紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）和丙三醇为原料分步反应合成了可光固化九官能团聚氨酯丙烯酸酯（PUA）预聚物。讨论了温度、时间、催化剂用量对合成PUA预聚物的影响,用红外光谱（FT-IR）对预聚物结构进行了表征,并测试了PUA预聚物紫外光固化膜的附着力、光泽度、硬度等物理性能。结果表明,分步反应合成PUA预聚物时,第一步反应温度为65℃,反应时间为2．5h,且催化剂用量为0．02％;第二步反应温度为75℃,反应时间为2．5h;经紫外光固化所得的PUA固化膜附着力为0级、光泽度为97,硬度为5H,均比市售同类产品高。     

聚氨酯丙烯酸酯预聚物的合成及其性质

用异辛酸锌作催化剂,以聚碳酸亚丙酯二醇和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与含羟基的环氧丙烯酸酯预聚物作主要原料,合成了适于UV固化的聚氨酯丙烯酸酯预聚物(PUA),并对PUA胶粘剂的性能进行了初步研究。结果表明,当催化剂异辛酸锌的质量分数为0.3%,阻聚剂的用量为0.08%,反应温度控制在80℃为宜,总反应时间约为7 h,可以合成稳定性好的聚氨酯丙烯酸酯预聚物,以该聚氨酯丙烯酸酯制得UV固化胶粘剂固化速度快,成膜物附着力优、强度高。     

多官能度类哑铃形光固化树脂合成及性能

以甲基丙烯酸-β-羟乙酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六乙氧基双季戊四醇为主要原料,利用羟基与异氰酸酯的反应,合成出类哑铃型多官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚物PUA1~PUA8,用FTIR及1HNMR确证了预聚物结构,用原位红外光谱考察了不同预聚物的光固化动力学。探讨了预聚物结构、体系双键密度对双键转化率、光固化速率及光固化后膜的铅笔硬度、附着力、柔韧性、凝胶率的影响。结果表明,延长丙烯酸酯间的距离,双键的转化率升高,PAU5及PAU1光照20 min后,丙烯酸酯双键的转化率分别为56%及36%。在同样的丙烯酸酯浓度下,适当增加丙烯酸酯官能团间距,可以在保持光固化速率及膜铅笔硬度的同时,提高固化膜的附着力及韧性。PAU5与1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)的复配体系光固化后的凝胶率达到99%,固化膜铅笔硬度为6 H,柔韧性可以保持为1.0 mm。     

桐油基光引发剂的制备及性能研究

以桐油(TO)、桐酸(TA)和马来酸酐(MA)为原料,经Diels-Alder反应,得到桐油酸酐(TOM1～3)及桐酸酸酐(TAM)。在三乙胺催化下,TOM、TAM分子中酸酐分别与Irgacure2959[2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮]的羟基反应,合成了4种裂解型光引发剂(TOMG1～3,TAMG)。用FTIR、1HNMR及HRMS表征了其结构,利用UV-vis考察了引发剂的光分解过程,用实时红外光谱探究了引发剂引发1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)的聚合过程。结果表明,在Irgacure2959和桐油改性的几种光引发剂中,TOMG3光引发性能最优。在紫外光强度为28 mW/cm2的光照下,以HDDA、PUA(聚氨酯丙烯酸酯)及TOMG3按质量比46:46:8复配的胶液的光固化表干时间为60 s,凝胶率为96%,固化膜的硬度及柔韧性分别为6H和5 mm,对玻璃的附着力为0级。     

桐油基光引发剂的制备及性能

以桐油(TO)、桐酸(TA)和马来酸酐(MA)为原料,经Diels-Alder反应,得到桐油酸酐(TOM1～3)及桐酸酸酐(TAM)。在三乙胺催化下,TOM、TAM分子中酸酐分别与Irgacure2959[2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮]的羟基反应,合成了4种裂解型光引发剂(TOMG1～3,TAMG)。用FTIR、1HNMR及HRMS表征了其结构,利用UV-vis考察了引发剂的光分解过程,用实时红外光谱探究了引发剂引发1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)的聚合过程。结果表明,在Irgacure2959和桐油改性的几种光引发剂中,TOMG3光引发性能最优。在紫外光强度为28 mW/cm2的光照下,以HDDA、PUA(聚氨酯丙烯酸酯)及TOMG3按质量比46:46:8复配的胶液的光固化表干时间为60 s,凝胶率为96%,固化膜的硬度及柔韧性分别为6H和5 mm,对玻璃的附着力为0级。     

