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《紫外光固化水性聚氨酯_丙烯酸酯涂料研究_冯利邦》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、紫外光固化水性聚氨酯一丙烯酸酯涂料研究摘要：rti甲苯二异氧酸酯、聚醸多元醇、二轻甲基丙酸、1,4-丁二醇及丙烯酸-2-轻基乙酯合成了紫外光固化聚氨酯-丙烯酸酯，产物轻叔胺屮和得自乳化水分散体系。考察了竣基含量、屮和度、聚瞇分子量、异氧酸酯指数等对乳液粒径、粘度、稳定性及漆膜的耐水性能和耐甲苯性能的影响。关键词：紫外光固化；聚氨酯一丙烯酸酯；水性涂料近年來，随着人们对能源和环境保护的更加重视，世界各国对传统溶剂型涂料中挥发性有机物组分(VOC)的排放愈来愈加以限制，研制低污染环保型的水性涂料、粉末涂料和高固体分涂料等环境友好型涂料已成为涂料开发的主要方向。水性聚氨酷-丙烯酸酯
2、(WPUA)涂料除具有优良的物理机械性能外，还有对环境无污染或污染性很小、无毒害和不着火等特点，是值得大力开发的涂料品种。而紫外光(UV)固化涂料以其突出的环保、高效低能耗、流变性易控制等优势口益受到重视，因此开发紫外光固化水性聚氨酯-内烯酸酯涂料是适应环保和节能的需要，成为当今涂料研究的热点领域。本文对水性聚氨酯-丙烯酸酯涂料的合成条件与性能之间的关系进行了深入研究，获得了一些有实际意义的结果。1实验部分1.1主要原料与试剂聚醯二元醇(PPG),工业品，使用前在120°C温度下减压脱水lh；甲苯二异氧酸酯(TDI)(80/20),工业品，韩国进口；二轻甲基内酸(DMPA)、
3、内烯酸-2-径基乙酯(IIEA),工业品，北京东方化工厂；光引发剂Dareurll73,Ciba公司；二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、甲苯、三乙醇胺(TE0A)、1,4一丁二醇(BD0)、丙酮等均为分析纯.1.2表征与测试红外光谱在德国NieoletNEXUS670型FT-IR光谱仪上测定;乳液粒径在BI-200SM激光光散射仪上测定;乳液粘度用LND1型涂-4粘度计测定。漆膜的耐水性和耐甲苯性能用漆膜24h的吸水率和吸甲苯率表示,按照下述方法测立：称取重量为W0的漆膜，在室温下浸人蒸憾水或甲苯屮浸泡24h后取出，用滤纸吸去表而的水或甲苯，然后称漆膜重量W1,吸水率或吸甲苯率
4、用下式计算吸水率(或吸甲苯率)二(W1—W0)/W0*100%1.3WPUA乳液的合成在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的三颈瓶中加人脱水聚讎二元醇，在搅拌状态下加人TDI,然后缓慢升温于85°C下反应，用二正丁胺法监测体系中的异氤酸酯基（NCO）浓度，至NCO含量达理论值，然后降温至50°C以下，加人DMAP和BDO于75°C下反应，在反应过程中用适量丙酗调节粘度，反应至剩余NCO含量达理论值，然后在45°C搅拌下滴加含0.6%DBTDL的HEA和适量对苯二酚的混合物，lh内滴加完毕，接着升温至60°C反应，直至体系中NCO质量分数小于0.3%时，将反应冷却至室温，经三乙醇胺
5、中和，在强烈搅拌下加水分散30min,得乳口色发蓝光水分散体系，固含量控制在30%,具体合成路线如图1所示.4.1UV固化膜的制备按固体分2%的比例，在WPUA乳液中加人光引发剂Darocurll73,搅拌均匀后在聚乙烯板上涂膜，在红外灯下烘干水分，然后于60W紫外灯下辐照固化5min,辐照距离为15cm,使涂膜发生光交联反应，反应原理见图22结果与讨论2.1WPUA乳液及漆膜的红外光谱表征图3为WPUA的IR谱图a,b分别为乳液及漆膜的红外吸收曲线。曲线a,b中均未出现2273cm-1附近的吸收峰，证明乳液及漆膜中一NC0基团已完全反应；曲线a中存在1640.99cnT处C
6、二C的吸收峰，而曲线b中未出现此吸收峰，证明经UV固化后漆膜中C二CC完全交联，其他特征吸收峰可归结如表1所示。2.2竣基含最对乳液粒径的影响在异氧酸酯指数R（nNco/oH）二3.5（以下未经特别说明，R均为3.5,竣基含量为1.5%,中和度为100%,聚醯二元醇分了量为1000）吋，研究了竣基含量与乳液粒径的关系，由图4可知，随着WPUA乳液中竣基含量的增加，乳液粒径很快减小，至梭基含量达到17%附近时，乳液粒径减小幅F度变缓，粒径趋于恒定，这是因为在乳液体系中，聚合物表面的亲水基团越多，聚合物和水的界面张力r越小，由于整个聚合物体系的吉普斯自由能G是恒定的，按照AGZl
7、rxAA的关系，当r减小时，聚合物表面积A必然增大，即粒子表面积增大,当聚合物质量一定时，其粒子粒径变小。当竣基含量达到一定程度时，体系的界面张力不再降低，聚合物的体积保持恒定，故即使竣基含量继续增加，乳液粒径仍保持在一定范围内而不再减小。另外还可以看出，在所研究的竣基范围内，乳液的粒径在70-230nm范围内，说明乳液的粒径比较小，属于纳米和亚微米范围。中和度对WPUA乳液的性能有很大的影响，在低中和度下，乳液的粒径比较大，乳液粒子相互碰撞而缔合，使乳液的稳定性变差易产生分层；而中和度过大时，乳液外观
