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本文采用超支化聚氨酯丙烯酸酯(HBUA)作为有机组分,以溶胶-凝胶法制备的有机硅改性硅溶胶为无枧组分,通过UV固化制备硬度高、柔韧性好的HBUA/SiO2杂化涂料。论文的主要研究内容和成果如下：
第一：用正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二乙氧基硅烷(DDS)和甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)通过溶胶-凝胶法制备了可UV固化的透明有机硅改性硅溶胶DDS-MPTMS/TEOS,系统考察了DDS-MPTMS/TEOS的储存稳定性,研究了该改性硅溶胶在UV固化后涂膜的枫械性能。并用FT-IR对DDS-MPTMS/TEOS的UV固化过程进行了表征。结果表明：在高度交联的TEOS体系中加入DDS后,能引入线性的Si-O-Si链段,从而改善固化膜的柔韧性；水、盐酸、乙醇、MPTMS、DDS用量均影响DDS-MPTMS/TEOS的存储稳定性及固化膜性能。当nHCl:nSi-O=0.006,nEtOH:nSi-O=1,nH2O:nSi-O=0.6,nMPTMS:nTEOS=1:3,nDDS:nTEOS=2:3时,DDS-MPTMS/TEOS固化膜的机械性能最佳。
第二：采用超支化聚酯(H2O)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)和乙氧基柔性链段长度不同的乙氧化甲基丙烯酸羟乙酯(EnHEMA)合成一系列不同端基改性程度的可UV固化的超支化聚氨酯丙烯酸酯(HBUA),研究了预聚物结构、端基改性程度、活性单体种类及用量、光引发剂用量及固化气氛对HBUA涂膜机械性能的影响,用FT-IR对HBUA进行了表征。结果表明:HBUA机械性能比线性的PUA有很大提高,最佳的端基改性程度为50％。HBUA在UV固化反应初期固化速度很快,固化40s后碳碳双键的转化率为70％,固化120s后,碳碳双键转化率变化不大,固化240s后转化率为85.1％。隔绝空气消除氧阻聚作用后,固化膜的机械性能提高。HDDA用量为40wt.％、Darocur1173用量为3wt.％时固化膜的性能较佳。
第三：以HBUA为有机组分,有机硅改性硅溶胶为无机组分,可制备硬度高、柔韧性好的UV固化HBUA/SiO2杂化涂料。研究发现,HBUA/SiO2的杂化涂料的稳定性、机械性能、耐热性均比PUA/SiO2的好。偶联剂MPTMS的使用有利于提高涂膜的耐热性。当硅溶胶用量为50wt.％,nMPTMS:nTEOS=1:3时制得的HBUA/SiO2杂化涂料的机械性能最佳,此时的冲击强度、附着力、柔韧性、摆杆硬度分别为50kg·cm、0级、2mm、0.93。HBUA/SiO2在UV固化反应初期固化速度很快,固化40s时碳碳双键的转化率达到71.9％,固化120s后,碳碳双键转化率变化不大,固化240s后双键转化率接近90％。