UV固化预聚体的制备及固化涂层性能的研究.pdfVIP

r————————————一—— 『k——r’}， ：}j． ．? !¨{J■1●●， ● i●■●，●、1 郑州大学博士论文 摘要 摘要 环氧丙烯酸酯(EA，epoxyacrylate)是由环氧树脂和(甲基)丙烯酸在催 化剂作用下开环酯化制得，它具有优异的综合性能，是目前应用最广泛、用量 最大的光固化低聚物。伴随着高新技术的发展和环保要求的提高，EA自身粘度 高、不耐高温、附着力差和使用稀释单体易造成环境污染的缺点，日益引起人 们的关注，因此对EA进行改性以提高其使用性能和对EA进行水性化改造以减 少稀释单体的使用具有重要的现实意义。 为了对EA进行改性提高其固化涂层耐高温等性能，本文在合成备选改性单 体的基础上，通过对它们理化性能的研究，从中筛选适宜的单体作为EA的改性 单体，并用该单体通过共混、接枝和水性化三种方法对EA进行改性研究，以期 达到对EA树脂高性能化和水性化改造的效果。 为达到以上研究目的，本文首先把酚羟基、磺酰胺基和氟原子引入丙烯酰 胺分子结构中，合成N．【(4．溴．3，5．二氟)苯基】丙烯酰胺(简称：BDPA)、N．【4．磺 酰胺苯基】丙烯酰胺(简称：ASPAA)和N．【4．羟基苯基】丙烯酰胺(简称：AHPAA) 三种改性单体，并对它们的耐热性和溶解性进行对比研究，从中筛选出BDPA作 为环氧树脂的改性单体。对BDPA的合成工艺进行优化，得到合成BDPA的适宜 工艺条件为：催化剂三乙胺为投料总质量的1．15％，反应时间4h，反应温度0℃， 丙烯酰氯与4．溴．3，5．二氟苯胺摩尔比为1．1：1，在此工艺条件下，产物BDPA的纯 度和收率稳定，质量产率达62．5％。 为了解BDPA在不同溶剂中的溶解性能，便于BDPA在EA改性时选择合 适的溶剂体系，本实验采用动态法测定了BDPA在苯、甲苯、甲醇、乙醇、乙 相对偏差分别为1．06％、0．93％和9．65％。同时对BDPA在甲醇乙醇混合溶剂 体系中的溶解度进行测量，使用Apelblat方程和加方程对溶解度数据进行关联， 研究发现，Apelblat方程和拍方程总平均相对偏差分别为0．19％和0．39％。 利用BDPA合成了丙烯酸酯预聚体ARBDPA以实现对EA的共混改性。研 究并优化了p衄D刚EA共混涂层制备工艺，在此工艺条件下制备的ARBDPA／ EA固化涂层， 硬度5H，附着力1级，拉伸强度25MPa。热分析结果表明， 郑州大学博士论文 摘要 共混涂层残碳率18％，比EA涂层残碳率提高3倍。采用沉淀法对ARBDPA中 间体BDPA／MMA／MAA聚合反应动力学进行研究，得到反应的动力学关系式为 以BPO为引发剂利用自由基共聚把BDPA引入EA分子中，得到紫外光(UV) H。 固化改性EA。改性EA的固化涂层拉伸强度28MPa，附着力O级、硬度5 对改性EA和未改性EA固化涂层力学性能和热性能研究发现，改性EA的粘度、’ 涂膜的附着力、硬度等性能指标均优于未改性的EA，拉伸强度比纯EA提高86 ％；热分析结果表明，改性EA固化涂层残碳率为10．9％，而未改性EA残碳率 6．2％，改性EA热稳定性明显提高。 利用红外光谱法对影响改性EA光固化速率的因素进行研究表明，样品经过 40s辐照后，固化体系双键转化率达到88％：光固化速率随着体系中改性EA 含量的增加而减小；裂解型引发剂819引发效率高于夺氢型引发N-苯甲酮； 有利于改性EA固化体系活性的提高。 利用本研究制备的改性EA树脂进一步合成了水性EA，并利用相反转技术 制备水性EA的水分散体。和未添加BDPA的水性