有机硅丙烯酸酯预聚体的合成及其在UV固化丙烯酸酯压敏胶中的应用

利用单端羟基硅油、异佛尔酮二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯制备了含有氨基甲酸酯基的有机硅丙烯酸酯预聚体。以此预聚体作为硬单体,丙烯酸异辛酯为软单体,低生物毒性2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯(TPO-L)为光引发剂,采用紫外光(UV)固化聚合制备了吸水性、透水气性、耐水性和粘接性能优异的丙烯酸酯压敏胶。通过二正丁胺反滴定法探究了预聚体合成最佳温度、时间、催化剂用量等工艺参数。研究了光照时间、光引发剂种类及用量对压敏胶固化程度的影响,以及预聚体含量对压敏胶粘接性能、吸水性和湿气透过性的影响。研究结果表明:在有机硅丙烯酸酯预聚体合成中,第一步反应温度为40℃,第二步反应温度为50℃,反应时间都为60 min,催化剂最佳用量为0.10%(质量分数);在改性压敏胶制备中,光照120 s,光引发剂TPO-L用量为3%(质量分数),预聚体含量为20%时制备的压敏胶光固化程度较高,初粘力为21号球,180°剥离强度为5.7 N/(25 mm),持粘力超过360 h,对非极性表面PP板180°剥离强度为3.2 N/(25 mm);改性后的压敏胶吸水性、湿气透过性良好。

蓖麻油基光敏树脂的合成及其UV-LED固化无影胶的性能

以蓖麻油、异佛尔酮二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯为原料,通过无溶剂法合成的一种蓖麻油基聚氨酯丙烯酸酯(CO-PUA)作为光敏单体。将自制的CO-PUA、活性稀释剂、硅烷偶联剂、附着力促进剂、光引发剂以及四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(PETMP)按比例混合制得一系列UV-LED固化无影胶,并考察了PETMP的添加量对无影胶性能的影响。结果表明:引入PETMP的UV-LED固化无影胶具有巯基-烯“点击化学”的反应特性,消除了氧阻的危害,无影胶固化完全。当PETMP的添加量为0.5 g时,具有最佳黏结性能,以有机玻璃-有机玻璃、有机玻璃-不锈钢、玻璃-不锈钢为搭接基材测得黏结拉伸剪切强度分别为2.44 MPa、5.06 MPa和5.70 MPa。

UV树脂改性丙烯酸酯压敏胶的合成及性能

为了克服丙烯酸酯压敏胶在高温下内聚强度较差的问题,以丙烯酸酯单体为原料,通过UV-LED光引发合成丙烯酸酯预聚物,添加不同UV树脂作为交联剂进行制备紫外光(UV)固化耐高温压敏胶。考察了软硬单体质量配比、功能单体用量、光引发剂(TPO)用量对压敏胶性能的影响。采用衰变全反射傅里叶红外光谱(ATR-FT-IR)对压敏胶结构进行表征,并对其热性能、力学性能、耐老化性能进行分析。结果表明,丙烯酸异辛酯(2-EHA)∶丙烯酸(AA)质量比为83∶7、丙烯酸羟乙酯(HEA)质量分数为12.5%、光引发剂(TPO)质量分数为0.1%时,压敏胶固化后综合性能最佳。衰变全反射红外色谱分析证明了UV固化压敏胶制备成功。差示扫描量热仪(DSC)分析表明,产物中的交联结构与丙烯酸酯预聚物以及UV树脂具有良好的相容性。热重(TG)分析表明,加入不同UV树脂之后的压敏胶耐热性能得到了提高,并且环氧丙烯酸酯的耐高温性能是三类树脂中最好的,200℃放置2 h后仍无残胶。

水利工程用环氧树脂改性聚氨酯丙烯酸酯性能研究

水利工程金属结构和水工建筑物常遭受腐蚀、高速含沙水流磨蚀破坏,需对其进行便捷有效的防护。利用环氧树脂对聚氨酯丙烯酸酯(PUA)进行改性提高PUA与基体黏结性能,采用紫外光(UV)固化技术制备PUA涂层。研究了环氧树脂改性PUA的化学结构及环氧树脂用量对PUA的力学性能、热稳定性能、耐溶剂性能和抗冲磨性能的影响。结果表明,环氧树脂改性PUA的拉伸强度随着环氧树脂用量增加,呈下降趋势,当加入5%时,PUA拉伸强度为103.0 MPa,材料呈强而脆的特性。环氧树脂加入提升了PUA的拉伸剪切强度,由0.25 MPa增至1.60 MPa。同时,环氧树脂改性PUA具有良好的耐水性能、耐溶剂性能、抗冲磨性能,5%环氧树脂改性PUA抗冲磨强度为800 h/(kg·m^(2))。

