多重交联UV固化水性聚氨酯木器涂料的研制

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1、勰涂料涂装新技术新工艺幼多重交联UV固化水性聚氨酯木器涂料的研制王小军，陈小庆，王茜红(北方涂料工业研究设计院，兰州730020)摘要：本课题研制的多重交联UV固化水性聚氨酯木器涂料通过UV固化和有机硅交联改性及多官能度扩链剂的引入，形成的涂膜在uV固化前即具有较好的涂膜强度、机械性能和耐沾污性；经UV固化后，涂膜具有更加优异的耐水性、耐醇性、耐磨性和耐干热性，以及良好的硬度和装饰效果。关键词：多重交联；uv固化；水性聚氨酯；木器涂料1引言紫外光(UV)固化涂料以其高效节能、经济环保、涂层性能好等优点，近20多年来得到广泛的应用和迅猛发展，其中木器涂料约占总量的55％。但由于传统UV固化

2、涂料在使用过程中活性稀释剂和有机溶剂仍会对人体和环境造成一定损害，使得与人们健康密切相关的木器用涂料的水性化研究日益受到关注，而水性聚氨酯树脂综合性能优异，已成为水性木器涂料的首选树脂之一。UV固化水性聚氨酯木器涂料通常以含单羟基的丙烯酸封端引入不饱和双键，活性交联点少、交联密度低、Uv固化后涂膜耐水及耐干热性能较差。本试验通过在预聚物分子侧链上引入活性有机硅氧烷基团和多官能度扩链剂，使水分散体在UV固化前即具有较高的相对分子质量和交联密度，再通过聚酯分子主链上不饱和双键的自由基聚合，可得到非常高的交联密度，使涂膜性能大幅度提高，可以满足家具板材及竹木地板清漆工业化流水线涂装和复杂构件涂

3、饰的要求。2试验部分2．1技术路线制备UV固化水性聚氨酯木器涂料，最主要的是研制可UV固化的水性聚氨酯树脂。采用的是多重交联固化技术，其技术路线为：①合成聚酯时引入不饱和单体，使分子主链上具有多个uV光引发活性交联点，弥补采用封端引入双键的方法中活性交联点少的缺点；②采用在分子侧链上引入有机硅氧烷单体，利用硅氧烷基团的常温水解自交联，提高涂膜的预交联密度；③在水分散的同时采用多官能度扩链剂进行预交联改性，大幅提高uV固化前树脂的交联密度和相对分子质量。2．2制备过程制备过程示意见图1。2．3主要原材料主要原材料：1，4一丁二醇、新戊二醇、己二酸、苯酐、间苯二甲酸、顺丁烯二酸酐，均为进口，

4、工业品；异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，德固萨，工业品；二月桂酸二丁基锡(DBTDL)，北京三安化工产品有限公司，工业品；二羟甲基丙酸(DMPA)，美国GED公司，工业品；丁酮(MEK)，陶氏化工，工业品；丙二醇甲醚(PM)，江苏华伦化工，工业品；三乙胺(TEA)，浙江建德建业有机化工有限公司，工业品；三乙烯四胺(TETA)，陶氏化工，工业品；消泡剂，BYK公司，工业品；流平剂，盛兴行，工业品；148第{云誓墅㈣娄耄察瓣会21⋯,1I／O半6月．兰州暨第二届特种涂料与涂装研讨会‘1o月’5”’蕊涂料涂装新技术新工艺幻增稠剂，罗门哈斯，工业品；KH一550(^y一氨基丙基三乙氧基硅烷)、K

5、H一560(7一环氧丙醚基丙基三甲氧基硅烷)，成都晨光化工研究院，工业品；光引发剂IRGACURE2959，汽巴精化，工业品。oIlHC—C、Ho—R—旬H+lI、0+H00c—R——cooHHC—C／110上Ho—R—C=CH—RCH=CH—R—-oHlIPDI，DMPA，有机硅氧烷单体+可水解基团0O

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14、流平剂、增稠剂多重交联uv固化水性聚氨酯木器涂料图1多重交联uv固化水性聚氨酯木器涂料制备过程示意2．4测试与表征2．4．1红外分析采用美国珀金一埃尔默(PERKIN—ELMER)公司的红外仪，型号为SPECTRUM2000。2．4．2粒度分布采用MALVERN公司的激光动态散射仪，型号为ZetasizerNanoZsZen3600。2．4．3吸水率的测试将按国标制备好的涂膜剪好，烘干称量，在25℃下将其浸入去离子水中，经一定时间后称量其在浸水前后的质量变化。吸水率的计算方法如下：吸水率=(m—mo)／砌×100％式中，mo和m分别为浸水前后试样的质量。2．4．4凝胶率的测试将按国标制备

15、好的涂膜剪好，烘干称量，在25℃下将其浸入丁酮中，经一定时间后称量其在浸入前后的质量变化。凝胶率的计算方法如下：．2008#6月．兰州第乞鬈翳徽鹫徽会。49蕊涂料涂装新技术新工艺幼凝胶率=m／mo×100％式中，／rio和m分别为浸入前后试样的质量。3结果与讨论3．1红外光谱结构分析3．1．1涂膜Uv固化前的红外光谱结构分析涂膜UV固化前的红外光谱见图2。由图2可以看出，3380em‘1峰为N—H的伸缩振动峰，该峰较强，说明有大量的