聚氨酯丙烯酸酯预聚物的合成和性能测试

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(NJ-210)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料分步反应合成了可光固化聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚物。讨论了R值、反应时间、反应温度、催化剂用量和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)用量对合成的PUA的影响,并用红外光谱(FT-IR)对预聚物结构进行了表征。结果表明:分步反应合成PUA预聚物时,第一步反应R值为2.2,反应时间1.5h;第二步反应温度为70℃,催化剂用量为0.3%,且HEMA用量为TDI的1.3(物质的量比)为最佳;用合成的PUA加入HEMA活性稀释剂,光引发剂和其他助剂配制成的紫外光固化胶黏剂固化速度适中、强度高。     

用于3D打印光固化树脂的制备和性能测试

以二缩水甘油醚和丙烯酸为主要原料,合成了一系列低黏度的二缩水甘油醚二丙烯酸酯预聚物,研究了反应温度、催化剂的种类及用量等条件对反应速率的影响。优化的合成反应条件为:反应温度95~105℃,以三苯基膦为催化剂,用量为0.5%。同时,将合成的产物作为光敏预聚物配成3D打印光固化树脂,并对其进行性能测试,结果表明,所配制的光固化树脂体积收缩率在5%左右,柔韧性优于以双酚A型环氧丙烯酸酯为预聚物的光敏树脂。     

自蔓延光固化树脂及其碳纤维复合材料光固化行为

设计了自蔓延光固化树脂体系,并以此为基体制备了UV光固化碳纤维布增强的复合材料。研究了不同组成树脂的自蔓延光固化行为。结果表明,光引发剂和热引发剂相互配合使用可以实现环氧树脂的自蔓延光固化,其中热引发剂可以是自由基也可以是阳离子引发剂,阳离子引发剂比自由基引发剂更容易诱发自蔓延固化。以自蔓延光固化树脂为基体制备的碳纤维布增强的复合材料可以实现快速光固化,其固化过程是树脂的二维平面自蔓延过程。     

一种3D打印光敏树脂的研制及性能

以改性环氧丙烯酸酯为预聚物,采用自由基-阳离子杂化聚合法制备了可在405 nm光照下固化的3D打印光敏树脂。研究了预聚物、稀释剂、光引发剂的含量对光敏树脂力学性能、黏度和体积收缩率的影响。结果表明,当光引发剂添加量为4%时,力学性能最优化;当改性环氧丙烯酸酯含量在48%~58%时,该体系能满足3D打印光固化材料的使用要求;采用本方法制备的光敏树脂具有卓越的热稳定性。     

SLA 3D打印用有机硅树脂的制备研究

利用光固化三维(3D)打印技术对有机硅材料进行成型加工,需要先对有机硅材料进行光敏改性。采用硅氢加成与酯交换的方法,在硅油上引入丙烯基团,制备出一种立体光固化(SLA)3D打印用光敏有机硅预聚体。在此基础上,对不同种类的光引发剂在光敏有机硅预聚体中的溶解度、固化时间及用量进行了探索;在具有最佳效果的光引发剂的种类与用量下,对光敏有机硅树脂固化深度进行了探索;确定了最佳光固化效果的配方后,对光敏有机硅树脂进行了光固化3D打印成型。结果表明,在实验选材范围内,光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)在光敏有机硅中具有较大的溶解度与较好的光引发效果;当光引发剂TPO的用量为4%时,光敏有机硅树脂具有较好的光反应特性;在不用活性稀释剂、溶剂以及热能的条件下,制备的有机硅光敏树脂可以在SLA3D打印机中完整地成型出制件。     

改性光引发剂和优化光固化工艺制备低VOC涂料

为了降低光引发剂固化前后释放的味道,一方面通过多官能团的异氰酸酯预聚物对其进行改性,制备环保型光引发剂;另一方面,研究光引发剂在漆膜中的光解反应动力学,优化光固化工艺来减少漆膜的气味。通过正交试验优化低VOC紫外光固化涂料的配方为:25%的环氧丙烯酸树脂、43%的聚氨酯丙烯酸树脂、22%的二官能团活性稀释剂、7%的三官能团活性稀释剂、3%的改性光引发剂。优化的UV光固化涂装工艺参数为:膜厚50μm,UV灯管功率为1 k W,传送带速率为1 m/min。制备的涂料和漆膜几乎没有气味,漆膜的VOC排放为0.5%,且漆膜性能较佳,适用于环保木器UV涂料及其涂装。     

3D打印用紫外光固化树脂的合成及应用

以环氧树脂EPOXY RESIN和丙烯酸为主要原料,合成了一系列紫外光固化环氧丙烯酸预聚物,研究了反应温度、相对分子质量、原料配比、反应方式、稀释剂的种类及配比及光引发剂的种类对冲击、拉伸、表面硬度等力学性能的影响,同时,通过傅立叶红外进行了表征。总结了一套普适性的树脂聚合工艺,并优化反应条件与合成方式。光引发剂1173光固化时间、表面黏手性效果都要优于BP。     

