学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

水溶性UV环氧丙烯酸酯预聚物的研究与制备

作　者: 张亚军
导　师: 解一军
学　校: 河北工业大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 光固化水溶性环氧丙烯酸酯预聚物合成
分类号: TQ630.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 16次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

紫外光固化技术的诞生与发展为涂料行业的发展提供了潜在的空间。随着科学技术迅猛的发展，高性能、低污染、低成本的水溶性紫外光固化涂料已经成为当今人们关注的热点之一。水溶性光固化涂料主要是由水溶性光固化树脂、光引发剂、水以及其它添加剂组成。其中，水溶性光固化树脂是指具有丙烯酰基的低分子预聚物，其在体系中起着重要的作用，决定着涂膜的主要性能。本论文研究了水溶性UV环氧丙烯酸酯预聚物的合成与制备，主要做了以下两个方面的工作：利用2,2-羟甲基丙酸（DMPA）代替部分的丙烯酸（AA）与双酚A环氧树脂反应，引入可进行光固化反应的光敏基团，制成UV预聚物（EA）；再加入马来酸酐（MA）与EA反应，引入亲水基团（-COOH），制得可溶于水的UV环氧丙烯酸酯预聚物（EA）；最后，使用有机胺中和成盐，得到水溶性UV环氧丙烯酸酯预聚物。主要讨论了反应温度、催化剂的用量、DMPA的加入量对水溶性UV环氧丙烯酸酯预聚物的反应速率、水溶性以及涂膜性能的影响，并用红外对预聚物以涂膜结构的变化进行表征。结果表明：合成EA的最佳工艺条件为：DMPA:AA（mol）=3:7；反应温度100℃；BDMA用量1wt.%，反应时间为210min。合成M-EA的反应温度为90℃，反应时间为150min。获得的预聚物含水量为16.2wt.%；涂膜光固化时间为37s,硬度为2H，综合性能较好。利用酸酐对其进行改性。首先双酚A环氧树脂与AA合成基本的UV预聚物EA，在通过加入偏苯三甲酸酐（TMA）和MA的混合物与EA反应，引入亲水基团，使其具有水溶性；最后，通过有机胺中和成盐，合成水溶性UV环氧丙烯酸酯预聚物。本实验讨论了温度、催化剂、酸酐的比例以及酸酐的加入量对水溶性UV环氧丙烯酸酯预聚物的合成条件以及预聚物性能的影响。结果表明：合成基本的EA时，最佳反应温度控制在100℃，反应240min，BDMA的用量1wt.%；合成TM-EA的温度选择85℃；酸酐MA:TMA（mol）=8:2时，加入酸酐总量的90wt.%，合成的预聚物水溶性最好，水溶性为20.16wt.%。涂膜光固化时间为41s,硬度为2H，综合性能较好。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-25
  1.1 紫外光固化涂料概述  10-17
    1.1.1 紫外光固化涂料的发展  10-11
    1.1.2 紫外光固化涂料的组成  11-14
    1.1.3 紫外光固化涂料的固化机理  14-16
    1.1.4 紫外光固化涂料的分类  16-17
    1.1.5 紫外光固化涂料的特点  17
  1.2 水溶性紫外光固化涂料  17-20
    1.2.1 水溶性紫外光固化涂料的进展  18
    1.2.2 水溶性紫外光固化涂料的分类  18-19
    1.2.3 水溶性紫外光固化涂料的特点  19-20
  1.3 水溶性 UV 环氧丙烯酸酯树脂  20-23
    1.3.1 水溶性 UV 环氧丙烯酸酯树脂的发展  20-21
    1.3.2 水溶性 UV 环氧丙烯酸酯树脂的反应机理  21-22
    1.3.3 水溶性 UV 环氧丙烯酸酯树脂的特点  22-23
  1.4 本论文的研究意义、创新性及研究内容  23-25
    1.4.1 本论文的研究意义  23
    1.4.2 本论文的研究创新性  23-24