UV固化聚氨酯改性环氧丙烯酸酯的制备

通过聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚物中的端-NCO与双酚F型环氧丙烯酸酯(BPF-EA)低聚物中的侧-OH反应,制备了一种光活性聚氨酯改性环氧丙烯酸酯(PMEA)低聚物。将两种低聚物与活性稀释剂以及光引发剂均匀混合并进行了UV固化。研究了EA和PMEA低聚物及固化膜的性能。结果表明,制备的BPF-EA低聚物与自制的双酚A型环氧丙烯酸酯低聚物相比黏度大幅下降。EA和PMEA固化膜具有高的交联密度、良好的附着力以及优异的耐化学品性能。由于PUA预聚物的引入,聚合物链中具有一定量的柔性基团,PMEA固化膜的铅笔硬度、热稳定性和拉伸强度略有下降,断裂伸长率明显增加。固化膜的柔韧性变好。其中,以20%(质量分数)TPGDA为稀释剂配制的UV固化涂料,固化膜的综合性能最好。     

UV固化涂料用长臂多官能度大分子光引发剂的合成及性能

利用乙氧基化季戊四醇/双季戊四醇与由聚乙二醇(PEG400)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮(Irgacure 2959)反应形成的端异氰酸酯预聚体合成了2种可用于紫外光固化的长臂多官能度大分子光引发剂(MPIs)。利用红外光谱、核磁共振谱表征其结构。利用紫外-可见光谱研究了MPIs的光分解过程,用实时红外光谱研究了MPIs引发1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)的聚合动力学。结果表明:MPIs的引发效率稍高于Irgacure 2959;光引发速度随引发剂用量增加而提高;与Irgacure 2959相比,MPIs在光固化单体及树脂中的溶解性有所提高,光固化膜中残留光引发剂的迁移率降低。MPIs引发光固化聚合后的固化膜性能优异,表明MPIs是一类性能优异的大分子光引发剂。     

聚氨酯丙烯酸酯UV固化涂料的制备及性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚氧化丙烯三醇和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为主要单体,1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)为活性稀释剂,二月桂酸二丁基锡(DBTDL)为催化剂,合成了UV固化涂料制备用聚氨酯丙烯酸酯(PUA)低聚物。研究结果表明:当n(TDI)∶n(聚氧化丙烯三醇)∶n(HEMA)=3.08∶1∶3时,PUA低聚物的Mr(相对分子质量)比较理想;当固化时间为4 min、w(PUA低聚物)=87%、w(光引发剂Irgacure184)=5%、w(HDDA)=4%和w(其他助剂)=3%(均相对于总物料质量而言)时,UV固化涂料的综合性能相对最好,其胶膜硬度为2H、附着力为1级、耐酸碱性大于72 h和Tg(玻璃化转变温度)为38.9℃。     

UV固化多官能度聚氨酯丙烯酸酯涂料的制备与性能研究

以丙烯酸羟乙酯和六亚甲基二异氰酸酯三聚体合成了多官能度聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚物,并结合紫外光(UV)技术制备了光固化涂料。讨论了PUA预聚物、复合活性稀释剂PET3A和TPGDA的用量、复合光引发剂184和TPO的用量对UV固化材料性能的影响。并通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、热重分析及紫外-可见光谱对UV固化涂膜的结构和性能进行了表征和测试。结果表明,当PUA预聚物的质量分数为60%、复合活性稀释剂用量为28%、复合光引发剂为6%时,UV固化涂膜的性能最佳,其固化时间为28 s,硬度达4H,柔韧性为2 mm,附着力为1级;且耐热性较好,在750 nm波长下透光率达95%以上。     

UV固化丙烯酸粉末涂料的制备

以环氧型聚丙烯酸酯一甲基丙烯酸酯树脂为光固化树脂，Irgacure2959、Irgacure651、Irgacure184等为光引发剂制得了UV固化丙烯酸粉末清漆，研究了单组分和双组分光引发剂种类及用量对固化程度和漆膜性能的影响，探讨了固化工艺。结果表明，采用3％的Irgacure2959单组分光引发剂或1．5％Irgaeure2959和1．5％Irgacure651复合光引发剂体系，130℃下流平10min，固化30s，所得涂膜具有较佳的综合性能。     