透248nmUV光纤涂料的研制

通过两步法合成了UV固化纯丙烯酸酯预聚物。第一步合成了带缩水甘油酯基的纯丙烯酸树脂,介绍了反应温度、引发剂和链转移剂对黏度的影响;第二步与丙烯酸反应,引入不饱和双键,介绍了原料配比、反应温度、催化剂和阻聚剂的影响。通过加入合适的活性稀释剂、光引发剂制备了UV固化纯丙烯酸酯。该涂料在248 nm波段透过率大于90%,可作为光纤一次被覆涂料,用于刻写光纤光栅。     

光敏预聚物丙三醇三缩水甘油醚三丙烯酸酯的合成

以N,N 二甲基苄胺为催化剂、对羟基苯甲醚为阻聚剂,用丙三醇三缩水甘油醚和丙烯酸为主要原料合成了一种新型光敏预聚物———丙三醇三缩水甘油醚三丙烯酸酯。研究了反应温度,阻聚剂、催化剂用量等因素对反应的影响,优化的合成反应条件是温度90～110℃、N,N 二甲基苄胺的质量分数为0 80%～1 00%、对羟基苯甲醚的质量分数为0 20%～0 40%。把所合成的光敏预聚物加入光引发剂配成了光固化涂料,对其紫外光固化涂料膜进行了拉伸实验,测得其拉伸强度为27 14MPa,弹性模量946 85MPa,断裂伸长率3 72%。     

央速成型光固化树脂用光引发剂的种类与应用

快速成型光固化技术是绿色环保的新型技术,主要是利用激光或者紫外光引发固化。然而光引发剂是快速成型光固化体系中重要的组成部分,对研究和发展光固化产品有着十分重要的影响,筛选高效的光引发剂已经成为当前研究的热点。本文主要介绍和分析了常用光引发剂的引发固化的原理,不同类型光引发剂的性能、结构与应用。     

环氧豆油丙烯酸酯光固化速率的影响因素

将环氧大豆油与丙烯酸反应制备出环氧豆油丙烯酸酯预聚物,考察了光引发剂的种类、用量、辐射距离、时间及合成树脂的结构对光固化速率的影响,并利用红外光谱对树脂固化前后的结构进行了表征。研究结果表明,当辐射距离为20 cm时,光引发剂IHT-PI 184的用量为3%时固化速率最快,且随着酯化率的升高,固化速率加快,光固化后凝胶含量达到94.7%。     

快速成型光固化树脂用光引发剂的种类与应用

快速成型光固化技术是绿色环保的新型技术,主要是利用激光或者紫外光引发固化。然而光引发剂是快速成型光固化体系中重要的组成部分,对研究和发展光固化产品有着十分重要的影响,筛选高效的光引发剂已经成为当前研究的热点。本文主要介绍和分析了常用光引发剂的引发固化的原理,不同类型光引发剂的性能、结构与应用。     

紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯涂层的性能及应用研究

采用聚氨酯丙烯酸酯为主体树脂,单官能及多官能的丙烯酸酯为稀释剂,配合光引发剂,通过紫外光固化的方法制备了一种性能优异的涂层材料。研究了光固化反应的机理、光引发剂及有机硅改性的聚氨酯丙烯酸酯预聚物(990)、六官能聚氨酯丙烯酸酯预聚物(9006)对涂层性能的影响。结果表明:固化反应为碳碳双键的自由基聚合反应;光引发剂1173与184按质量比1∶1复配使用时涂层的固化程度较高,涂层的凝胶率达到95.6%;990可以明显改善涂层固化后的表面性质,随着990用量的增加,涂层表面接触角呈明显增大趋势;六官能聚氨酯丙烯酸酯预聚物9006的加入可以提高涂层的交联密度,当9006用量为6phr时,其抗张强度为160N,5%热失重温度约为253℃,力学性能和耐热性能有明显的提高。涂层的红外光谱表明,紫外光照射6s或超过6s时,涂层已完全固化。该涂层材料有望在高性能离型纸上得到应用。     

可生物降解性UV固化聚氨酯丙烯酸酯预聚物的合成

以IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、PCLD(聚己内酯二元醇)、HEA(丙烯酸羟乙酯)为原料,DBTDL(二月桂酸二丁基锡)为催化剂,经两步反应合成了一系列可生物降解UV固化PUA(聚氨酯丙烯酸酯)预聚物,着重探讨了反应物料比、反应温度和催化剂用量等因素,最终确定了制备PUA低聚物的最佳条件。并以合成的PUA为预聚物,制备了可生物降解的UV固化胶粘剂。考察了光引发剂的种类和用量、活性单体的种类及用量对固化程度、粘接强度等性能的影响。研究结果表明:当w(引发剂)=4%(相对PUA质量而言),且采用复配型光引发剂1173/TPO的引发效率和耐黄变性能较好,采用IBOMA(甲基丙烯酸异冰片酯)作为活性稀释剂,胶粘剂的综合性能最优。     