UV固化丙烯酸粉末涂料用树脂的合成

以醋酸丁酯为溶剂,四甲基氯化铵为催化剂,氮氧自由基(YK)为阻聚剂,由甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)类丙烯酸树脂与甲基丙烯酸酯化反应制得了UV固化粉末涂料用感光性丙烯酸树脂。研究了阻聚剂种类与用量、催化剂种类与用量、反应时间、羧基与环氧基物质的量之比、GMA含量对反应转化率和双键保留率的影响。

UV固化粉末涂料用不饱和丙烯酸酯共聚物的合成

以AIBN作引发剂、巯基乙酸作链转移剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯作封端剂、苄基氯化三乙胺作催化剂，合成了紫外光固化粉末涂料用的不饱和丙烯酸酯共聚物（即光敏聚合物）。探讨了投料单体组成对光敏聚合物玻璃化温度的影响，考察了封端反应条件对光敏聚合物分子有效率的影响。对合成的预聚物及光敏聚合物进行了UV、FT-IR、DSC测试表征。研究表明：要制得有效率高的光敏聚合物分子，适宜的反应条件为：甲基丙烯酸缩水甘油酯与预聚物物质的量之比1．5-2．0，反应温度为138℃，反应时间为9-12h，催化剂的用量选择在1．0％～1．5％（以GMA与预聚物总物质的量计）。

UV固化环氧丙烯酸酯/SiO_2杂化涂料的制备与性能研究

以改性硅溶胶为无机组分,双酚A型环氧丙烯酸酯为有机组分,制备了UV固化环氧丙烯酸酯/SiO2杂化涂料。研究了改性硅溶胶制备条件及其用量对杂化涂料机械性能的影响,并用FT-IR和TG对固化膜进行了表征。结果表明改性硅溶胶能够同时提高体系的硬度和柔韧性,当n(MPTMS)∶n(HCl)∶n(TEOS)为0.75∶0.024∶1、改性硅溶胶与环氧丙烯酸酯的质量比为30∶70时,涂膜机械性能最佳。TG分析结果表明改性硅溶胶的加入可以明显提高环氧丙烯酸酯的热稳定性。

UV固化水性脂环族环氧丙烯酸酯的研究

以脂环族环氧树脂(E711)为原料,经丙烯酸(AA)酯化,合成脂环族环氧丙烯酸树脂(EA)。探讨了反应温度、反应时间、催化剂和阻聚剂用量对AA转化率的影响。并通过EA上的仲羟基和顺丁烯二酸酐(MA)反应,在EA上引入羧基亲水性基团,制备水性环氧丙烯酸树脂(EB),确定反应的最佳条件,并采用FT-IR红外光谱对产物进行表征。

UV固化型丙烯酸酯压敏胶的制备及表征

介绍了用BPO为引发剂、乙酸乙酯为溶剂、丙烯酸丁酯(BA)为粘性单体、乙酸乙烯酯(VAc)为内聚单体、丙烯酸(AA)为改性单体三元共聚合成UV固化型丙烯酸酯压敏胶的方法。研究了该压敏胶中各组分和反应条件对其物理-化学性能的影响,得出较优的制备条件是温度为84℃、反应时间为8h、其中单体加入量比为BA:VAc:AA=9:6:4、引发剂总用量为0.45%(wt),并用红外光谱仪、示差扫描量热仪对其合成的压敏胶进行了表征。

UV固化用丙烯酸单体、预聚物的进展

就ＵＶ固化用树脂的单体和预聚物及其合成方法、种类、用途、性能要求等问题作了说明，并介绍了丙烯酸系单体对皮肤的一次性刺激问题和改良方法，以及新型的单体和预聚物。

新型UV有色涂料用引发剂体系的研究

将热引发剂引入UV涂料参与引发,研究了单一UV引发体系的引发特点和效率,热引发剂和UV引发剂复合引发体系的引发效率,以及混合引发体系各组分的最佳比例。研究表明,在UV环氧丙烯酸树脂体系中,热引发剂能够有效地部分替代昂贵的UV引发剂,并且"热-UV"复合引发体系能使涂料固化得更完全。

