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光敏聚氨酯低聚物的合成及其光固化仿皮涂层应用

光敏聚氨酯低聚物的合成及其光固化仿皮涂层应用

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作者：马军翔浙江理工大学

学位级别：硕士

以纺织品为基材的聚氨酯仿皮涂层面料可填补天然皮革的市场不足。然而,常规仿皮面料多采用溶剂型涂层加工技术,不仅造成环境污染,而且严重危害员工健康,无法满足国家和社会对环境可持续发展的要求。本课题采用UV-LED光固化技术,针对仿... 详细信息

以纺织品为基材的聚氨酯仿皮涂层面料可填补天然皮革的市场不足。然而,常规仿皮面料多采用溶剂型涂层加工技术,不仅造成环境污染,而且严重危害员工健康,无法满足国家和社会对环境可持续发展的要求。本课题采用UV-LED光固化技术,针对仿皮面料对柔性、手感等性能的特殊要求,设计制备了一种柔性光敏聚氨酯丙烯酸酯(PUA)低聚物,并通过低聚物的结构调控和单体组分复配以满足涂层对加工流变性能、光聚合性能以及涂层膜物性等的综合要求,为开发柔性光固化PUA涂层及仿皮涂层产品提供有益探索。(1)以二环己甲烷4,4’-二异氰酸酯(HMDI)、聚醚二元醇(PTMG)、1,4-丁二醇(BDO)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)等为主要原料,设计合成光敏PUA低聚物,并通过二正丁胺滴定法、在线红外光谱以及核磁共振氢谱对反应过程与终点、产物结构进行检测与表征。优选合成工艺为:预聚阶段:200 ppm催化剂三乙烯二胺(DABCO),温度80℃,时间2～2.5 h;扩链阶段:扩链剂MDEA/BDO比例为1/1.5(质量比),温度70℃,时间2 h;封端阶段:温度65℃,时间6～7 h。(2)聚合体系构效关系研究表明:适当减小低聚物R值,可增加低聚物的分子量,增加固化膜相邻交联点之间的链长,改善涂层膜的柔性;多官能封端的PUA和多官能单体具有支化结构和较多的反应性基团,可提升聚合体系的光聚合性能和固化膜交联密度,改善涂层膜的耐磨性;单体组分可有效调节聚合体系流变性能,同时影响其聚合性能。综合流变、光聚合和物理机械等性能,优选聚合体系为:PUA低聚物/HEA/EOTMPTA912比例为60%/32%/8%,其中PUA低聚物R值为1.3,复合封端剂比例为HEA/PETA=2/1。(3)以UV-LED为辐照光源,优选适用的高效光引发体系和添加剂以构建光固化仿皮着色涂层剂。优化涂层加工条件为:涂层厚度0.2 mm,刮涂速度2 m/min;辐照强度24～36 m W/cm,辐照时间30～60 s。经固化、贴合等工序所制得的光固化仿皮着色涂层面料,具有极佳的耐干湿摩擦色牢度(4～5级及以上)、柔软的手感、优异的耐磨性(马丁代尔50000次)和耐老化性能。

关键词：纺织品仿皮涂层光固化光敏聚氨酯丙烯酸酯构效关系应用性能

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