新型雜萘聯(lián)苯環(huán)氧丙烯酸酯涂料的研究.pdf

1、光固化涂料與傳統(tǒng)的自然干燥或熱固化涂料相比，具有成膜速度快、可室溫操作、無溶劑配方、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也符合當(dāng)前世界各國日益重視環(huán)保的要求，被譽(yù)為環(huán)境友好型涂料。現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于光纖、木器、塑料、金屬、紙張、玻璃、皮革等基材上。但目前大多數(shù)光固化涂料的耐熱性還不高，同時(shí)UV固化涂料在實(shí)際應(yīng)用中也存在著厚膜固化性能不佳、添加填料的漆膜固化深度受到限制等缺點(diǎn)。為解決上述問題，在本論文中，采用新型單體制備可光固化樹脂，以期得到耐熱性能優(yōu)異的光

2、固化涂料；同時(shí)將可見光固化應(yīng)用于厚膜的固化，以解決UV固化厚膜困難的問題。 本文首先采用具有扭曲非共平面結(jié)構(gòu)的類雙酚單體4-(4-羥基苯基)-2，3-二氮雜萘-1酮(DHPZ)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙酚A，與環(huán)氧氯丙烷(ECH)縮合反應(yīng)合成新型環(huán)氧樹脂(ER)。通過一步法和二步法合成ER的環(huán)氧值分別為0.33mol/100g(ER-33)和0.38mol/100g(ER-38)，通過旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)定其在不同溫度下的黏度，并計(jì)算得到其流動(dòng)活化能

3、分別為52.3kJ/mol和61.7kJ/mol，并對(duì)兩種合成方法的反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化。 以（金翁）鹽作為催化劑，以含雜萘聯(lián)苯結(jié)構(gòu)ER與甲基丙烯酸作為主要原料，成功制備可光固化的環(huán)氧甲基丙烯酸酯(EMA)。通過FTIR光譜對(duì)反應(yīng)過程跟蹤分析，發(fā)現(xiàn)譜圖中914cm-1處的環(huán)氧基團(tuán)特征峰的峰面積逐漸減少至消失，而815cm-1處雙鍵特征峰的峰面積逐漸增大，說明得到了目標(biāo)產(chǎn)物EMA。通過旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)定常溫下EMA-33和EMA-38的黏

4、度分別為52.1Pa·s和40.25Pa·s，流動(dòng)活化能分別為36.2kJ/mol和50.3kJ/mol，儲(chǔ)存穩(wěn)定期均可達(dá)6個(gè)月。 以EMA為預(yù)聚物，苯乙烯(St)、乙二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)為活性稀釋劑，在紫外燈照射下，引發(fā)該體系進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)，生成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)固化膜。并對(duì)UV固化涂料的配方和固化工藝進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)光引發(fā)劑選用2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(HMP

5、P)，其用量為3wt％，燈距為12cm，稀釋劑選用HDDA且其用量為20wt％(占EMA重)，涂料在6s內(nèi)可表干。漆膜的附著力、鉛筆硬度、沖擊強(qiáng)度和光澤度分別為1級(jí)、5H、50cm和147.5，漆膜性能優(yōu)異。相對(duì)于雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯光固化涂料，漆膜5％熱失重溫度提高25℃；耐15％HCl腐蝕壽命提高2倍；耐30％NaOH、3％NaCl腐蝕壽命提高4倍。 以2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦(TPO)為光引發(fā)劑，制備了可見光固

6、化環(huán)氧甲基丙烯酸酯涂料。當(dāng)TPO用量為2wt％時(shí)，涂料可在10min內(nèi)可表干。得到的漆膜附著力為1級(jí)、沖擊強(qiáng)度為50cm、漆膜硬度為5H，光澤度為128.3，可滿足于室外大面積涂覆及固化的需求。與此同時(shí)，可見光漆膜厚度可達(dá)200μm，隨著漆膜厚度的增加，漆膜的凝膠含量先增加后降低，在厚度為200μm時(shí)漆膜凝膠含量達(dá)到最高，漆膜吸水率達(dá)到最低值，且漆膜耐15％HCl、30％NaOH和3％NaCl腐蝕壽命分別為40d、60d和55d，相對(duì)于

7、傳統(tǒng)可室溫固化、且耐腐蝕性能良好的環(huán)氧聚氨酯涂料，其耐腐蝕壽命可分別提高10d，30d，25d。且固化過程中無溶劑揮發(fā)，可滿足室外大面積涂覆及固化需求。 在可見光固化的基礎(chǔ)上，考察了添加填料玻璃鱗片(GF)對(duì)涂料的穩(wěn)定性及漆膜性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：主要成分為不飽和羧酸與聚硅氧烷共聚物的BYK-P104S型潤濕分散劑的引入有利于GF的分散；用適量的KH-570偶聯(lián)劑對(duì)GF進(jìn)行預(yù)處理，有利于延長涂料的儲(chǔ)存時(shí)間，降低漆膜的吸水率；