本申请涉及一种形状记忆微球降低光固化涂料收缩应力的方法，属于光固化涂料领域。通过界面聚合实现了形状记忆微球的制备，并将形状记忆微球应用到光固化涂料中用于降低固化过程中的收缩应力；利用形状记忆微球的特性，使微球在保持壁厚的情况下体积大幅增大，缓解固化过程中产生的收缩应力；在较低添加量即可实现光固化涂料收缩应力的降低；在添加量为3wt％时，可降低收缩应力约36.4％。缓解收缩应力的同时仍保持优异的力学性能，杨氏模量得到提高；降低光固化收缩应力效果通过调控粒径、应变和微球的添加量实现。本申请的微球适用于光固化涂料、胶黏剂，电子束固化涂料、胶黏剂等。等。等。
【技术实现步骤摘要】
一种运用形状记忆微球降低光固化涂层收缩应力的方法
[0001]本申请涉及一种形状记忆微球降低光固化涂料收缩应力的方法，属于光固化涂料领域。
技术背景
[0002]形状记忆聚合物是智能材料中的重要的分支之一，由于其具备在一定的刺激下能够记住变形后的形状以及恢复到其最初形状的能力而受到越来越多的研究人员的关注。
[0003]形状记忆微球的壳层材料为形状记忆聚合物，制成微球之后，可以通过一些技术手段使其发生变形(如椭球形)并保持该状态，随后在一定条件刺激下，已变形的椭球形状能够回复到初始的球形状态。
[0004]光固化涂料在固化成型的过程中均存在着一定的收缩问题，其根本原因是参与固化反应的分子间作用力由范德华力转变为共价键作用，分子间距离减小，宏观上表现为尺寸收缩、发生挠曲和变形，甚至产生应力开裂等问题，影响其使用寿命，甚至危害生命财产安全。近年来，研究者们通过在涂料配方中加入无机填料，膨胀型单体，以及改进固化工艺等手段来解决。但是这些手段均存在明显的问题，无机填料的添加量较大，且不参与涂层的固化反应，这会降低涂层的使用性能；膨胀单体的制备方法则较为昂贵，经济适用性较差，工业领域难以普及应用；而通过改进固化工艺等手段在工业中运用较多，但是不能从根本上降低收缩率。
[0005]申请号为202110162844.6的专利文件公开了一种利用弹性微球降低光固化涂层体积收缩的方法，利用微球的弹性壳层缓冲收缩应力，但是微球的加入影响了涂层的力学性能，如杨氏模量受到影响。因此，需要开发一种新的技术，改善这一问题。
技术实现思路
[0006]为解决这一问题，本申请设计一种形状记忆微球，可以大幅降低固化过程中产生的收缩应力；本申请主要利用形状记忆微球形貌在椭球型和球形转变过程中的体积变化来缓解固化过程中产生的收缩应力。形状记忆微球在变成椭球型时体积/表面积的比值降低；在恢复形状的过程中体积/表面积的比值增大；即，在微球表面积不变或者变化幅度很小的情况下体积大幅增加，通过在光固化涂料中添加变形后的形状记忆微球，在树脂固化过程中体系收缩应力的刺激下由椭球状恢复为球形，体积增大，降低固化体系内的收缩应力，从而解决这一问题。
[0007]本申请的第一个目的是提供一种具有降低光固化涂料收缩应力的形状记忆微球的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]S1、配制水相：所述水相为含有助稳定剂和低聚多元醇的水溶液；
[0009]S2、配置油相：所述油相为含有异氰酸酯和油溶性溶剂的液相；
[0010]S3、所述水相与所述油混合，乳化，形成水包油O/W乳液；
[0011]S4、所述O/W液滴通过反应装置进行热固化，再加入多元醇或多元胺进行交联反应
形成所述形状记忆微球。
[0012]S5、将微球分散于PVA薄膜中进行热拉伸。
[0013]在一种实施方式中，通过高速分散的方法乳化；
[0014]本申请的第二个目的是提供一种形状记忆微球在光固化涂料中的用途：在光固化涂料中添加形状记忆微球，用于降低光固化涂料固化时的体积收缩率，所述形状记忆微球可降低光固化涂料收缩应力20％
‑
40％。
[0015]在一种实施方式中，光固化涂料中，形状记忆微球添加量为低聚物和光固化活性稀释剂质量总和的以下任意一种：0
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1wt％、1wt％
‑
2wt％、2wt％
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3wt％、3wt％
‑
4wt％。
[0016]在一种实施方式中，所述助稳定剂包括但不限于烷基酚聚氧乙烯醚类、脂肪醇聚氧乙烯醚类、脂肪胺聚氧乙烯醚类、高分子型助剂中的任意一种或两种以上的组合。
[0017]在一种实施方式中，所述水相中的助稳定剂可以是烷基酚聚氧乙烯醚类：壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、双、三丁基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚、苄基酚聚氧乙烯醚、二、三苄基酚聚氧乙烯醚、苄基二甲基酚聚氧乙烯醚、二苄基异丙苯基酚(又称二苄基复酚)聚氧乙烯醚、苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚、苯乙基异丙苯基酚聚氧乙烯醚、二苯乙基复酚聚氧乙烯醚、苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚、苯乙基萘酚聚氧乙烯醚。
[0018]在一种实施方式中，所述水相中的助稳定剂可以是脂肪醇聚氧乙烯醚及其类似产品，月桂醇聚氧乙烯醚、异辛基聚氧乙烯醚、十八烷醇基聚氧乙烯醚异十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚、苯乙基苯丙基酚聚氧乙烯醚、苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚等。
[0019]在一种实施方式中，所述水相中的助稳定剂可以是脂肪胺聚氧乙烯醚，脂肪胺(又称烷基胺)聚氧乙烯醚、脂肪酰胺聚氧乙烯醚、烷基胺氧化物、季胺烷氧化物及其类似产品。
