被截留在膜的间隙区域中的带离子电荷或水溶性表面活性剂、引发剂和缓冲剂成分具有比乳胶颗粒更强的亲水和吸水性能,并成为水份从表面迁移到间隙区域的驱动力,从而导致乳胶涂层的吸水性和水增白现象加剧[3]


胶乳组合物的耐水性可以通过除去体系中亲水组分、交联聚合物胶乳或向聚合物胶乳中引入特殊单体来提高。亲水性成分通常是标准商业产品的基本部分;因此,工业化生产中鼓励通过改变聚合物结构来提高乳胶涂料的耐水性。


有报道使用多胺作为添加剂的丙烯酸胶乳配方可以改进其抗水增白性能[4]。鉴于上述情况,从代表基于含DAAM乳液聚合物的耐水性单组分自交联乳胶涂料组合物有希望的交联剂的角度来看,胺封端的树枝状聚(酰胺胺)(PAMAM)吸引了Jana Machotova等的注意[5]

 

聚酰胺-胺树状聚合物是基于乙二胺核和酰胺胺重复支化结构的树状聚合物的一个特殊家族。

 

PAMAM由廉价的原材料合成,它们的尺寸和表面官能度(胺、羧基、甲酯)可以通过产生不同代的单体单元的受控重复添加的数量而变化。由于其独特的性质,包括水溶性、明确的分子结构和球形聚酰胺-胺树状大分子已经在化学、生物和物理过程中得到大量应用[6]。

 

由于低代胺封端聚(酰胺胺)(PAMAM)树枝状大分子表现出所需的生物性能,例如对体内应用无毒和无免疫原性,因此它们作为ADH的替代品并增强了涂层耐水性。

 

文中Jana Machotova等报道了含有表面未改性氧化锌纳米粒子和低代胺封端聚酰胺-胺树状大分子的稳定自交联丙烯酸乳液的简单制备。氧化锌纳米颗粒的掺入是通过常规乳液聚合技术在胶乳合成过程中进行的。


将聚酰胺-胺树状大分子作为水溶液加入到聚合物结构中含有二丙酮丙烯酰胺重复单元的胶乳中。评估胶乳储存稳定性和涂层性能,重点是水敏感性、耐化学性和耐闪光锈性,并与基于常规交联剂(ADH)的无氧化锌自交联胶乳模型进行比较。

 

研究发现:含有聚酰胺-胺树状大分子和氧化锌纳米粒子的胶乳具有长期储存稳定性。这些涂料组合物提供了与传统的基于粘合剂的自交联胶乳相当或甚至更好的高光泽、透明性和机械性能的交联涂膜。氧化锌纳米颗粒的加入显示出由于离聚物交联而赋予涂层耐溶剂性。

 

研究还发现通过将氧化锌基离聚物交联和聚酰胺-胺基自交联的组合引入胶乳涂料组合物中,可以获得优异的水增白性能。此外,使用聚酰胺-胺交联剂的涂料组合物提供了显著改善的抗闪光锈性。相比较而言,第1.0代聚酰胺-胺树状大分子提供了性能更好的涂层。


他们认为包含氧化锌纳米颗粒的基于聚酰胺-胺的单组分自交联胶乳提供高性能涂料,并且在涂料工业中具有作为透明涂料或粘合剂用于包括钢在内的外部和内部材料保护的潜在用途。


   本栏目相关新闻
候选者风采展示专栏