紫外光固化水性含氟純丙類聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能研究.pdf

1、可紫外光固化的水性聚氨酯丙烯酸酯因其具有高效、環(huán)保和漆膜性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，是目前較為活躍的研究和開發(fā)領(lǐng)域，含氟聚氨酯涂料擁有較低的表面能，賦予涂層良好的耐水耐油性能而被廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。本論文設(shè)計制備了側(cè)鏈具有羥基、羧基和不同結(jié)構(gòu)氟端基的無規(guī)共聚丙烯酸酯，對其進(jìn)一步改性制備了水性光固化含氟純丙類聚氨酯丙烯酸酯。對樹脂結(jié)構(gòu)、乳化工藝、乳液性能和漆膜性能進(jìn)行了研究。進(jìn)而對氟端基在漆膜形成過程中遷移和表面富集行為進(jìn)行了研究，并結(jié)合漆膜表面能變

2、化討論了氟端基的結(jié)構(gòu)和含量對漆膜耐水性能的影響，主要結(jié)論如下：
　　采用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和丙烯酸羥乙酯按不同比例溶液聚合制備了側(cè)鏈帶有羥基和羧基的無規(guī)共聚丙烯酸酯，進(jìn)一步采用異佛爾酮二異氰酸酯和丙烯酸羥乙酯改性制備光固化純丙類聚氨酯丙烯酸酯。采用傅里葉紅外光譜（FTIR）、核磁共振氫譜（1H NMR）和差示掃描量熱（DSC）對產(chǎn)物進(jìn)行了表征。對改性制備聚氨酯過程中異氰酸酯基團(tuán)轉(zhuǎn)化率進(jìn)行了監(jiān)測，確定了適宜的反應(yīng)條件

3、。并對固化漆膜的物理性能進(jìn)行測試。結(jié)果表明：實驗合成了目標(biāo)產(chǎn)物；合成過程穩(wěn)定，PA與PU中間體最適宜的反應(yīng)溫度為45℃；固化膜擁有較好的物理性能。
　　將所制備的水性純丙類聚氨酯丙烯酸酯進(jìn)一步中和和乳化制備水性光固化乳液，研究了丙烯酸含量、剪切速率和剪切時間對乳液粒徑、乳液穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：隨著丙烯酸含量的增加，乳液粘度升高，乳液粒徑先變小后變大，乳液漆膜親水性增強(qiáng)，適宜的丙烯酸含量為10～15％。適宜的剪切速率為2000

4、r/min，剪切時間為20 min。
　　采用不同結(jié)構(gòu)氟端基的丙烯酸酯單體、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和丙烯酸羥乙酯制備了側(cè)鏈帶有羥基、羧酸和氟端基的無規(guī)共聚丙烯酸酯，并進(jìn)一步改性、中和和乳化制備了水性光固化含氟純丙類聚氨酯丙烯酸酯乳液。采用傅里葉紅外光譜（FTIR）、核磁共振氫譜（1H NMR）和差示掃描量熱（DSC）對合成的樹脂進(jìn)行了表征。對乳液粒徑和穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。重點(diǎn)采用X-光電子能譜儀（XPS）和接觸角測定儀研