ATRP/RAFT乳液聚合制备 UV 固化丙烯酸酯乳液及性能研究

UV固化水性涂料具有UV固化涂料和水性涂料的优点，是绿色涂料发展的重要方向。ATRP 和 RAFT 是两种重要的活性自由基聚合方法，其突出的优点是所制聚合物分子量大小可控，分子量分布窄，可合成具有多种拓朴结构的聚合物。前人合成 UV 固化树脂，要么采用传统自由基聚合方法，要么在非水体系中进行。本课题拟利用 ATRP 和 RAFT 活性自由基乳液聚合，采用含活性基团的丙烯酸类单体，设计合成UV固化水性丙烯酸树脂。充分利用活性自由基聚合的优点，更有效地利用含氟、硅、磷、季铵盐等功能单体，制备出相应的嵌段、梯度、核壳光固化聚合物，从而制备相应的功能性光固化树脂。通过对光固化水性聚合物固化条件等的初步研究，找出干燥、固化规律，以及树脂结构与性能之间的关系。通过本课题的研究，将进一步认识 ATRP/RAFT 活性自由基乳液聚合的规律，并利用这种规律设计合成具有一定拓朴结构的 UV 固化水性树脂。

UV 固化水性涂料具有 UV 固化涂料和水性涂料的优点，是绿色涂料发展的重要方向之一，本课题拟将活性自由基乳液聚合的分子设计思路引入 UV 固化水性树脂的制备，利用 ATRP 和 RAFT 活性自由基聚合适于乳液聚合体系，具有适用单体广、分子设计能力强、反应中可有多种官能团存在等优点，设计制备具有反应活性的 UV 固化丙烯酸酯乳液；利用活性自由基聚合的特点，更有效地利用含氟、硅、磷、季铵盐等丙烯酸酯功能单体，制备出相应的嵌段、梯度或核壳UV固化聚合物，从而制备相应的功能性UV固化树脂；通过对UV固化水性聚合物固化条件等的初步研究，找出干燥、固化、成膜规律，以及树脂结构与性能之间的基本关系。本项目按照原定计划进行，设计合成了一系列功能化的ATRP引发剂，并将其用做乳化剂及ATRP引发剂通过无皂乳液聚合制备具有嵌段结构的可UV固化树脂，并研究了树脂的UV固化性能；采用RAFT乳液聚合制备了具有烯丙基及环氧基的光热双重固化树脂，并研究了其与巯基封端的聚氨酯水分散体组成的巯基-烯双组份涂料的光热固化性能；探索了单电子转移乳液聚合的可行性，并通过单电子转移乳液聚合的方法制备了可UV固化的含氟树脂，研究了各种反应过程影响因素及含氟树脂与巯基封端的聚氨酯水分散体组成的巯基-烯双组份涂料的涂膜表面性能。已发表SCI论文7篇，EI论文4篇，国内核心期刊论文22篇，申请国家发明专利8项，已授权4项。这些成果的取得，为今后活性自由基乳液聚合在水性UV固化方面的应用提供了实验基础和理论指导。