【摘 要】
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紫外光（UV）固化水性涂料具有UV光聚合技术中的高效便捷和水性化涂料的环保无溶剂的特点,解决了低蒸汽压、毒性、刺激性和不安全性等问题,故而在涂料行业中发展潜力巨大。可UV光聚合乳化剂因其结构中含有反应性基团,乳化剂在树脂或单体乳化分散过程中发挥重要作用,并且反应性基团参与反应使乳化剂成为漆膜的一部分,能够增强涂料稳定性和耐水性,近年来深受研究者青睐。本论文以聚氧乙烯山梨醇酯Tween X（X=20
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紫外光（UV）固化水性涂料具有UV光聚合技术中的高效便捷和水性化涂料的环保无溶剂的特点,解决了低蒸汽压、毒性、刺激性和不安全性等问题,故而在涂料行业中发展潜力巨大。可UV光聚合乳化剂因其结构中含有反应性基团,乳化剂在树脂或单体乳化分散过程中发挥重要作用,并且反应性基团参与反应使乳化剂成为漆膜的一部分,能够增强涂料稳定性和耐水性,近年来深受研究者青睐。本论文以聚氧乙烯山梨醇酯Tween X（X=20、40、60）乳化剂、异氰酸酯丙烯酸乙酯（AOI）为原料,通过简单地-OH与-NCO加成反应,将C=C结构引入乳化剂分子链中,使得乳化剂可以参与光聚合反应,进而提高漆膜的耐水性能。主要研究内容如下:1.将Tween 20乳化剂与异氰酸酯丙烯酸乙酯（AOI）按照不同的摩尔比反应,制备了三种可UV光聚合乳化剂Tween 20-AOI、Tween20-2AOI和Tween 20-3AOI。利用分子量、流变性能、红外光谱图表征对乳化剂结构分析表明成功合成所需产物。通过临界胶束浓度（CMC）、亲水亲油性平衡（HLB）值、乳化强度综合指数测试探究了乳化剂的乳化性能,并通过水煮与吸水率测试表征漆膜耐水性能。结果表明,随着Tween 20乳化剂中接入AOI含量的增长,可聚合乳化剂Tween 20-AOI、Tween 20-2AOI和Tween 20-3AOI的分子量,粘度增加,而CMC,HLB值降低,乳化性能Tween 20-2AOI＞Tween 20-AOI＞Tween 20-3AOI,漆膜耐水性能Tween 20-3AOI＞Tween 20-2AOI＞Tween 20-AOI,从而得出Tween 20-2AOI性能相对较好的结论。2.将Tween X（X=20、40、60）乳化剂与AOI按照1:2的摩尔比进行反应,合成了Tween 20-2AOI、Tween 40-2AOI和Tween 60-2AOI三种可UV光聚合乳化剂。通过相同的测试方法对乳化剂结构和性质进行了分析。结果表明:Tween 20-2AOI、Tween 40-2AOI和Tween60-2AOI三种乳化剂中亲油性碳链长度依次增加,乳化剂的分子量、粘度依次能加,CMC降低,HLB值基本不变,但乳化性能却在明显下降,漆膜耐水性均比较好。通过比较三种可UV光聚合乳化剂的乳化性和漆膜耐水性,表明Tween 20-2AOI是一种高乳化性、耐水性强的乳化剂。3.通过实时红外（RT-FTIR）光谱分析证明了Tween 20-2AOI可UV光聚合性能,并探讨了其在有无氧环境下的光聚合速率。最终成功将Tween 20-2AOI应用于紫外光固化水性涂料中,制备出稳定性好,漆膜铅笔硬度高、附着力好、耐水性强的水性涂料。
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