3D打印用长波紫外光固化树脂的制备

通过优化引发剂的种类和用量,得到一系列阳离子和自由基混杂体系光固化树脂,并用旋转流变仪和SLA型3D打印机进行长波紫外光固化和3D打印成型。结果表明:与芳基鎓盐类阳离子光引发剂PAG202相比,芳茂铁盐类阳离子光引发剂261具有长波紫外光固化的适应性,而光敏增感剂PAS-50对光引发剂261敏化显著,在长波紫外光下光引发剂261/PAS-50体系能快速引发树脂固化。最佳配方时,固化树脂的弯曲模量高于国内外同类树脂的,且具有较低的固化收缩率。     

异氰酸酯改性环氧丙烯酸酯的合成及其光固化动力学的研究

采用两步法合成了可紫外光固化的异氰酸酯改性的环氧丙烯酸酯树脂,并利用元素分析、傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱对此树脂的结构进行了表征。对树脂及其固化后涂膜的性能测试表明,合成的树脂具有较低的黏度,为4500mPa-s/60℃,固化膜柔韧性能优,低于3mm。采用红外光谱法对此改性树脂的光固化动力学行为进行了分析,结果表明:光引发剂Irgacure1000作为Darocur1173和Irgacure184以质量比1:1构成的复合型光引发剂,比单一的光引发剂具有更优异的引发效果;随着光引发剂Irgacure1000用量的增加,树脂体系光固化反应的聚合速率和树脂中双键的最终转化率都明显增加,但当其用量超过树脂质量的3%时,光固化反应速率和双键的最终转化率又趋于下降;活性单体对树脂光固化行为的影响为:单体的官能度越低、活性单体的用量越大,越有利于树脂的光固化,固化速率和双键的最终转化率都明显提高;此外,增大入射光的光照射强度也有利于树脂的光固化。     

高固体份紫外光固化木基涂料的研制

采用改性E-12环氧树脂与丙烯酸反应,用SA230作催化剂,制备了适于配制木基涂饰的高固体份紫外光固化的改性环氧丙烯酸酯预聚物,对其合成条件进行探索,同时研究了光引发剂种类对固化速度以及固化时间对涂膜性能的影响,对产物进行了红外表征,得到了光固化的优选条件。     

粉末型紫外光固化环氧丙烯酸酯的合成研究

采用E-12环氧树脂与丙烯酸反应,用鎓盐作催化剂,制备了适于配制粉末型紫外光固化的环氧丙烯酸酯预聚物,讨论了催化剂的种类与用量、反应温度、投料比等合成条件对合成反应的影响。得到了合成路线的优选条件。制得的粉末型光敏树脂符合光固化要求。     

环氧丙烯酸树脂的合成及其改性

采用丙烯酸(AA)对环氧树脂(EP)进行光活性改性制备环氧丙烯酸树脂(EA),通过单因素试验法优选出制备EA的最佳反应条件。结果表明:制备EA的最佳反应条件是以N′N-二甲基苯胺为催化剂,w(催化剂)=2.5%(相对于反应物总质量而言);以对苯二酚为阻聚剂,w(阻聚剂)=0.1%(相对于反应物总质量而言);反应温度为90℃,反应时间为2.0～3.5h。当w(引发剂)=1.0%时,EA的固化性能较好。采用多元醇先对EP进行改性,然后再进行光活性改性,可明显降低产物的黏度。     

紫外光固化大豆油基丙烯酸树脂的制备与性能研究

利用环氧大豆油(ESO)在碱性催化剂作用下的开环酯化反应,合成了不同官能度的系列环氧大豆油丙烯酸酯(AESO),进一步通过自由基光引发剂引发的紫外光固化反应制得了具有优良热稳定性和较强附着力的大豆油基树脂。采用红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(~1H NMR)分析了AESO的分子结构,研究了酯化反应温度、反应物配比以及反应时间对AESO产率的影响。结果表明,当在110℃下,环氧基团与丙烯酸物质的量之比为1.00:0.95,反应4h的产物官能度最高,达到2.90;通过AESO紫外光固化产物链段结构、热稳定性以及铅笔硬度的研究,制备了具有优良的力学性能和热稳定性的AESO基紫外光固化树脂,较优的光固化条件为:引发剂质量分数为3%,固化程序为20%光强预固化20 s,100%光强后固化10 s。