紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂的流变行为

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1、VOI.13功能高分子学报NO.22000年6月JOurnaIOfFunctiOnaIPOIymersJun.2000紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂的流变行为!张洁!!，张可达!!!（苏州大学化学化工系，江苏苏州215006）摘要：合成了一系列紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯聚合物，研究了分子量、原料配比、反应方式、含水量、溶剂等对其流变行为的影响。实验表明，控制齐聚物分子量，干燥原料，以HEA先与异氰酸酯反应的加料方式合成的树脂，流动性较好。在此基础上合成了较好流动性和光固化性能的蓖麻油紫外光固化树脂。关键词：聚氨酯丙烯酸酯；紫外光固化树脂；流变性；蓖麻油中图分类号：0633.14文献标识码

2、：A文章编号：1008-935（72000）02-0199-05近二十年来，紫外光固化树脂以其低污染、低耗能、快固化、高生产效率等优点得到迅猛发展〔1-2〕。由丙烯酸改性的紫外光固化聚氨酯〔3〕由于具有较高的光固化速度，良好的附着力、柔韧性、耐磨性、耐低温性以及突出的高弹性和伸长率，已广泛应用于金属、木材、塑料涂层，油墨印刷，织物印花，光纤涂层等方面〔4〕。与通常涂料用树脂相比，光固化聚氨酯价格较高，如选用蓖麻油来合成预聚体树脂则可较大幅度降低成本，且固化快，漆膜的抗水和可挠性能好〔5〕。聚氨酯树脂是紫外光固化涂料及油墨等的主要成分，其流变性直接影响涂料及油墨的流平性和最终产品的光亮

3、平整等外观性能。但是由于它为假塑性流体，存在剪切变稀的特点，流动性能差〔6〕。因此，改变其流变行为就成为其能否实际应用的关键问题。本文选取不同分子量的聚醚、蓖麻油为原料合成了光固化树脂，测试在不同剪切速率之下的粘度变化，对其结构与流变性能的关系进行了探讨。!实验部分!.!原料与仪器甲苯二异氰酸酯（TDI80/20）：工业品，经减压蒸馏；蓖麻油（CO）：工业品，经减压脱水干燥；聚醚（PO）：羟值470mgKOH/g，工业品，经减压脱水干燥；丙烯酸羟乙酯（HEA）：工业品，经干燥减压蒸馏；二缩三乙二醇（TE）：化学纯，经减压脱水干燥；聚乙二醇（300，400，2000）：化学试剂，经减压

4、脱水干燥；二月桂酸二丁基锡：化学纯；对苯二酚：分析纯；甲醇：化学纯，经干燥蒸馏；苯乙烯：化学纯，经蒸馏；光引发剂（651）［PhC（OCH3）2COPh］：化学纯。NDJ-1型旋转粘度计：上海天平仪器厂；紫外灯GGZ1000：飞利浦亚明照明有限公司；凝胶渗透色谱仪（GPC）：日本岛津LC10A，THF为淋洗剂，30C，1mL/min。!."聚氨酯丙烯酸酯的制备由不同原料设计合成的聚氨酯丙烯酸酯列于表1。制备方法有两种。第一种：按表1的原料配比，将双羟基低聚物（表示为HOROH）与TDI混合，在50~60C反应2~3h，升温至80C，加入HEA和总量0.2%的二月桂酸二丁基锡，0.1%

5、的对苯二酚，在80~85C反应4~5h。冷至室温，即得产物。第二种：先将HEA与TDI混合，加入总量0.1%的对苯二酚，在50~60C反应2~3h，升温至80C，加入双羟基低聚物和0.2%的二月桂酸二丁基锡，在80~85C反应4~5h。冷至室温，即得产物。一般如无说明，树脂为第一种方法合成。合成路线为：!收稿日期：2000-01-10!!作者简介：张洁（1975-），女，江苏常州人，硕士，研究方向：功能高分子。!!!通讯联系人，张可达，男，辽宁辽阳人，教授，研究方向：高分子化学。·200·张洁张可达CH3NCONCO一一一NCO一一一一2+HOROH—H3C一一NHCOOROOCNH

6、一一CH3一一一一NCOCH2=CHCOOCH2CH2OOCHNNHCOOCH2CH2OOCCH=CH2CH2=CHCOOCH2CH2OH一一一一—H3C一一NHCOOROOCNH一一CH3一一!1.3测试1.3.1树脂流变性及粘度测定加入20wt%甲醇和20wt%HEA冲稀，20C下用旋转粘度计测试其粘度变化。树脂的流变性以PVI值来衡量。PVI=、，分别为树脂在60r/min，6r/"60/"6"60"6min时的粘度，PVI值在0~1.0之间。PVI值为1，是牛顿流体，PVI值越小，树脂触变性越大，流动性越差。1.3.2光固化速度测定树脂中加入3.0wt%的光引发剂651，于紫

7、外灯下距离5.5cm处照射。用秒表记时，并用手指以一定的压力触摸，当不粘手指时认为已经固化。Tabie1SynthesisOfpOiyurethaneacryiateTDI1HOROH1HEADesigningmOiecuiarNumberHOROHPVI（mOiarratiO）weightP-1TE21112.16300.95P-2PO21112.18100.90P-3PEG30021112.18800.89P-4PEG40021112.19800.87