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紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯低聚物研究

作 者: 殷海龙
导 师: 卿宁
学 校: 五邑大学
专 业: 应用化学
关键词: 紫外光固化 水性聚氨酯丙烯酸酯 季戊四醇三丙烯酸酯 有机硅
分类号: TQ630.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


紫外光(UV)固化技术因其快速高效的特性而在涂料行业得到广泛的发展。UV固化水性涂料体系用水取代传统的UV固化体系中的活性稀释剂单体,结合UV固化技术和水性涂料两者的优点,不仅具有环保优势,而且具有固化速度快、节省能源、涂膜性能优良等优点,是涂料发展的一个主要方向;对UV固化水性体系的研究,不仅具有环保效应,而且具有很大的经济效益。目前,研究和应用较多的是综合性能好的聚氨酯丙烯酸酯分散体类涂料。本研究首先制备一种综合聚酯的强度及聚醚的柔韧性的UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯分散体(WPUA)。采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(PPG210)/聚己二酸新戊二醇酯(聚酯二元醇7112)混合软段、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)等原料合成不同官能度的UV固化WPUA,并采用环氧树脂(E-44)接枝改性以提高UV固化WPUA的综合性能。实验研究探讨合成上述树脂的最佳反应条件,亲水基团对分散体性能的影响;并对产品涂膜进行应用研究。实验结果表明采用聚醚聚酯混合软段,有效解决涂膜UV固化前粘性问题,能忍受一定的机械应力,可以固化前堆放,给涂装施工带来极大方便;UV固化后赋予涂膜良好的耐水性、耐溶剂等性能,但耐强碱性一般;E-44改性能提高产物涂膜的力学性能。为提高水性树脂的耐碱性,研究合成有机硅改性的混合型亲水基团的UV固化WPUA。采用IPDI、聚醚硅氧烷二元醇WACKER IM 22.IM15/聚酯二元醇(7112)混合软段、PETA等原料合成多官能度的有机硅改性的UV固化WPUA;为提高涂膜的耐水、耐碱性,采用聚乙二醇(PEG600)作为非离子亲水基团,以减少带阴离子型亲水基团的二羟甲基丙酸(DMPA)含量,同时采用有机硅及E-44改性。实验结果表明采用混合型亲水基团及有机硅改性,明显提高固化后涂膜的耐水性、耐碱性、耐溶剂;固化涂膜结合了聚酯强度高和有机硅耐水性好的优点,综合性能优良。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-25
  1.1 引言  9-10
  1.2 UV固化水性涂料的组成  10
  1.3 UV固化水性低聚物的分类  10-15
    1.3.1 按亲水基团分类  10-11
    1.3.2 按基体树脂分类  11-15
  1.4 UV固化水性涂料的应用领域  15-16
  1.5 UV固化WPUA低聚物研究进展  16-22
    1.5.1 UV固化WPUA低聚物分类  16-17
    1.5.2 UV固化WPUA低聚物改性  17-20
    1.5.3 UV固化WPUA应用工艺研究  20-21
    1.5.4 UV固化WPUA低聚物发展趋势  21-22
  1.6 光引发剂  22-24
  1.7 本论文研究目的、意义及创新点  24-25
    1.7.1 研究目的、意义  24
    1.7.2 创新点  24-25
第二章 聚醚/聚酯混合型UV固化WPUA制备研究  25-45
  2.1 引言  25-26
  2.2 实验原料及仪器  26-28
  2.3 试验装置  28
  2.4 制备工艺  28-29
    2.4.1 UV固化WPUA低聚物的制备  28-29
    2.4.2 涂膜的制备  29
  2.5 分析测试  29-33
    2.5.1 异氰酸酯含量的测定  29-30
    2.5.2 粘度的测定  30
    2.5.3 固含量的测定  30
    2.5.4 分散液贮存稳定性测试  30-31
    2.5.5 树脂的提纯  31
    2.5.6 红外分析  31
    2.5.7 热分析  31
    2.5.8 凝胶率的测试  31
    2.5.9 涂膜耐化学腐蚀性检测  31-32
    2.5.10 涂膜机械性能检测  32-33
  2.6 结果与讨论  33-43
    2.6.1 预聚物反应温度的确定  33
    2.6.2 反应时间的确定  33-35
    2.6.3 阻聚剂种类与用量对体系稳定性的影响  35-36
    2.6.4 亲水基团含量对乳液稳定性的影响  36-37
    2.6.5 聚酯聚醚比例对涂膜性能的影响  37-38
    2.6.6 不同封端剂及用量对涂膜性能的影响  38-39
    2.6.7 环氧树脂改性  39-41
    2.6.8 红外分析  41-42
    2.6.9 UV固化WPUA固化前后的DSC图分析  42-43
    2.6.10 UV固化WPUA固化前后的TG图分析  43
  2.7 本章小结  43-45
第三章 改性UV固化WPUA的研究  45-59
  3.1 引言  45-46
  3.2 实验原料及仪器  46-48
  3.3 制备工艺  48-49
    3.3.1 UV固化WPUA低聚物的制备  48-49
    3.3.2 涂膜的制备  49
  3.4 分析测试  49-51
    3.4.1 异氰酸酯含量的测定  49
    3.4.2 粘度的测定  49
    3.4.3 固含量的测定  49
    3.4.4 分散液贮存稳定性测试  49
    3.4.5 树脂的提纯  49
    3.4.6 红外分析  49
    3.4.7 热分析  49
    3.4.8 凝胶率的测试  49
    3.4.9 涂膜耐化学腐蚀性检测  49-50
    3.4.10 涂膜机械性能检测  50-51
  3.5 结果与讨论  51-58
    3.5.1 混合亲水基团对分散液稳定性的影响  51-52
    3.5.2 有机硅含量对分散液稳定性及涂膜吸水率的影响  52-53
    3.5.3 固含量对分散液粘度的影响  53-54
    3.5.4 环氧树脂改性  54-55
    3.5.5 红外分析  55-56
    3.5.6 DSC分析  56-57
    3.5.7 TG分析  57-58
  3.6 本章小结  58-59
结论  59-60
参考文献  60-65
攻读学位期间发表的学术论文  65-66
致谢  66

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 涂料工业 > 一般性问题 > 基础理论
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