uv固化聚丙烯酸酯涂料的研制

UV固化聚丙烯酸酯涂料的研制摘要以N210、HEA、IPDI、PETA、DBT等为主要原料进行合成聚合物，以该聚合物为主体，添加光引发剂，光促进剂，阻聚剂等助剂制备紫外光（UV）固化聚氨酯涂料。同时对UV固化膜进行性能测试。研究表明当HEA与PETA比例为12时该材料的各项性能最好。关键词UV固化；聚丙烯酸酯；涂料光固化涂料主要指在紫外光照射下迅速交联固化成膜的一类新型材料，因其高效涂装固化和环境友好特征，已为世界涂料行业和绝大多数的管理机构所认可。光固化涂料自从20世纪60年代由BAYER公司成功商业化以来，技术上不断成熟、创新，原材料品种性能不断发展，已由当初仅适用于木器涂装，拓展到现在大量用于纸张、塑料、金属、玻璃、陶瓷等多种基材，而且正朝着功能化方向发展。1聚氨酯丙烯酸酯是一类重要的光固化交联性树脂，其应用广泛程度仅次于环氧丙烯酸酯。它是在聚氨酯的基础上，分子链末端通过丙烯酸酯化引入双键，使用过程中经光照，在光引发剂的作用下引发双键交联反应的一种低聚物。2,3聚氨酯丙烯酸酯兼具丙烯酸和聚氨酯两种涂料的优点，其反应活性高、固化速率快，具有优异的柔韧性、附着力、耐低温性、耐磨性、耐化学品性以及弹性。4,51实验部分11主要原料及设备聚醚多元醇（N210）丙烯酸羟乙酯（HEA）异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）二月桂酸二丁基锡DBT二苯甲酮安息香乙醚阻聚剂12PUA的制备先在105条件下将N210加热除去水分约2小时，再将N210、IPDI和搅拌器放入三口烧瓶中，在60的水域加热下使其预聚，加入催化剂DBT后反应2小时，加入HEA，PETA或者两者的共混物和阻聚剂，反应2小时后降温得到聚氨酯丙烯酸酯预聚体PUA。13成品的制备将配好的聚氨酯预聚体加入溶剂溶解，再向其内加入二苯甲酮、安息香乙醚等光引发剂及适量对苯二酚（涂料组成见表1），在室温下搅拌均匀，成约03MM的膜并在紫外灯下固化。表1涂料成分组分聚氨酯丙烯酸酯低聚物3060溶剂2050二苯甲酮15安息香乙醚15对苯二酚适量14性能测试固化速率测试在紫外灯下固化，固化用秒表示。硬度铅笔硬度。吸水性、耐酸碱性及耐溶剂性将固化后的成品做成11的试样，放入水、5盐酸、5的氢氧化钠、甲苯及四氯化碳溶液中，测经过不同时间段的质量。2结果与讨论21铅笔硬度与固化时间在不同配方下所测得的固化时间和铅笔硬度见表2。表2不同配方的固化时间及铅笔硬度HEAPETANHEANPETA11NHEANPETA21NHEANPETA12固化时间/S18090120150100铅笔硬度2H2H2H3H3H22聚合物耐化学性能随着不同配比的HEA、PETA的加入，材料的各项耐化学性能也不同。不同配方下材料耐酸碱性能、耐溶剂性能、吸水性能见图15图1吸水性图2耐甲苯性图3耐碱性图4耐四氯化碳性图5耐酸性从图中可以看出当HEA与PETA之比为12时材料的各项性能基本最好。3结论本文以N210、IPDI为主材料，通过加入不同配比的HEA和PETA制备一种可用于光固化的聚丙烯酸酯预聚体，再测试该预聚体各方面性能，最后发现当加入的HEA与PETA之比为12时所得出的材料光固化时间短，固化后材料硬度高、耐酸碱、耐溶剂等性能良好，具有最优的性能。参考文献1杨建文、曾兆华、陈用烈光固化涂料及应用M化学工业出版社200512王锋，胡剑青，涂伟萍UV固化低聚物及其涂料研究进展J热固性树脂,2007,22341463MILLERHCUV/EBCUREURETHANEACRYLATEANDEPOXYACRYLATECOATINGJMODERNPAINTCOATINGS,1993,83124434殷海龙，卿宁水性聚氨酯