激光快速成型用光固化树脂的制备及其性能研究

光固化树脂由聚氨酯丙烯酸酯(PUA),双酚A聚氧乙烯醚双甲基丙烯酸酯(BPA_2),三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA),a,a'-二甲氧基苯偶酰缩酮(Irgacure 651),二氧化硅(SiO_2)和硅烷偶联剂(Si-69)组成。其中PUA由甲苯二异氰酸酯(TDI),聚乙二醇(PEG),甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)合成,是光固化树脂的重要基体原料。利用激光快速成型技术(SLA)对光固化树脂进行固化,并进行一系列性能研究,找到各组分的最佳用量配比。结果表明:当PUA的质量分数为45%,BPA_2的质量分数为30%,HEMA的质量分数为25%,Irgacure 651的质量分数为4%,SiO_2的质量分数为1%时,光固化树脂的综合性能最佳。     

PET膜用UV固化涂料的配制及涂层性能研究

以聚氨酯甲基丙烯酸酯(PUA)为主体,进行了PET膜用UV固化涂料配制及涂层性能研究。对PUA低聚物进行了筛选,探讨了低聚物结构对涂层附着力、硬度、柔韧性等性能的影响,以及活性稀释剂、光引发剂的种类、配比、用量等因素对涂层性能的影响。获得了较适宜的PET膜用UV固化涂料配方:低聚物采用5#树脂,其用量为总量的48.0%;活性稀释剂组成为m(TMPTA)∶m(TPGDA)=1∶1,其用量为总量的48.0%;光引发剂组成为m(Darocur1173)∶m(Irgacure 184)=2∶1,其用量为总量的3.2%。经测试,制得的涂膜附着力达100%,硬度3H,柔韧性2 mm,耐酒精擦拭大于150次,可满足PET保护膜硬化处理应用要求。     

紫外光固化含POSS聚氨酯丙烯酸酯的合成、表征与热力学性能研究

以聚丙二醇-1000、异佛尔酮二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯为原料,合成了聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚物;将乙烯基三氯硅烷在丙酮中水解,制成八乙烯基低聚倍半硅氧烷(OVi-POSS);再将OVi-POSS作为交联剂加入PUA预聚物中,混合均匀后加入光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮,在紫外光固化箱中固化,制备出含POSS的PUA。通过红外、固体核磁(13C NMR和29Si NMR)、广角X射线衍射、高分辨透射电镜、热重和动态热机械等分析手段对含POSS的PUA进行了表征。结果表明:OVi-POSS纳米粒子均匀分布在PUA中;随着OVi-POSS用量的增加,PUA的耐热性和力学性能明显提高。与纯PUA相比,OVi-POSS用量为5份时的PUA在质量损失率为50%时的分解温度提高40℃,Tg提高12℃,拉伸强度提高127%;而OVi-POSS用量为3份时,PUA的冲击强度提高111%。     

UV/热双重固化聚氨酯丙烯酸酯的制备及其涂膜性能

以蓖麻油、PEG(聚乙二醇)、PBA(聚己二酸丁二醇酯)、PEA(聚苯二酸酐丁二醇)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)和HEA(丙烯酸羟乙酯)为原料,以有机铋类MB20为催化剂,合成了一系列UV/热双重固化生物基PUA(聚氨酯丙烯酸酯)预聚物,探讨了催化剂用量、反应时间、反应温度、阻聚剂种类及用量等因素对合成UV/热双重固化PUA低聚物过程的影响,获得了PUA低聚物合成的最佳条件。研究结果表明:第一步反应催化剂用量为4 g/kg、反应温度为70℃、反应时间为2 h,第二步反应催化剂用量为5 g/kg、反应温度为45℃、反应时间为3 h、w(阻聚剂ST-1)=0.30%的反应工艺较优。对固化膜的性能进行研究发现:当w(NCO)=3.0%,采用TPO和184作为复合光引发剂,且用量比为1∶3,w(热引发剂BPO)=1.00%,先UV固化后热固化工艺,此时得到的涂膜综合性能较好,双重固化可以较大程度地提高涂膜的硬度和耐磨性。     

不同官能度水性聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能

以丙烯酸羟乙酯与季戊四醇三丙烯酸酯作为封端剂,分别合成了二官能度水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA2)和六官能度的水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA6),并用红外光谱、粒径仪、热重分析对合成产物结构和性能进行表征。研究表明,相比于使用低官能度WPUA2紫外光固化所得聚氨酯丙烯酸酯(PUA)涂膜,加入单体或使用多官能度WPUA6,都可使PUA固化膜凝胶率提高20%以上,吸水率降低30%;质量损失10%,分解温度增大82℃。提高预聚物官能度可有效提高涂膜交联密度和耐热性能,并具有与加入活性单体相似的应用效果。     

紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂合成与性能研究

以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚乙二醇(PEG)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料合成了聚氨酯丙烯酸酯树脂(PUA),用红外光谱进行了结构表征,测试了性能,讨论了合成PUA的影响因素.结果表明,该胶粘剂的固化机理为预聚体聚氨酯丙烯酸树脂中所含双键的自由基聚合反应;最佳的反应条件为:TDI与HEA中n(NCO):n(OH)=0.95～1,光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的用量为质量分数0.5%,第1步和第2步的反应温度分别为～75℃和75～85℃.所得胶粘剂具有良好的附着力、耐化学试剂和耐气候性,并且强度、柔韧性较好.     

侧基双键光固化水性聚氨酯的合成及固化工艺研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚乙二酸新戊二醇酯(PNA,分子量1 000)生成预聚体,2,2-二羟甲基丁酸(DMBA)作为亲水扩链剂,二羟甲基丁酸与甲基丙烯酸缩水甘油醚加成产物为预聚体扩链剂,在水性聚氨酯侧链中引入双键基团,合成了一种可紫外光固化的水性聚氨酯。通过UV-DSC测定水性聚氨酯光固化时的热焓变化,研究侧基双键水性聚氨酯光固化工艺。结果表明,当采用复合型光引发剂Darocur1173+Irgacure2959(质量比1∶1),光引发剂用量为水性聚氨酯固含量的1%、光照温度为35℃、光照强度为8 W/cm2时,体系的光固化速率和固化程度为最优。     

PET膜用UV固化涂料的研制

以复配低聚物(聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯)、活性稀释剂和复配光引发剂(Irgacure 184、BP)为主要原料,PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜为基材,制备了高透光率、高耐候性和高性能的UV(紫外光)固化涂料。研究结果表明:当w(环氧丙烯酸酯)=40%、w(聚氨酯丙烯酸酯)=20%、w(活性稀释剂)30%、w[复合光引发剂(Irgacure 184+BP)]=6%、m(Irgacure 184)∶m(BP)=2∶1、w(其他助剂)=4%(相对于涂料质量而言)和UV固化时间为55 s时,固化涂层具有相对最好的综合性能,其邵D硬度为65、附着力为95%,并且PET膜可见光透光率为98%,而且固化涂层具有良好的柔韧性、耐化学药品性和耐黄变性(经150℃处理6 h后颜色无变化)。     

聚己内酯型聚氨酯丙烯酸酯的合成与性能

以丙烯酸羟乙酯(HEA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚己内酯二醇(PCL)为原料合成了聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚物,加入光固化助剂,用紫外光固化成膜.讨论了催化剂用量和合成温度对合成PUA预聚物的影响,采用红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)对固化涂膜结构和性能进行了测试.结果表明,PUA封端反应温度为5...     

含柔性链超支化聚氨酯丙烯酸酯的制备及表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和二乙醇胺(DEOA)为原料,经一步法自缩聚反应制备超支化聚氨酯(HPU-OH)。再以聚乙二醇(PEG200)、IPDI和丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料合成一端为异氰酸基团、另一端为双键的预聚体IPDI/PEG200/HEA,将其接枝到HPU-OH后合成含柔性链超支化聚氨酯丙烯酸酯(HPUA)。优化了合成条件;并采用FT-IR、~1H NMR和GPC对其结构和组成进行了表征。以1-羟基环己基苯基甲酮(Irgacure184)作为光引发剂,对HPUA涂膜紫外光固化后进行测试。结果表明:优化后IPDI/PEG200/HEA的合成条件为温度35℃、催化剂二月桂酸二丁基锡(DBTDL)用量为丙烯酸羟乙酯质量的0.037 5%、反应时间为120 min;优化后HPUA的合成条件为温度70℃、DBTDL用量为0.05%、反应时间为120 min。合成的HPUA产品数均相对分子质量(M_n)为13 683,相对分子质量分布指数(PDI)为2.1;与同类产品相比,其固化速度快且涂膜柔韧性优异,光固化速度为3 s,柔韧性1 mm,铅笔硬度2H,附着力1级。