    1.4.3 本论文的研究内容  24-25
第二章 DMPA 改性水溶性 UV 固化环氧丙烯酸预聚物  25-37
  2.1 实验部分  25-27
    2.1.1 实验药品及实验仪器  25-26
    2.1.2 水溶性 UV 固化环氧丙烯酸酯预聚物的反应历程  26-27
    2.1.3 UV 固化环氧丙烯酸酯预聚物（EA）的制备  27
    2.1.4 水溶性 UV 固化环氧丙烯酸酯预聚物（M-EA）的制备  27
    2.1.5 DMPA 改性水溶性 UV 固化涂膜的制备  27
  2.2 分析测试  27-28
    2.2.1 酸值  27
    2.2.2 黏度测试  27
    2.2.3 预聚物水溶性的测试  27-28
    2.2.4 红外表征  28
    2.2.5 硬度测试  28
    2.2.6 M-EA 稳定性测试  28
  2.3 结果与讨论  28-34
    2.3.1 反应温度对合成 EA 时反应速率的影响  28-29
    2.3.2 催化剂含量对合成 EA 时反应速率的影响  29
    2.3.3 DMPA 的加入量对 EA 黏度的影响  29-30
    2.3.4 加入不同量的 DMPA 的 EA 红外表征  30-31
    2.3.5 反应温度对合成M-EA的反应速率的影响  31-32
    2.3.6 DMPA 加入量对 M-EA 水溶性的影响  32-33
    2.3.7 M-EA 涂膜固化的红外表征  33
    2.3.8 DMPA 加入量对 M-EA 涂膜光固化时间以及硬度的影响  33-34
    2.3.9 DMPA 加入量对预聚物稳定性的影响  34
  2.4 本章小结  34-37
第三章 TMA 改性水溶性 UV 环氧丙烯酸酯预聚物  37-49
  3.1 实验部分  37-39
    3.1.1 实验药品及实验仪器  37-38
    3.1.2 水溶性 UV 固化环氧丙烯酸酯预聚物的反应历程  38-39
    3.1.3 UV 固化环氧丙烯酸酯预聚物（EA）的制备  39
    3.1.4 水溶性 UV 固化环氧丙烯酸酯预聚物（TM-EA）的制备  39
    3.1.5 水溶性 UV 固化涂料的制备  39
  3.2 分析测试  39-40
    3.2.1 酸值  39
    3.2.2 TM-EA 的水溶性的测试  39-40
    3.2.3 红外表征  40
    3.2.4 TM-EA 涂膜固化时间及硬度的测试  40
    3.2.5 预聚物贮存稳定性的测试  40
  3.3 结果与讨论  40-47
    3.3.1 反应温度对合成 EA 时反应速率的影响  40-41
    3.3.2 催化剂含量对合成 EA 时反应速率的影响  41
    3.3.3 反应温度对合成 TM-EA 时反应速率的影响  41-42
    3.3.4 MA:TMA 比值对 TM-EA 反应速率的影响  42-43
    3.3.5 MA:TMA(mol)=8:2,反应温度对反应速率的影响  43
    3.3.6 酸酐加入量对 TM-EA 反应速率的影响  43-44
    3.3.7 MA 加入量对预聚物水溶性的影响  44-45
    3.3.8 MA:TMA 摩尔比值对预聚物水溶性的影响  45
    3.3.9 酸酐加入量对预聚物水溶性的影响  45-46
    3.3.10 MA:TMA(mol)比值对涂膜性能的影响  46-47
    3.3.11 MA:TMA(mol)=8:2 时，酸酐含量对涂膜性能的影响  47
  3.4 本章小结  47-49
第四章结论及实验创新点  49-51
  4.1 结论  49
  4.2 实验创新点  49-51
参考文献  51-55
致谢  55-57
攻读硕士学位期间获得的科研成果  57

水溶性UV环氧丙烯酸酯预聚物的研究与制备

内容摘要

全文目录

相似论文