紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯涂料.pdf

1、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)結合了聚氨酯和聚丙烯酸酯的優(yōu)點，廣泛地應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)等領域占有重要的地位。PUA在國外已經(jīng)實現(xiàn)了商品化，目前已成為國內(nèi)UV固化材料中的一個研究熱點。 本文對PUA涂料的制備進行了研究，詳細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、涂料的最佳反應條件為：反應物的配比IPDI：PEG：HPA=3：2：2；采用IPDI和PEG先反應后加入HPA封端的反應路線;反應溫度為50℃；催化劑使用二月桂酸二丁基錫(DBTDL)，濃度為反應物料總質(zhì)量的200ppm。 通過對合成反應的宏觀動力學實驗數(shù)據(jù)的擬合，得到了在最佳反應條件下的二級反應速率方程，形式為：r=-d[NCO]/dt=k[NCO][OH]其中反應速率常數(shù)k的形式為：第1步反應k=2.89×1013exp(-

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

4、的分子量分布進行考察，運用Gaussian法和Lorentzian法對PUA的GPC譜圖進行分峰處理，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