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uv固化涂料用聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能

绝缘材料 2014年第4期47卷 21-25页

作者：李会录邵康宸韩江凌樊淑兰魏弘利西安科技大学材料科学与工程学院西安710054 重庆科聚孚工程塑料有限责任公司重庆401332

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚氧化丙烯三醇、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为主要单体合成了聚氨酯丙烯酸酯(PUA)低聚物,并通过对PUA低聚物异氰酸根含量的测定,分子结构、分子量大小及其分布的表征,分析了单体配比、反应温度、催化剂含量、原料... 详细信息

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚氧化丙烯三醇、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为主要单体合成了聚氨酯丙烯酸酯(PUA)低聚物,并通过对PUA低聚物异氰酸根含量的测定,分子结构、分子量大小及其分布的表征,分析了单体配比、反应温度、催化剂含量、原料中水分及稀释剂含量等对合成低聚物性能的影响。结果表明:当催化剂二月桂酸二丁基锡的质量分数为0.3%,稀释剂1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)的质量分数为20%,n(TDI)∶n(聚氧化丙烯三醇)∶n(HEMA)=3.08∶1∶3时,可以合成色相好、分子量大小及其分布合理的聚氨酯丙烯酸酯低聚物;以该聚氨酯丙烯酸酯制得的uv固化涂料的综合性能优良。

关键词：甲苯二异氰酸酯聚氧化丙烯三醇甲基丙烯酸羟乙酯 uv固化涂料聚氨酯丙烯酸酯

uv固化有机无机杂化涂料的制备及其耐磨性研究

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UV固化有机无机杂化涂料的制备及其耐磨性研究

作者：潘文轩江南大学

学位级别：硕士

uv固化涂料具备高效、节能、经济、环境友好和适应性广的优点,被广泛应用于木器、金属、纸张和塑料等基材表面。然而,涂层受外界作用会产生磨损及划痕损伤。这些磨损会使涂层光泽度缺失、失去附着力甚至完全破坏。在uv固化涂料中加入无... 详细信息

uv固化涂料具备高效、节能、经济、环境友好和适应性广的优点,被广泛应用于木器、金属、纸张和塑料等基材表面。然而,涂层受外界作用会产生磨损及划痕损伤。这些磨损会使涂层光泽度缺失、失去附着力甚至完全破坏。在uv固化涂料中加入无机填料能够提高涂层的耐磨性,但与此同时会存在两个问题。一方面无机填料在有机树脂中分散性差,另一方面无机填料固有的理化性质会对涂层的其它性能产生负面影响。针对上述问题,为了提高uv固化有机无机杂化涂料的耐磨性,本课题分别选择Si O纳米粒子、蒙脱土和六钛酸钾晶须这三种无机填料作为研究对象,通过有机改性和优化添加方式改善其在涂层中的分散性,并探究这三种无机填料对uv固化涂层耐磨性以及其它涂层性能的影响。具体研究内容和结果如下:(1)本章使用硅烷偶联剂KH570对Si O纳米粒子进行表面改性,以改善其在uv固化涂层中的分散性,提高uv固化涂层的硬度和耐磨性。系统探究了Si O纳米粒子的添加方式及改性程度对分散性的影响,并研究了Si O纳米粒子的加入对uv固化涂层的耐磨性及其它涂料和涂层性能的影响。结果表明:添加Si O纳米粒子/活性稀释剂分散液能够改善Si O纳米粒子在涂层中的分散性,且随着改性程度提高,分散性也逐渐改善。此外,添加Si O纳米粒子后涂层的双键转化率仍然维持在70%,光固化速率基本没有变化,且涂料耐沉降性良好,涂层热稳定性提高。随着Si O纳米粒子的添加量达到10wt%,涂层的铅笔硬度从B提高到F,涂层磨损后的质量损失降低了12.3 mg。然而,涂层的附着力从0级下降到5级、T弯等级从0 T下降到5 T、抗冲击强度下降了8.3 J。(2)鉴于上一章加入改性Si O纳米粒子会导致涂层部分性能下降,本章使用带甲基丙烯酸酯基的阳离子表面活性剂、甲基丙烯酸和3-氨丙基三乙氧基硅烷对蒙脱土(MMT)进行多重改性处理以提高其在涂层中的分散性并在其表面接枝极性基团,形成“基材-MMT-树脂基体”的“桥”结构从而提高涂层对金属基材的附着力。系统研究了改性MMT对涂料和涂层性能的影响。结果显示:添加MMT后,涂层的双键转化率保持在70%,光固化速率几乎不变,涂料耐沉降性良好。当三重改性MMT的添加量达到10 wt%,涂层较未添加MMT的涂层磨损质量损失降低了9 mg,拉拔附着力提高了0.96MPa,涂层的铅笔硬度从B提高到HB,T弯等级从0 T下降到2 T,抗冲击强度下降了5.3 J。(3)鉴于上一章引入改性MMT能够降低无机填料造成的涂层性能的负面影响,本章分别使用偏铝酸钠和硅酸钠通过均匀沉淀法在六钛酸钾晶须(PTW)表面沉淀一层AlO和Si O颗粒,再使用硅烷偶联剂KH570进行有机改性,以改善其在uv固化涂层中的分散性。比较了PTW表面沉淀AlO和Si O颗粒对于其表面接枝KH570量的影响,讨论了改性程度及添加方式对PTW在涂层中分散性的影响,系统探究了改性PTW对uv固化涂层耐磨性及其它涂料和涂层性能的影响。结果表明:表面沉淀AlO能够使PTW表面接枝更多的KH570且KH570接枝率越高分散性越好,使用PTW/活性稀释剂分散液的添加方式能够改善分散性;加入改性PTW之后,涂层的双键转化率及固化速率有所降低但不影响实际凝胶含量;当改性PTW添加量达到5 wt%,涂层较未添加填料的涂层,铅笔硬度从B提高到HB,划格附着力保持在0级,T弯等级维持在0 T,抗冲击强度同样保持在9.6 J,磨损后的质量损失降低了10.6 mg。

