UV固化水性含氟聚氨酯丙烯酸酯的制备与性能表征

通过阴离子自乳化法成功合成了水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)低聚物,然后用WPUA低聚物、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)、光引发剂(Darocur 1173)制备出了不同HFBMA含量的紫外光固化水性含氟聚氨酯丙烯酸酯(UV-WFPUA)固化膜。用FT-IR、SEM对UV-WFPUA固化膜结构、形貌进行表征,并考察了HFBMA对水性聚氨酯固化膜耐水性、力学性能、耐热性等性能的改善效果。结果表明,引入HFBMA后,水性聚氨酯固化膜的耐水性、耐热性以及力学性能都有明显提高。当HFBMA质量分数在10%时,凝胶率为93.24%、吸水率为4.32%、水接触角为83.8°、铅笔硬度为3H、拉伸强度为5.08 MPa、断裂伸长率为16.14%,UV-WFPUA固化膜综合性能最佳。

水性UV聚氨酯丙烯酸酯光油树脂的合成与应用

本研究采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)合成水性阴离子聚氨酯丙烯酸酯,用傅里叶红外光谱仪(FTIR)表征了该聚合物的结构。实验证明,当NCO/OH摩尔比为1.5,二羟甲基丙酸含量为5wt%,中和度为100%时,所制得的聚氨酯丙烯酸酯乳液外观和稳定性最好。由合成的乳液制备水性UV光油,优化配方后,已达到普通UV光油的性能指标,且不需要预干燥装置,适合目前的光固化工艺流程,有较大的应用价值和市场前景。

UV固化聚氨酯丙烯酸酯涂料的研究进展

综述了紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯(PUA)的反应机理、合成路线及方法,主要介绍了水性PUA、有机氟改性PUA、粉末型PUA、超支化PUA、纳米改性PUA、有机硅改性PUA的制备及其应用,并展望了PUA涂料的发展趋势。

废弃PET制备水性UV固化聚氨酯丙烯酸酯涂料的研究

为探究1,2-丙二醇(PG)的加入量对废弃聚对苯二甲酸己二醇酯(PET)的降解产物的影响以及废弃PET降解产物在水性光固化涂料领域的应用,采用PG解聚废弃PET并以降解产物为原料制备水性聚氨酯丙烯酸酯乳液(WPUA),然后于紫外光(UV)下固化成膜。研究发现:随着PG添加量的增大,降解产物的色泽由深黄变淡黄透明,羟值先增大后减小,黏度有所降低;制备的漆膜的水接触角持续减小,亲水性不断增大,硬度有所降低且都达到3H及以上;漆膜的玻璃化转变温度有所减小,且漆膜具有较高的热稳定性。研究结果表明,基于废弃PET的水性聚氨酯丙烯酸树脂较适合应用于对硬度和热稳定性等性能要求较高的木器涂料。

UV-LED固化大豆油基水性聚氨酯丙烯酸酯的制备

本文以大豆油基多元醇(MESO)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,加入亲水单体二羟甲基丙酸(DMPA)小分子扩链剂1,4-丁二醇(BDO)、中和剂三乙胺(TEA)和封端剂丙烯酸羟乙酯(HEA),合成了大豆油基水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体,然后加入去离子水乳化,即得到可UV-LED固化的大豆油基水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)乳液。探讨了封端剂HEA添加量对WPUA乳液和固化膜性能的影响,实验结果表明,当HEA添加量为20%时,乳液平均粒径增大至151.4nm,粘度降低至114.4mPa·s,薄膜的表面接触角增大至88.7°,膜断裂横截面扫描电镜分析出现“河流状裂纹”,WPUA固化膜属于脆性高分子材料。

环保型水性UV聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)、1,4-丁二醇(1,4-BDO)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、三乙胺(TEA)等为原料,以分步法合成环保型水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂(UV-WPUA),并通过红外表征其结构,合成的UV-WPUA树脂具有良好的外观透明性、较高的固含量和优异的水溶性。通过实时红外(FT-IR)跟踪双键转化率确定较优的光引发体系和干燥工艺,并研究不同相对分子质量的聚乙二醇对固化涂膜性能的影响,结果表明当光引发剂Irgacure1173的用量为树脂用量的5%,PEG相对分子质量为800时,双键达到较高转化率且涂膜的综合性能最优。

聚醚型环氧改性UV水性聚氨酯的制备及表征

本文旨在合成一种聚醚型环氧丙烯酸酯改性紫外光固化水性聚氨酯树脂(WPUA-EA),并对树脂的综合性能进行一系列表征。首先以聚丙二醇二缩水甘油醚(PPGDGE)和丙烯酸(AA)作为原料,通过环氧开环酯化法,得到带有羟基和丙烯酸双键的环氧丙烯酸酯树脂(EA)。然后采用L9(34)型正交试验,考察了因子A环氧丙烯酸酯树脂(EA)、因子B聚乙二醇(PEG-600)、因子C 2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、因子D丙烯酸羟丙酯(HPA)对WPUAEA树脂基本性能的影响,确定EA改性WPUA的原料最优配合比,并采用FT-IR对其结构进行了表征。最后以2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(Irgacure 2959)作为光引发剂,采用实时红外(real time FT-IR)对WPUA-EA的紫外光固化过程进行了动力学研究。结果表明:优化原料配合比为0.05mol EA、0.05mol PEG600、0.15mol DMPA、0.3mol HPA条件下,得到的WPUA-EA在纸张的附着力为1级,黏度为9080MPa·s,柔韧性为1mm。在光引发剂2959的用量为4%(wt,质量分数)。条件下效果最好,可使WPUA-EA在光强为15mW/cm^2条件下30s内的转化率达到94.85%。

