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《太原理工大学》 2015年
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含巯基光固化材料的制备及其在紫外光固化涂料中的性能研究

吴建兵  
【摘要】:紫外光固化涂料(UV涂料)因其固化速度快、涂膜质量高、环境污染少、能量消耗低、操作便捷等优点,广泛应用于电子产品、纸张、木器、汽车等多个领域。然而,氧气对光固化过程的阻聚作用使UV涂料在深层固化、表干速度等方面受到限制。巯基化合物的引入,不仅可以有效降低紫外光固化过程中的氧阻效应,而且形成的光引发巯基/丙烯酸酯体系存在众多优点,正逐步成为该领域的一个新的研究方向。而目前使用的小分子巯基化合物存在气味和残留严重问题,使其在UV涂料中受到了限制。因此,如何有效地将小分子巯基化合物接枝在光固化体系的组分中,并研究紫外光引发的巯基/丙烯酸酯点击反应的基础理论和含接枝巯基的光固化材料对UV涂料中的性能影响是紫外光固化领域的一个重要研究课题。 论文选取常见的小分子巯基化合物,采用化学接枝的手段将其接枝在UV涂料中常用的组分上(包括无机填料纳米SiO2、主体树脂和光引发剂),制备了多种含巯基的光固化材料,并研究了这些含巯基光固化材料在UV涂料中的性能,具体制备过程及主要结论如下: (1)含巯基硅烷偶联剂改性纳米SiO2杂化材料的制备及其性能 利用纳米SiO2表面含有Si-OH的特点,以3-巯丙基三甲氧基硅烷(KH590)为偶联剂,通过常规的偶联剂法对纳米SiO2改性,制备了巯基改性纳米SiO2杂化材料。结合仪器分析手段和量子化学计算的办法确定了KH590在SiO2表面的接枝方式。结果表明:纳米SiO2表面的接枝率为16.8%,巯基含量为0.9mmol/g,且接枝率和表面巯基含量随KH590的用量先增加后减小。接枝方式与KH590的用量有关,当KH590用量小时,接枝方式以单接枝和双接枝方式为主,用量增大时,接枝方式以梯形接枝方式为主,三接枝的方式不可能存在;纳米SiO2在UV涂料中的分散性和团聚现象明显改善,与添加未改性纳米SiO2的UV涂料相比,添加改性后纳米SiO2的UV涂料在固化速度、抗氧阻聚、机械性能等方面都有不同程度的改善。 (2)利用巯基/丙烯酸酯点击反应制备纳米SiO2杂化材料及其性能 以上述制备的KH590改性纳米SiO2为基础,研究了表面巯基与丙烯酸酯单体之间的点击反应,确认了表面巯基参加紫外光聚合反应的可行性。同时选择KH590首先与丙烯酸酯单体发生点击反应,再在纳米SiO2表面进行接枝反应,考察了两种处理方式的区别。 结果表明:纳米SiO2表面的巯基可以通过点击反应参与紫外光固化过程。先接枝后点击反应制备的改性SiO2的接枝率为143.2%,先点击反应后接枝制备的改性SiO2的接枝率为21.9%。接枝率的不同导致两种改性SiO2对UV涂料的黏度、固化动力学、硬度等的影响存在区别。 (3)超支化巯基聚合物改性纳米SiO2杂化材料的制备及其性能 基于上述纳米SiO2表面可以进行巯基/丙烯酸酯点击反应,以KH590改性为纳米SiO2起点,利用三羟甲基三丙烯酸酯(TMPTA)和三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)(Trithiol)之间的两次重复点击反应在纳米SiO2表面逐步接枝超支化巯基聚合物。并就不同接枝进度及其末端官能团对UV涂料的影响进行了研究。 结果表明:最终纳米SiO2的端基为巯基,且表面聚合物的接枝率为45%。随着点击反应的不断进行,表面接枝的聚合物分子量不断增大,改性纳米SiO2的粒径和分散性逐步改善。表面丙烯酸酯基团和巯基在光固化过程中分别参与反应和点击反应,且巯基的存在更有利于光固化过程的进行。 (4)多官能巯基封端聚氨酯的制备及其性能 首先以聚醚多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)制备—NCO基团封端的聚氨酯预聚物,之后以四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(Tetrathiol)进行封端,制备多官能的巯基聚氨酯低聚物。同时对上述聚氨酯预聚物以季戊四醇三烯丙基醚(APE)封端制备多官能丙烯酸酯的聚氨酯低聚物。对比两种聚氨酯上不同末端基团对UV涂料性能的影响。 结果表明:—SH与—NCO基团的反应较—CH=CH2与—NCO基团的反应容易,且由于多个巯基的存在导致聚氨酯预聚物结构复杂和分子量较大。将两种聚氨酯分别作为紫外光固化涂料的主体树脂,利用实时红外光谱法研究了其聚合动力学,巯基封端聚氨酯表现出较优的抗氧阻性能、较低的体积收缩率和较高的基材附着力。 (5)含巯基紫外光引发剂的制备及其性能 利用光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)的羟基与IPDI反应,进一步用二巯基丙醇进行封端制备端基为巯基的光引发剂。结果表明接枝巯基后的光引发剂最大吸收波长红移,仍可以用作紫外光引发剂。与1173相比,改性后的光引发剂固化后的残留和迁移率降低,小分子巯基单独使用的气味问题也有改善,大量巯基的存在可以降低紫外光固化涂料中光引发剂的使用量,发挥了二者的协同效应。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ637

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 毋伟,陈建峰,邵磊,初广文;聚合物接枝改性超细二氧化硅表面状况及形成机理[J];北京化工大学学报(自然科学版);2003年02期
2 李文军;陈范才;陈良木;;光固化纳米二氧化硅/环氧丙烯酸酯杂化涂料的制备与表征[J];电镀与涂饰;2010年07期
3 肖浦;吴刚强;史素青;聂俊;;可聚合大分子光引发剂的合成及其引发二缩三丙二醇二丙烯酸酯光聚合动力学的研究[J];辐射研究与辐射工艺学报;2007年01期
4 宋家乐;陈立新;王亚洲;王汝敏;;多元α-巯基丙酸酯/乙烯基硅氮烷紫外光固化与热解特性[J];高等学校化学学报;2007年09期