关键词： uv固化涂料无机填料分散性有机改性耐磨性

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uv固化涂料功能单体的制备及性能研究

UV固化涂料功能单体的制备及性能研究

作者：陈法雄湖南师范大学

学位级别：硕士

随着科学技术和新材料的不断进步,人们对涂料的各项性能要求越来越高。uv固化涂料具有生产工序简便、高效节能、绿色无污染以及成膜特性优良等优点,被广泛应用于国民经济各个领域,并向着多功能化方向发展。而uv固化功能涂料,由于具备某... 详细信息

随着科学技术和新材料的不断进步,人们对涂料的各项性能要求越来越高。uv固化涂料具有生产工序简便、高效节能、绿色无污染以及成膜特性优良等优点,被广泛应用于国民经济各个领域,并向着多功能化方向发展。而uv固化功能涂料,由于具备某些特殊的功能,使其备受关注,成为近年来新型功能材料的研究热点。本论文先合成了可uv固化有机氟、有机硅和季铵盐单体,将其应用于uv固化涂料中,并对其性能进行了研究,具体开展的研究工作如下:1.以环氧氯丙烷、甲基丙烯酸、端溴烷烃和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为原料,合成了一系列可uv固化多官能团季铵盐单体,优化了开环反应的条件,经IR、MS、1HNMR表征了产物的结构。制备了uv固化抗静电涂料,并测试了其性能。结果表明,与双季铵盐相比,单季铵盐与uv固化涂料的相容性较好,并表现出良好的抗静电性能。当单季铵盐添加量为26%,固化膜表面电阻降低到1×109Ω,抗静电性能耐水洗性良好,且受空气湿度的影响较小。2.以全氟辛酸、二氯亚砜以及丙烯酸-β-羟乙酯为原料合成了一种具有双键结构的有机氟单体,优化了酯化反应的条件,经IR表征了产物的结构。制备了溶剂型和uv固化型两种有机氟耐污涂料,并研究了涂料固化膜的性能。结果表明,溶剂型固化膜表面水接触角最大达87°,而uv固化膜水接触角最大为80°,固化膜都耐水、耐酸及耐盐,对酱油、碳素墨水及水性红彩笔具有良好的耐污能力,以溶剂型有机氟耐污涂料的综合性能较好。3.以端氢硅油、烯丙醇、甲基乙烯基二氯硅烷、丙烯酰氯以及丙烯酸-β-羟乙酯为原料,合成了可uv固化单、多官能团有机硅单体,优化了硅氢加成反应条件,经IR表征了产物的结构。制备了两种有机硅耐污涂料,并研究了涂料固化膜的性能。结果表明,多官能团有机硅材料涂膜具有较高的水接触角可达110°,表现出优异的疏水效果;两种材料涂膜均耐水、耐酸及耐盐,对酱油、碳素墨水及水性红彩笔具有良好的耐污能力,且热稳定性良好,其中以多官能团有机硅涂料的综合性能最好。4.以含氯有机硅单体对环氧丙烯酸树脂进行改性,制备了两种有机硅改性环氧丙烯酸树脂,并研究了固化膜的性能。结果表明,有机硅单体含量为5%时,固化膜水接触角可达95°,固化膜耐水、耐酸及耐盐,对酱油、水性红彩笔以及碳素墨水具有较好的耐污能力,且热稳定性良好,以十八烷基三氯硅烷改性的效果较好。

