UV固化聚氨酯丙烯酸酯合成研究方案.docVIP

UV-固化聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能影响因素刘操? 上海联景聚氨酯科技发展有限公司 ? 摘要：紫外光固化（UV）是目前涂装领域中最快的固化方式之一，经UV固化后的涂膜具有很高的抗化学腐蚀性，优良的物理性能和光 泽。本文介绍了UV固化聚氨酯丙烯酸分散体的制备和性能；讨论了软段分子量，异氰酸酯种类，和亲水基团含量等对性能的影响。 关键词：UV固化，聚氨酯丙烯酸酯，分散体 Abstract: Ultraviolet curing is one of the fastest curing methods in the coating industry, films cured by UV radiation has the properties of high chemical resistance ,excellent physical strength and very good gloss. In this paper ,we introduced the preparation of? UV-curable waterborne urethaneacrylate ,also the affecting factors of soft segment , isocyanate and the content of ionic chain extender are discussed. Key words: ionomer , urethaneacrylate, UV-curable，dispersion ? 一 前言： 随着环境保护方面的要求越来越严格， 传统涂装体系将面临严峻的挑战。VOC 较低的水性涂装材料逐渐受到重视，此类产品和技术层出不穷。其中，使用水性紫外光固化材料是一种有效的解决方式。 聚氨酯丙烯酸酯（urethaneacrylate）涂料能利用 UV 进行固化[1], 兼具聚丙烯酸酯和聚氨酯两种材料的特点，耐腐蚀性、耐磨性好，光泽好，附着力强[1] 。 由于采用UV固化，对减化大气污染及节省能源均有极佳效果，符合当前涂料发展的要求[4]。 水性UV固化系统粘度低，避免了大量使用活性稀释剂带来的毒害，并可方便地与其他乳液共混。目前国外很多公司都对这一体系进行了开发，已经有产品推出。 ? 本工作合成了水性丙烯酸聚氨酯分散体，利用二羟甲基丙酸作为亲水基团[2-3]，制备离聚物（ionomer）分散 体。测试了固化膜的性能，并讨论了软段分子量，异氰酸酯类型，亲水基团含量，以及中和程度对性能的影响。 ? 二 实验部分： 1．原料 异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI） 工业品 DEGUSSA公司 甲苯二异氰酸酯（TDI）? 工业品 BASF公司 聚四氢呋喃醚（PTMG）?? 工业品 DUPONT公司 4,4′二苯基甲烷二异氰酸酯? （MDI）?? BASF公司 二羟甲基丙酸（DMPA）? 分析纯? 进口 三乙胺（TEA）?? 分析纯 上海试剂公司 二月桂酸二丁基锡 （DBTDL ）? 催化剂 AIR PRODUCTS 提供 丙烯酸羟乙酯 （HEMA）? 上海高桥石化 光引发剂? CIBA 公司 以上试剂在使用前均经过提纯 ? ? 2．合成 在四口瓶中装入二异氰酸酯，DMPA，PTMG， 0.1%的DBTDL，加氮气保护，升温至80°C。反应4小时，当NCO%达到要求后，将温度降至60°C，加入HEMA，反应6小时。如粘度过大，可 加入5-15%的NMP稀释。降低温度，加入TEA。在快速搅拌下加入去离子水，配成所须的固含量。 ?? 将制备的水乳液倒入聚四氟乙烯模具中，50°C真空减压干燥4小时，然后在250W的紫外灯下固化3-5min。然后再放入烘箱中60°C干燥3小时。待 测试用。 反应原料的基本摩尔配比见表1。通过变换异氰酸酯种类和聚醚的分子量，合成了几种不同的分散液。 ? 表.1 原料的基本摩尔比 Table.1 Basic Molar ratio of materials ? TDI/MDI/IPDI DMPA PTMG HEA 摩尔比 2 1 0.5 2 反应流程见图1： ? ?????? ??图.1 反应流程 ?????? ??Fig.1 Reaction description ? 3．测试 用NDJ-79型旋转粘度计测乳液的粘度；拉伸强度和断裂伸长率在上海银弛YC-121 拉力测试仪上测定；粒径测试在MALVERN AUTOSIZER II上进行；附着力采用划格法依GB 9286-88测定；耐黄变测试在上海银弛YC-270黄变试验机上测试。 ? ? 三．结果和讨论 1．温度对反应的影响。 ?? ?合成聚氨酯丙烯酸酸酯时，接入HEA的步骤十分重要。由于HEA含有不饱和双键，在较高温度下可以自聚，降低了产品的固化效