[0020]在一种实施方式中，所述水相中的助稳定剂可以是高分子型助剂，烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、芳烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、苯乙基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、异丙苯基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、苄基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、联苯酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、聚乙烯醇完全水解的聚乙烯醇98
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99％以及部分水解的水解度为88
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89％、氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物，、环氧乙烷
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环氧丁烷共聚物、环氧乙烷
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环氧丙烷
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环氧丁烷共聚物、聚合羧酸盐：聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物硫酸盐、烷基萘磺酸甲醛缩合物及其类似品种、酚磺酸萘磺酸甲醛缩合物钠盐、酚甲醛缩合物磺酸钠盐、酚
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脲
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甲醛缩合物磺酸盐、缩甲基纤维素及其衍生物、黄原酸胶、脱糖木质素磺酸钠等。
[0021]在一种实施方式中，所述低聚多元醇包括但不限于聚醚多元醇类、聚酯多元醇类中的任意一种或两种以上的组合。
[0022]在一种实施方式中，所述的聚醚多元醇类包括但不限于以三羟甲基乙烷、木糖醇、山梨醇、季戊四醇、乙二醇、1，2
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丙二醇、1，4
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丁二醇、1，6
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己二醇、新戊二醇、二缩二乙二醇、一缩二丙二醇、三羟甲基丙烷和甘油等多元醇或乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺、三甲基六亚甲基二胺、二乙基三胺等多元胺为起始剂，与氧化乙烯、氧化丙烯等在催化剂作用下开环聚合而成。
[0023]在一种实施方式中，所述聚酯多元醇类包括但不限于以三羟甲基乙烷、木糖醇、山梨醇、季戊四醇、乙二醇、1，2
‑
丙二醇、1，4
‑
丁二醇、1，6
‑
己二醇、新戊二醇、二缩二乙二醇、
一缩二丙二醇、三羟甲基丙烷和甘油等多元醇与乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸、十八碳二元酸、邻苯二甲酸、间苯本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种形状记忆微球在光固化涂料中的用途，其特征在于：光固化涂料中添加形状记忆微球，用于降低光固化涂料的体积收缩率；所述形状记忆微球可降低光固化涂料收缩应力20％
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40％。2.根据权利要求1所述的形状记忆微球在光固化涂料中的用途，其特征在于：所述形状记忆微球的制备方法包括以下步骤：S1、配制水相：所述水相为含有助稳定剂和低聚多元醇的水溶液；S2、配置油相：所述油相为含有异氰酸酯和油溶性溶剂的液相；S3、所述水相与所述油相混合，乳化，形成水包油O/W乳液；S4、乳液中的O/W液滴通过反应装置进行热固化，再加入多元醇或多元胺进行扩链形成所述形状记忆微球；S5、将所述形状记忆微球分散于PVA薄膜中进行热拉伸。3.根据权利要求2所述的形状记忆微球在光固化涂料中的用途，其特征在于：所述助稳定剂包括但不限于烷基酚聚氧乙烯醚类、脂肪醇聚氧乙烯醚类、脂肪胺聚氧乙烯醚类、高分子型助剂中的任意一种或两种以上的组合；所述低聚多元醇包括但不限于聚醚多元醇类、聚酯多元醇类中的任意一种或两种以上的组合；所述异氰酸酯包括但不限于多异氰酸酯类、异氰酸酯多聚体类中的任意一种或两种以上的组合。4.根据权利要求2所述的形状记忆微球在光固化涂料中的用途，其特征在于，所述O/W乳液中，所述油相和水相的体积比为1:4～1:20；所述高速分散的时间为3～10min；所述反应装置的温度为20
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150℃。5.根据权利要求2所述的形状记忆微球在光固化涂料中的用途，其特征在于，所述多元醇包括但不限于三羟甲基乙烷、木糖醇、山梨醇、季戊四醇、乙二醇、1，2
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丙二醇、1，4
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丁二醇、1，6
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己二醇、新戊二醇、二缩二乙二醇、一缩二丙二醇、三羟甲基丙烷和甘油中的任意一种或两种以上的组合；所述多元胺包括但不限于乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘仁，孙冠卿，毛兴健，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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