关键词： uv固化涂料季铵盐抗静电有机氟有机硅

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uv固化涂料用颜料的表面改性

涂料工业 2002年第4期32卷 22-24页

作者：胡红梅王德海等淮南工业学院安徽淮南232001

颜料对紫外光的吸收，使uv固化涂料的固化性能及其应用性能降低。研究了改性剂已二酸和柠檬酸对颜料的表面改性。试验结果表明：用改性剂已二酸和柠檬酸对颜料进行表面改性后，固化体系的固化速度和粘度都有很大变化，且柠檬酸的改性效... 详细信息

颜料对紫外光的吸收，使uv固化涂料的固化性能及其应用性能降低。研究了改性剂已二酸和柠檬酸对颜料的表面改性。试验结果表明：用改性剂已二酸和柠檬酸对颜料进行表面改性后，固化体系的固化速度和粘度都有很大变化，且柠檬酸的改性效果优于已二酸。讨论了改性剂用量及其类型的影响。

关键词： uv固化涂料颜料表面改性改性剂已二酸柠檬酸

uv固化环氧丙烯酸酯的改性研究及其在涂料中的应用

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UV固化环氧丙烯酸酯的改性研究及其在涂料中的应用

作者：周玉妹华南理工大学

学位级别：硕士

紫外光固化涂料具有高效性、经济性、节能、环境友好等优势,已成为涂料行业发展最快的领域。低聚物是uv固化涂料的主体部分,是涂料性能的决定因素。其中,环氧丙烯酸酯低聚物的应用范围最广,用量最大。本课题针对双酚A环氧丙烯酸酯（EA... 详细信息

紫外光固化涂料具有高效性、经济性、节能、环境友好等优势,已成为涂料行业发展最快的领域。低聚物是uv固化涂料的主体部分,是涂料性能的决定因素。其中,环氧丙烯酸酯低聚物的应用范围最广,用量最大。本课题针对双酚A环氧丙烯酸酯（EA）脆性大、柔韧性差、黏度高以及环氧大豆油丙烯酸酯（AESO）硬度低、机械性能差等问题进行改性研究,制备出性能优异的uv固化环氧丙烯酸酯低聚物并将其应用于涂料。（1）首先用酸酐和二元醇反应得到含柔性链段的端羧基中间体,再与环氧树脂E51反应,并采用二元缩水甘油醚部分取代环氧树脂E51,制备低黏度高韧性的双酚A环氧丙烯酸酯低聚物（MHEA）。发现随二元醇烷基链的增长,树脂黏度增大,涂膜柔韧性变好。添加1,4-丁二醇二缩水甘油醚（BDDGE）,能快速降低体系黏度,当E51与BDDGE的摩尔比为1:0.6时,涂膜的综合性能最好。选择顺丁烯二酸酐参与反应,提高体系双键含量,协调涂膜硬度与柔韧性的平衡。采用FT-IR、H NMR和GPC表征MHEA的结构与分子量。与未改性EA及市售改性EA相比,本研究制备的MHEA树脂具有较低黏度,优异柔韧性和较高硬度。其黏度低至13920 m Pa·s（25℃）,固化膜柔韧性为1 mm,铅笔硬度在H,且涂膜还具有高光泽度、优异的附着力、耐化学品性和抗冲击性。（2）采用二羟甲基丙酸和甲基丙烯酸酐的反应产物改性环氧大豆油（ESO）,制备高性能环氧大豆油丙烯酸酯（DAESO）。通过FT-IR、H NMR和GPC表征DAESO的结构和分子量。与未改性AESO相比,DAESO涂层的拉伸强度从2.3 MPa提升至9.8MPa,拉伸模量从27.9 MPa提升至248.2 MPa,玻璃化转变温度（T）从33.3℃提升至61.5℃,交联密度（v）从3.0×10mol/cm提升至5.9×10mol/cm。与活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）复配后,涂层性能进一步提升,其T高达78.1℃,v为6.9×10mol/cm,柔韧性为1 mm,硬度为H,同时具有优异的热稳定性和耐化学品性能。（3）将DAESO与EA复合以获得高硬度和优异柔韧性的uv固化涂料,研究DAESO与EA质量比对涂膜硬度和柔韧性的影响规律,优化涂料配方。发现以最优配方制备的uv固化树脂黏度为9250 m Pa·s,涂膜硬度提升至2H,固化时间为20 s,柔韧性为2 mm,同时具备高光泽度、良好的附着力、抗冲击性和优异的耐化学品性能。