超支化水性光敏树脂的制备及其在3D打印中的应用研究

以柠檬酸(CA)和新戊二醇(NPG)合成了一种端羧基超支化聚酯(CHBP)。然后用甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)对其进行改性,制备超支化水性聚酯丙烯酸酯(WCHBPA),并通过红外和核磁氢谱对其结构进行了表征。通过配方设计得到可水洗3D打印光敏树脂,探究了光引发剂(TPO-L)用量和辐照强度对复配树脂光固化动力学的影响。此外,还研究了超支化水性聚酯丙烯酸酯和丙烯酰吗啉(ACMO)质量比对3D打印样条的力学性能、玻璃化转变温度和热失重的影响。研究结果表明:(1)成功制备了目标产物CHBP和WCHBPA。(2)本研究复配了4种3D打印光敏树脂,黏度适宜,可满足3D打印的基本性能要求,在辐射光强为40 mW/cm^(2)、TPO-L用量为2.0%(质量分数)的条件下,双键转化率达到最高。(3)随着稀释剂(ACMO)含量由30%增加到60%,固化样条的拉伸强度由13.3 MPa逐渐增大到45.6 MPa,冲击强度由2.98 kJ/m^(2)降低至1.53 kJ/m^(2),玻璃化转变温度由92.4℃逐渐增大到151.1℃。(4)通过3D打印得到的制件呈现清晰且精度较好,对制备高性能可水洗3D打印光敏树脂及配方设计具有一定的参考意义。

蓖麻油基聚氨酯改性聚丙烯酸酯压敏胶的制备及性能研究

以丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯为原料,合成了丙烯酸酯聚合物及相应的压敏胶,探讨了有关软硬单体添加量对压敏胶性能的影响。以蓖麻油、聚丙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯以及丙烯酸羟乙酯为原料,分两步制得蓖麻油基聚氨酯丙烯酸酯预聚物(PUA)。采用化学改性法调节聚丙烯酸酯压敏胶的性能,结合紫外光固化技术,制备了基于蓖麻油的聚氨酯丙烯酸酯压敏胶,并对各步骤组分添加量、性能和结构进行分析。研究结果表明:(1)选择软硬单体比例为90:10时,聚丙烯酸酯压敏胶的性能相对最佳。(2)PUA预聚物反应中,当m(蓖麻油):m(聚丙二醇)=4∶6时,预聚物的性能相对最佳。(3)在制备基于蓖麻油的聚氨酯丙烯酸酯压敏胶时,通过对其180°剥离强度和持粘性的分析,得出蓖麻油基聚氨酯丙烯酸酯预聚物的相对最佳用量为3%。(4)探讨了双官能的活性稀释剂NPGDA添加量对固化后压敏胶性能的影响。从固化后黏度、凝胶率、180°剥离强度及持粘时间的情况来看,选择活性稀释剂的添加量为4%较为合适。(5)对改性后的压敏胶进行热稳定性分析,并对比改性前后的持粘性、180°剥离强度和固化时间。研究结果表明,改性后压敏胶具有较好的热稳定性,持粘时间、180°剥离强度以及固化时间都有了大幅进步。

叔胺对UV固化胶表面氧阻聚抑制作用的研究

选用三乙胺(TEA)、三乙醇胺(TEOA)、对-二甲胺基苯甲酸异戊酯(IADMAB)分别与分解型引发剂苯偶酰双甲醚(BDK)和夺氢型引发剂二苯甲酮(BP)、2,4-二乙基硫杂蒽酮(DETX)组合形成UV引发体系,对E-51环氧双丙烯酸酯UV固化粘合剂的表面氧阻聚抑制作用进行了研究。结果表明,在10mW/cm2UV光强下,用DETX/BDK/IADMAB引发体系时表面固化时间为11min,用DETX/TEOA引发体系时,表面固化时间为13min,而用TEA的任何引发体系时表面均不易固化;IADMAB用量以粘合剂总量的3%较为合适。

ESO-ADA中间体的制备及其在UV固化丙烯酸酯压敏胶中的应用

利用环氧大豆油(ESO)和己二酸(ADA)在180℃条件下反应制备ESO-ADA中间体。将该中间体作为填充物添加到以丙烯酸异辛酯(2-EHA)为软单体、丙烯酸(AA)为硬单体、丙烯酸羟乙酯(HEA)为功能单体、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)为光引发剂的混合液中,混合均匀后涂布于格拉辛纸上,然后覆盖PET离型膜,通过UV光照固化制备压敏胶。通过正交试验优化了配方,并研究了光照时间、AA含量、功能单体含量以及涂胶厚度对压敏胶性能的影响。研究结果表明:当UV光照时间为120 s、ESO-ADA中间体中环氧基与羧基物质的量之比为10∶6且ESO为30份、软单体2-EHA为60份、w(AA)=20%、w(HEA)=3%(均相较于中间体和2-EHA质量之和而言)、涂胶厚度为100μm时,压敏胶的综合性能相对最佳。其固化完成度高,初粘力为18#号球,180°剥离强度为30.6 N·(25 mm),持粘力超过360 h,水接触角大于90°。