水性涂料的最新研究进展

回顾了水性涂料的发展历史,介绍了现代水性涂料工业的发展现状,以及有关限制涂料中挥发性有机化合物(VOC)排放法规。着重讨论了几类水性涂料(如水性聚氨酯涂料、水性丙烯酸酯涂料、水性环氧树脂涂料及水性紫外光固化涂料)的研究进展,并指出了水性涂料的研究方向。

紫外光固化水性聚氨酯-丙烯酸酯涂料研究

由甲苯二异氰酸酯、聚醚多元醇、二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇及丙烯酸-2-羟基乙酯合成了紫外光固化聚氨酯—丙烯酸酯,产物经叔胺中和得自乳化水分散体系.考察了羧基含量、中和度、聚醚分子量、异氰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.

新型水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯的制备及性能

以对乙烯基苯磺酸催化季戊四醇和丙烯酸反应，制备出不同羟基含量的季戊四醇丙烯酸酯混合物。进一步与由异佛尔酮二异氰酸酯与聚乙二醇合成的-NCO封端的聚氨酯预聚物反应，得到水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯。用FT-IR和1H-NMR表征了产物的结构，讨论了反应的配料比对酯化反应转化率及最终光固化树脂性能的影响。所制备的水性聚氨酯丙烯酸酯光固化速度快、硬度高。当催化剂对乙烯基苯磺酸用量为4％，丙烯酸与季戊四醇物质的量比为3．2：1时，最终得到的聚氨酯丙烯酸酯光固化涂膜的综合洼能最佳。

有机硅改性水性聚氨酯的合成及其光固化动力学的研究

将异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)加到端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚乙二醇(PEG600)混合物中进行反应,生成端基为异氰酸酯基的聚氨酯预聚体,用二羟甲基丙酸(DMPA)进行亲水扩链,季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)引入光固化基团,然后用三乙胺中和,最后加水乳化,合成了一种有机硅改性水性聚氨酯乳液(WPUA-Si)。通过FT-IR、TG、吸水率测试对其进行了研究。结果表明,有机硅改性的水性聚氨酯树脂的耐水性和热稳定性均有所提高。采用实时(real time)红外光谱原位(in situ)跟踪监测了该树脂的光固化动力学行为,结果表明,当光引发剂Darocur1173含量为树脂质量的5%(质量分数),体系光固化速率为最优。此外,增大辐照光强也有利于树脂的光固化。

紫外光固化水性树脂的研究与应用

介绍了紫外光固化水性树脂的分类,着重从引入的亲水基团种类的不同介绍了阴离子型、阳离子型以及非离子型三种水性UV固化自乳化型聚氨酯丙烯酸酯树脂的分类与制备,以及国内外的最新研究进展;并对水性UV固化聚氨酯丙烯酸酯树脂的其它相关研究进行了概述,简要介绍了水性UV固化树脂的相关应用。

紫外光固化环氧-丙烯酸酯/聚氨酯-丙烯酸酯复合型水性涂料的研制

制备了可反应性的阴离子型聚氨酯-丙烯酸酯,并用其作为乳化剂制成了可紫外光固化的水性环氧-丙烯酸酯/聚氨酯-丙烯酸酯复合型水性涂料。讨论了聚氨酯-丙烯酸酯的乳化机理,及其对环氧-丙烯酸酯水分散体系稳定性及涂膜性能的影响。

多官能度水性光敏聚氨酯丙烯酸酯的合成与表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、丙三醇、聚四氢呋喃醚二醇(PTMO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为原料,合成了一种具有核壳结构的新型多官能度水性光敏聚氨酯丙烯酸酯(PUA)乳液。通过红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振碳谱(13CNMR)、透射电镜(TEM)、动态热力学分析测试(DMA)等物理测试手段对聚合物结构进行了表征,并通过化学滴定测定C C双键的含量。FT-IR、NMR分析表明,合成得到的树脂是带有多支链的多官能度水性光敏聚氨酯丙烯酸酯(PUA);GPC分析表明,合成的多官能度PUA聚合物的数均相对分子质量(Mn)和分散度(D)分别为11 374和3.75;TEM分析表明,乳胶粒呈现一定的核壳结构,形态较规则,大多数呈球形;DMA分析表明多官能度PUA聚合物涂膜的玻璃化转变温度为-39.4℃,tanδ曲线没有出现很明显的双峰或多峰,软段与硬段相容性好;化学滴定分析表明,此目标树脂中C C双键的最终含量为4.9 meq/g。