关键词： uv固化涂料环氧丙烯酸酯环氧大豆油丙烯酸酯柔韧性硬度

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uv固化涂料的制备及性能研究

UV固化涂料的制备及性能研究

作者：王东海浙江理工大学

学位级别：硕士

uv涂料具有节省能源、不产生挥发性有机物、固化速度快、颜色鲜艳等优点,是环保材料领域的研究热点。与传统的纺织涂料印花工艺相比,紫外光固化技术适合于个性化纺织品的快速定制,在电子商务和个性化体验实体门店具有良好的市场前景。... 详细信息

uv涂料具有节省能源、不产生挥发性有机物、固化速度快、颜色鲜艳等优点,是环保材料领域的研究热点。与传统的纺织涂料印花工艺相比,紫外光固化技术适合于个性化纺织品的快速定制,在电子商务和个性化体验实体门店具有良好的市场前景。本文的研究目的在于制备分散稳定的纺织uv涂料,并研究涂料在纺织上的应用性能。首先研究了纺织uv涂料各组分对分散稳定性、黏度和表面张力的影响。然后重点讨论了uv涂料固化速度的影响因素。最后对纺织uv涂料的透明性、附着力、着色性能、摩擦牢度、断裂强力等性能做了细致的表征。主要研究内容和结论如下:为了提高uv固化涂料的分散稳定性,探讨7种单体和4种低聚物对uv固化涂料耐热稳定性和离心稳定性的影响。用粒径、吸光度和离心稳定性来表征实验结果。结果表明:用单体EOEOEA、NPGDA和TMPTA,6201制备的uv固化涂料热储前后粒径变化较小,热储吸光度稳定性在95%以上,离心稳定性在85%以上,可用来制备稳定性高的uv固化涂料。uv固化涂料的各组分对其粘度、表面张力、固化速度都产生了不同的影响。单体对uv固化涂料的粘度、表面张力、固化速度影响都很大,随着单体官能团的增加,uv固化涂料的粘度、表面张力变大,固化速度加快。环氧类低聚物6104-80所制备的uv固化涂料粘度最小,随着低聚物用量的增加,uv固化涂料的粘度变大。低聚物对uv固化涂料的表面张力影响较小。环氧类低聚物的固化速度比聚氨酯类低聚物的快,随着聚氨酯类低聚物官能度的增加,固化速度加快。引发剂对uv固化涂料的粘度影响很小,对固化速度起决定性作用,固化速度的快慢为:369＞ITX＞BP＞DETX＞907＞TPO＞1173＞184＞EDB。随着引发剂用量的增加,固化时间迅速减短,饱和用量为7%。研究了不同种类单体、低聚物、引发剂及低聚物用量和色浆质量分数对uv固化涂料透明性的影响。结果表明:TMTPA的透光率最低,IBOA的透光率最高。聚氨酯类低聚物比环氧类低聚物的透明性好,6201的透光率最高。9种引发剂中,ITX的透光率最低,907的透光率最高。随着低聚物和色浆用量的增加,uv固化涂料的透光性明显下降。探究了uv固化涂料组分对附着力、织物着色性能、摩擦牢度、断裂强力的影响。三官能团单体TMTPA、低聚物6201的附着力最好,随着低聚物用量的增加,附着力减弱。双官能团单体TPGDA、NPGDA、HDDA和PDDA的K/S值最大,单官能团单体EOEOEA和IBOA的K/S值次之,三官能团单体TMPTA的K/S值最小。低聚物对K/S值的影响为6201＞聚氨酯丙烯酸酯＞6104-80＞6318,随着低聚物用量的增加,织物的K/S值先增大后变小,低聚物用量为30%时,K/S值最大。随着色浆用量的增加,K/S值增大,当色浆用量超过9%时,K/S值不再增加,反而有所下降。着色织物的湿摩擦牢度比干摩擦牢度好,随着单体官能团的增多,摩擦牢度变好。低聚物6104-80和6318的干湿摩擦牢度最好,达到5级。与原织物相比,uv固化涂料所着色的织物断裂强力基本都增加,断裂伸长均有所下降。

关键词： uv固化涂料单体低聚物光引发剂稳定性透明性