UV固化水性环氧丙烯酸树脂的研究

采用环氧丙烯酸树脂与偏苯三酸酐合成了不同羧基含量的水溶性感光树脂。测定了不同羧基含量的水溶性树脂的固化速度和水溶性 ,研究了固体份、中和剂及中和程度等对树脂水溶性能及感光性能的影响。对上述树脂进行了水溶性能的测试 ,表明树脂的的水溶性随羧基含量的增加而增加 ,随固含量的提高而提高 ,并且受中和剂种类的影响。对上述树脂进行了感光性能的测试 ,表明树脂的固化速率随中和程度的提高而提高 ,不预烘干的树脂快于烘干的树脂 ,并且 ,随偏苯三酸酐含量的增加 ,固化速度减慢。

3种脂肪族二异氰酸酯合成光固化PUA的比较研究

分别以生物基异氰酸酯1,5-戊二异氰酸酯(PDI)及传统石油基异氰酸酯六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为二异氰酸酯原料,并以聚氧化丙烯二醇或聚四氢呋喃二醇为软段原料,以甲基丙烯酸羟乙酯为丙烯酸酯单体,合成了不同种类的可光固化的聚氨酯丙烯酸酯(PUA),探究这3种脂肪族二异氰酸酯在UV树脂中的应用特点。研究发现,不含聚醚软段的PUA比含软段PUA具有更好的耐温性、耐磨性及硬度;PDI型PUA预聚体黏度大大低于HDI型,且不含软段的PDI型PUA结晶性大大弱于HDI型,在树脂中便于使用。

防污性紫外光固化树脂的光聚合合成与性能

为解决丙烯酸树脂防污性能差以及合成时消耗能量高的问题,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸异丁酯(BA)、丙烯酸(AA)、丙烯酸十三氟正辛酯(PFOA)和丙烯酸异冰片酯(IBOA)为合成单体,2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)为光引发剂,采用光聚合法合成含氟丙烯酸聚合物。再在聚合物中加入硅烷偶联剂(KH570)和光引发剂(TPO)混合后,在紫外光灯照射下固化成膜,得到具有良好防污性的氟硅改性丙烯酸树脂涂膜。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)对产物进行结构表征。探究(甲基)丙烯酸类单体选择及质量比,确定各单体m(BA)∶m(IBOA)∶m(AA)∶m(MMA)为42∶28∶20∶10。对聚合反应进行黏度分析,确定光聚合时间在100 s时,黏度最佳。通过X线光电子能谱(XPS)、接触角、表面自由能、综合防污性能及热重分析,确定丙烯酸十三氟辛酯(PFOA)质量分数为20%,硅烷偶联剂(KH570)质量分数为10%。此时氟硅富集在涂膜表面的数量多且有较高接触角(104.4°),防污效果好并具有良好的热稳定性。

基于有限体积法的光固化树脂黏弹性力学行为研究

光固化聚合物体系成分复杂,随时间变化的黏弹性力学行为具有不确定性.因此,以代表性光固化树脂中的聚氨酯丙烯酸树脂(polyurethane acrylate,PUA)为例,基于二阶位移展开有限体积法及分数阶黏弹性本构关系发展光固化树脂的力学模型.首先,根据边界条件确定胞元面的连续性条件和数值模型的总刚矩阵,显式计算所有胞元的未知面位移.为探究光固化树脂在不同应变率影响下的黏弹性力学行为,引入分数阶有限变形Kelvin-Voigt黏弹性力学模型,建立应力-应变之间的本构关系.然后,通过应变率分别为10^(-4),10^(-3),10^(-2)以及10 s^(-1)的单向拉伸试验完成本构模型中弹性项以及黏性项的参数识别.最后,开展不同应变率下的单向拉伸试验及数字图像散斑(digital image correlation,DIC)分析,评估数值模型的计算误差.结果表明,文章所建立的数值模型能有效预测不同应变率下光固化树脂的力学行为,并且平均预测误差仅为1.98%.

UV固化水性含氟环氧丙烯酸酯树脂的合成与性能研究

以环氧树脂、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸、马来酸酐为原料,通过"接枝反应-开环反应-酯化反应"三步合成光固化水性含氟环氧丙烯酸酯树脂聚合物.采用红外光谱、热重法(TG)、差示扫描量热仪(DSC)、激光粒度分布仪等技术对光固化水性含氟树脂结构与性能进行了分析,结果表明:添加含氟单体使聚合物的力学性能明显提高,热稳定性增强,玻璃化转变温度明显降低,接触角增大;当n(环氧树脂)∶n(甲基丙烯酸十二氟庚酯)=4∶1时,光固化水性含氟树脂的综合性能最佳:乳液平均粒径为2.3μm,固化膜附着力为1级,硬度为6 H,耐冲击性120 cm.