多官能度水性光敏聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能研究

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、丙三醇、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、甲基丙烯酸羟乙酯(DMPA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)等原料合成了具有高交联度的多官能度紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯(PUA)水乳液。采用国标GB12009.4—89,FT-IR,13C NMR,DMA,AFM等方法对PUA预聚体合成过程和聚合物乳液(涂膜)进行了测试和表征,考察了n(IPDI)∶n(HO—OH)∶n(丙三醇)、DMPA质量分数、pH值等对乳液及涂膜性能的影响。结果表明,随着丙三醇质量分数增大,PUA光固化速率、耐溶剂性、膜硬度提高、吸水率降低;随着DMPA质量分数的增加,PUA涂膜硬度、吸水率增强,乳胶粒径越来越小;随着中和度增大,乳液逐渐由云雾状趋向透明,粘度下降。当n(IPDI)∶n(HO—OH)∶n(丙三醇)=9∶6∶1,w(丙三醇)=2%左右,DMPA质量分数为4.6%,中和度为90%时,乳液储存稳定(30 d),涂膜光固化速率达到7 s,附着力为1,硬度为3 H,耐水性、耐化学品性更佳。

水性超支化聚氨酯丙烯酸酯的结构及光固化动力学研究

以水性超支化聚氨酯丙烯酸酯为研究对象,通过傅里叶变换红外光谱研究了其合成过程中主要活性基团变化,并结合核磁共振氢谱及核磁共振碳谱分析合成树脂的结构,结果表明:实验合成得到了目标产物水性超支化聚氨酯丙烯酸酯。对涂膜紫外光固化动力学的研究表明,分子结构中羧基及不饱和双键含量对固化速度及最终双键转化率有重要影响,双键最终转化率可达80%以上。

新型扩链剂及其改性水性聚氨酯丙烯酸酯的制备与性能研究

以乙二胺和丙烯酸异冰片酯合成了一种带环状侧链的扩链剂,并通过红外和核磁氢谱对其结构进行了表征。用合成的扩链剂对聚氨酯丙烯酸酯进行改性,制备了一系列改性水性聚氨酯丙烯酸酯。探究了不同光引发剂(JRCure500、1173和L-TPO)对改性水性聚氨酯丙烯酸酯固化动力学的影响,发现光引发剂JRCure500具有相对较高的双键转化率和光聚合速率。研究了扩链剂用量对改性水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的粒径大小、固化膜的拉伸强度、玻璃化转变温度、吸水率和热失重等方面的影响。研究结果表明:随着扩链剂用量的增加,乳液的粒径逐渐增大,固化膜的拉伸强度逐渐增大,玻璃化转变温度逐步提高,吸水率逐渐降低,最大热失重速率的温度逐渐降低。

紫外光固化水性聚氨酯/丙烯酸酯复合树脂的结构与性能研究

制备了紫外光固化水性聚氨酯/丙烯酸酯复合树脂,并与水性聚氨酯树脂的性能进行了比较。结果表明,经丙烯酸酯复合后,水性聚氨酯树脂的粒径分布变宽,树脂体系的两相相容性得到加强。同时,复合树脂的耐水性、耐醇性和力学性能均优于水性聚氨酯树脂。光引发剂用量为树脂质量的3%时,胶膜的综合性能最佳。

硅氧烷改性双酚S环氧丙烯酸酯/聚氨酯丙烯酸酯水性涂料的固化动力学与性能

制备了阴离子型聚氨酯丙烯酸酯,并以此为乳化剂制备了甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MAPTMS)改性的双酚S环氧丙烯酸酯(BPSA)/聚氨酯丙烯酸酯(PUA)水性涂料。FT-IR研究表明,该涂料可使用紫外光进行固化;差示扫描量热仪(DSC)及动态力学谱仪(DMA)等研究分析表明,自由基引发的非等温固化反应可用自催化esták-Berg-gren(S-B)动力模型描述,该组分体系具有良好的相容性,MAPTMS的加入可改善涂膜的热性能,当硅烷偶联剂含量为8%时,玻璃化温度Tg达到最大,与纯组分相比提高了11.5℃。光固化涂层有很好的耐酸/碱性、附着力和硬度。

光-热双固化水性聚氨酯丙烯酸酯的涂膜性能

以松节油为原料合成萜烯基不饱和聚酯,将合成的不饱和聚酯与异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应,并以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水中间体、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为封端剂、三乙胺为中和荆,合成水性萜烯基聚氨酯丙烯酸酯(WTPUA),采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和热分析仪(TGA)对预聚物及涂膜进行表征。考察固化方式、光固化因素和热固化因素对涂膜性能的影响。结果表明:选择l-羟基环己基苯甲酮(Irgacure 184)作为光引发剂,用量为配方总质量的4%,固化机的履带速率为18 m/min,3次辐射过机进行光固化。Bayhydur305为水性固化剂,且n(—NCO)/n(—OH)=1.1,热固化温度为80℃,热固化150 min。光-热双固化涂膜的硬度、附着力、抗冲击性、拉伸强度均较光固化和热-光双固化的好。