新技术!!!自修复丙烯酸聚合物的新突破
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新技术!!!自修复丙烯酸聚合物的新突破

自修复聚合物代表了一种新的即将到来的技术,它将改善涂料的性能,可持续性和客户满意度。

自修复丙烯酸聚合物的新突破

Marek W. Urban博士,杨颖博士 美国克莱姆森大学

自修复聚合物代表了一种新的即将到来的技术,它将改善涂料的性能,可持续性和客户满意度。涂层的划痕和破裂会在没有外部干预的情况下像皮肤一样愈合,从而延长涂层的使用寿命。近二十年来,研究人员一直致力于开发自修复材料,但这些研究都没有提供可行、实用且经济实惠的解决方案。主要的抑制因素是放大生产以及生产自修复涂层的成本。然而,最近报道了一系列基于丙烯酸共聚物的自修复材料,其非常接近工业规模生产。

在粉末涂料工业中,丙烯酸树脂通常用作汽车领域的高性能透明面漆,具有出色的透明度、光滑度、耐化学性、耐刮擦性和耐候性。新报道的自修复聚合物仅基于甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸正丁酯(nBA)或其衍生物,但共聚物组合物必须在窄的组成范围内。相邻基团互锁,连接相邻的链,因此当施加外部机械力时使它们难以分离。划伤时,在室温下约14小时内无需外部干预即可关闭损坏。即使材料完全切断,在物理上重新连接后几分钟内开始自我修复,并在环境条件下大约80小时后恢复约90%的机械性能。

这些自修复丙烯酸共聚物可能很快就会在涂料工业中得到应用,因为它们的批量生产不需要新的设备。现有的丙烯酸粉末包括甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA),丙烯酸聚氨酯和含有聚酯或环氧树脂的混合体系。其中,GMA丙烯酸是最受欢迎的。它含有与配制成所需玻璃化转变温度(Tg)的其它丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体共聚的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)单体。GMA丙烯酸树脂通过多元羧酸交联剂通过环氧化物的开环反应固化。

为了开发可自修复的丙烯酸粉末产品,粉末需要足够稳定以便储存,同时所得涂层在固化时应具有自修复性能。值得指出的是,产生有利的非均质性也可以促进损伤愈合和随后的聚合物自修复。

(崔志刚译自《Powder Coating》)

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