论文部分内容阅读
近些年来,随着人们对环境保护的日益重视和环保法规的逐渐加强,世界上各国对于传统的溶剂型涂料中所含有的挥发性有机物(VOC)的排放越来越加以限制。因此,开发低污染甚至无污染环境友好型涂料经成为涂料研制的主要方向。紫外光引发的水性涂料结合了水性技术和紫外光聚合技术的优点,具有引发速度快、环境友好、节能以及涂膜性能优良等优点,在最近20多年得到了迅猛发展,是新一代的绿色化工产品。本论文研究的主要内容是紫外光引发的水性聚氨酯的制备,并通过KH550,环氧树脂,丙烯酸酯等对水性聚氨酯进行改性,从而得到涂膜性能较好的环境友好型涂料:(1)以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇(PEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为原料合成了一系列紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯树脂(UV-WPUA),并进一步研究了UV-WPUA的合成条件与树脂水溶性以及涂膜性能之间的关系。研究结果表明:当DMPA用量为6.0-8.0%,双键含量在0.873-1.558mmol/g,光引发剂的质量分数(以乳液的质量分数计)为3%,n(-NCO):n(-HO)在1.3-1.4之间时,紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯树脂的综合性能较好。(2)用硅烷偶联剂(KH550)的伯胺基团对双酚A型环氧树脂(E51)的环氧基进行开环得到KH550-E51,再将其引入到聚氨酯预聚物的主链中,制备了一系列多重交联的紫外光固化水性聚氨酯(UV-PUDs)。研究结果表明:随着KH550-E51用量的增加,乳液的平均粒径增大,透明度下降,当KH550-E51引入量为10.0%,稳定性变差;KH550-E51的引入提高了涂膜的耐水性,耐热性以及机械强度。当KH550-E51的引入量为9.1%时,涂膜的综合性能达到最佳。(3)通过在聚氨酯预聚物末端引入乙烯基得到聚氨酯乳液(WPU),然后以WPU为种子,使用紫外光引发的无皂乳液聚合方法与丙烯酸酯类的单体共聚,制备了一系列具有互穿网络结构的聚氨酯/含氟聚丙烯酸酯聚合物(PU/PALIPNs).研究结果表明:紫外光引发聚合达到和热引发聚合相同的产率时需要的温度更低,时间更短;含氟单体的引入赋予了涂膜良好的耐水性和耐热性;当PU/PA为1/1时,涂膜有着较好的耐水性、耐热性以及机械性能。