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紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯的制备及性能研究

作　者: 彭威
导　师: 姜其斌
学　校: 湖南工业大学
专　业: 材料学
关键词: 聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化光引发剂活性稀释剂
分类号: TQ630.43
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

聚氨酯丙烯酸酯综合了聚氨酯树脂和丙烯酸酯树脂的优良性能,并可以通过调整分子结构和官能度,从而得到不同性能的预聚物以适应不同的需要。本文通过本体法合成了聚氨酯丙烯酸酯树脂,并研究了其紫外光固化工艺。以IPDI、PETA、PPG为原料,用两步法合成了聚氨酯丙烯酸酯预聚物,研究了反应条件对合成过程的影响,得到了优化的工艺条件:质量分数0.1%的催化剂、质量分数0.05%的阻聚剂,第一步反应温度为55℃,反应时间为3小时,第二步反应温度为65℃,反应时间为6小时,体系中-NCO含量<0.5%。利用红外光谱和凝胶渗透色谱表征,确定了预聚物的结构和分子量,结果表明合成了预期结构的预聚物。通过对预聚物的热性能测试发现,PUA树脂的玻璃化温度为-36℃,PUA树脂的热降解始于180℃。从分子结构和工艺条件方面探讨了影响PUA树脂粘度的因素。不同的合成路线和投料方式会影响树脂的分子结构,导致粘度也不相同,用路线2和滴加投料方式得到了粘度较低的树脂。研究了PPG分子量及原料投料比对树脂粘度的影响,PPG的分子量越大,预聚物分子的聚合度越大,PUA树脂的粘度越高。研究了PUA树脂的紫外光固化工艺,发现使用1173/184复配体系引发效率更高,缩短了固化时间;收缩性较小的活性稀释剂有利于提高固化膜的附着力;采用叔胺助引发剂,乙二硫醇改性PUA树脂,大大缩短固化时间,改善固化效果。通过对涂料固化膜的多种主要性能参数的分析,得到优化涂料配方:质量分数60%的PUA树脂、5%的活性稀释剂BA、10%的活性稀释剂HDDA、15%的活性稀释剂TMPTA、2%的光引发剂1173、3%的光引发剂184、3%的助引发剂EDAB、2%的抗氧剂乙二硫醇。紫外光固化实验结果:固化时间为27s,附着力等级为1级,硬度为6H,拉伸强度为4.43MPa,耐化学药品性优良。

紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯的制备及性能研究

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