紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯涂料.pdf

1、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)結(jié)合了聚氨酯和聚丙烯酸酯的優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于涂料和印刷油墨等UV固化工藝的生產(chǎn)，在木材加工、特種造紙、印刷品上光、塑料和金屬的表面處理、電子工業(yè)等領(lǐng)域占有重要的地位。PUA在國外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商品化，目前已成為國內(nèi)UV固化材料中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。 本文對PUA涂料的制備進(jìn)行了研究，詳細(xì)考察了以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇(PEG)、丙烯酸羥丙酯(HPA)為原料的PUA合成過程，確定了本體法合成PUA

2、涂料的最佳反應(yīng)條件為：反應(yīng)物的配比IPDI：PEG：HPA=3：2：2；采用IPDI和PEG先反應(yīng)后加入HPA封端的反應(yīng)路線;反應(yīng)溫度為50℃；催化劑使用二月桂酸二丁基錫(DBTDL)，濃度為反應(yīng)物料總質(zhì)量的200ppm。 通過對合成反應(yīng)的宏觀動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合，得到了在最佳反應(yīng)條件下的二級反應(yīng)速率方程，形式為：r=-d[NCO]/dt=k[NCO][OH]其中反應(yīng)速率常數(shù)k的形式為：第1步反應(yīng)k=2.89×1013exp(-

3、82.58/RT)第2步反應(yīng)k=4.08×1014exp(-89.82/RT)該方程可簡單實(shí)用地預(yù)測在不同溫度下NCO基轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間的變化規(guī)律。通過IR和NMR對反應(yīng)過程中PUA分子結(jié)構(gòu)的考察，除了定性了解IPDI：PPG：HPA=3：2：2反應(yīng)體系的結(jié)構(gòu)變化之外，還發(fā)現(xiàn)IPDI中兩個(gè)NCO基的反應(yīng)選擇性，其中直接連接在環(huán)己基上的NCO(NCOsec)反應(yīng)活性是連接在亞甲基上的NCO(NCOprim)的3.50倍。通過GPC對PUA

4、的分子量分布進(jìn)行考察，運(yùn)用Gaussian法和Lorentzian法對PUA的GPC譜圖進(jìn)行分峰處理，發(fā)現(xiàn)上述體系的聚合度最大值nmax約為12，大分子量組分的重量分f隨著IPDI與PPG用量比的減小而升高，PUA的分子量分布隨著軟段分子量的增大而變寬，呈多峰重疊分布。 針對PUA涂料的UV固化工藝制備涂膜的過程進(jìn)行了考察。通過紫外吸收光譜的分析，發(fā)現(xiàn)TPO、651是紫外光引發(fā)劑中最佳的選擇，吸收峰集中在波長為272nm和309