呼吸涂料用丙烯酸共聚物的制备及其调湿作用机理研究

本项目针对我国干旱少雨的北方地区，尤其是冬季相对湿度很低的西北地区居民室内通过采暖设施为室内升温，导致相对湿度急剧下降而引发的生活、生产问题。利用可大面积涂刷的内墙涂料，用水分子呼吸性材料进行生态性控制调节室内湿度。突破传统涂料行业“涂膜吸水性强，耐水性就差”的观念，采用具有双亲性丙烯酸共聚物为涂料主要成膜物制备呼吸性涂料。在制备呼吸涂料用丙烯酸共聚物时，以丙烯酸、丙烯酸酯为主要单体，在确保其成膜性的前提下，大幅度提高共聚物中亲水性/疏水性单体比例，使水分子可以自由迁移；同时考虑硬单体与软单体的合理搭配、聚合物的环境友好性能，成功制备了可成膜的双亲性丙烯酸共聚物树脂。在制备调湿涂料时，所合成双亲性丙烯酸共聚物与多孔无机材料（如：膨润土、坡缕石、硅藻土、高岭土等我国中西部地区比较丰富的非金属矿产资源）相配合，使水分子可以通过聚合物表面自由迁移到多孔材料的孔或层中储存，当表面湿度降低后，水分子又可经过双亲性高分子复合物中亲水性通道向表面释放，成为一类真正意义上的呼吸性涂料。因此所制备的调湿涂料具有较强的吸水/放水性能和调湿功能，且涂料基本性能符合国家相关标准。当给涂层在短时间内喷雾（或洒水）使之大量吸入水份后能缓慢呼出水分子，使室内长时间保持适当湿度；若发生管道跑冒滴漏等意外事件时，这类涂料也可储存水份并缓慢释放，既防止墙皮脱落，又可调节室内湿度。研究成果将推动内墙涂料向多功能化与智能化方向发展。首次从理论上探讨亲/疏水性丙烯酸共聚物与多孔填料之间的关系，以及调湿涂料中水分子的呼吸机理，为设计制备真正意义上的智能涂料提供理论依据。在国际国内核心刊物发表论文40篇，其中Angew Chem、Prog Org Coatings等SCI刊物论文23篇，研究成果将推动内墙涂料向多功能化与智能化方向发展。