5 马国章;刘伟;闫涛;魏丽乔;许并社;;可聚合纳米SiO_2杂化材料的制备及其性能研究[J];高分子学报;2011年02期
6 陈伟伟;陈立新;宋家乐;王亚洲;王汝敏;;巯基化合物的合成及巯基-乙烯基光固化工艺[J];高分子材料科学与工程;2008年06期
7 Yiu-wing Mai;;ENHANCED MECHANICAL PROPERTIES OF POLYPROPYLENE/SILICA NANOCOMPOSITES WITH SURFACE MODIFICATION OF NANO-SILICA VIA IN SITU COPOLYMERIZATION OF METHYL METHACRYLATE AND BUTYL ACRYLATE[J];Chinese Journal of Polymer Science;2009年05期
8 马国章;闫涛;刘伟;牛润林;郝晓刚;许并社;;含叔胺结构可聚合纳米SiO_2杂化粒子的制备及其光固化性能[J];功能材料;2011年03期
9 马国章;吴建兵;许并社;;紫外光固化暗反应过程中C=C双键转化率的红外光谱研究[J];光谱学与光谱分析;2010年07期
10 刘辉,罗英武,李宝芳;溶胶-凝胶法制备紫外光固化纳米复合涂料[J];高校化学工程学报;2004年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 夏建荣;紫外光固化天然生漆及其复合体系的研究[D];福建师范大学;2011年
2 邱德梅;可聚合及高分子光引发剂的合成及应用[D];南京林业大学;2009年
3 廖峰;UV固化超支化聚合物的合成及其二氧化硅杂化涂层的制备与性能研究[D];华南理工大学;2012年
4 蹇钰;光聚合收缩的研究[D];北京化工大学;2013年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚伯龙;杨同华;罗侃;栗利涛;赵子千;宋洪昌;;CaCO_3晶须改性UV固化材料的性能研究及应用[J];工程塑料应用;2007年12期
2 刘永姜;王爱玲;朱丽梅;王彪;;SiC晶须增韧光敏树脂的力学性能影响因素研究[J];兵器材料科学与工程;2009年06期
3 朱伟;肖继军;马秀芳;张航;肖鹤鸣;;不同温度下RDX晶体力学性能的MD模拟[J];火炸药学报;2007年04期
4 肖继军;朱伟;夏露;樊建芬;肖鹤鸣;;聚环氧乙烷、聚四氢呋喃及其共聚醚力学性能的MD模拟[J];火炸药学报;2007年04期
5 黄灿灿;李丽洁;陈树森;金韶华;袁柳;陈腾霄;;3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮、1,1-二氨基-2b,2-二硝基乙烯和黑索今对β-奥克托金晶体形貌影响的分子动力学模拟研究[J];兵工学报;2010年10期
6 姜立忠;战佳宇;武德珍;金日光;;甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷改性SiO_2的制备[J];北京化工大学学报(自然科学版);2007年03期
7 张苏明;高正楠;兰玉顺;郭锴;;恒沸蒸馏超细SiO_2凝胶的二甲基二氯硅烷表面改性研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2011年05期
8 林武滔;李鹏;肖旺钏;;丙烯酸改性邻甲酚醛环氧树脂的研究[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2008年02期
9 赵辉;李杰;孙瑞敏;罗运军;;Novel Method of Hyperbranched Polymer Modified Nano-SiO_2-Grafting Hyperbranched Poly(amide-ester) from Nano-SiO_2 by One-Step Polycondensation[J];Journal of Beijing Institute of Technology;2008年01期
10 马秀芳;赵峰;肖继军;姬广富;朱伟;肖鹤鸣;;HMX基多组分PBX结构和性能的模拟研究[J];爆炸与冲击;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王钶;齐娜;肖继君;;光固化水性环氧丙烯酸木器漆的制备及性能研究[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第一卷)[C];2010年
2 刘益片;章明秋;容敏智;阮文红;;微米二氧化硅改性聚丙烯复合材料的力学性能研究[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年
3 刘红霞;唐帆;邵荣;董锐;贾铭琳;陈松;;疏水介孔SiO_2气凝胶的低成本制备与性能表征[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
4 鲍俊杰;周海峰;饶喜梅;瞿启云;许戈文;;水性聚氨酯在合成功能高分子材料上的研究进展[A];中国聚氨酯工业协会第十三次年会论文集[C];2006年
5 骆燕;王德海;蔡延庆;;紫外光固化材料表面的XPS研究[A];中国感光学会第七次全国会员代表大会暨学术年会和第七届青年学术交流会论文摘要集[C];2006年
6 马秀芳;肖继军;朱伟;肖鹤鸣;;浓度和温度影响TATB/PCTFE PBX力学性能、结合能和爆轰性能的理论研究[A];中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集[C];2005年
7 肖继军;马秀芳;朱伟;肖鹤鸣;;(RDX)_2和以RDX为基PBX的理论研究[A];中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集[C];2005年
8 钟武波;左芳;董星龙;;导电纳米铜粉表面的氧化层处理和改性研究[A];中国颗粒学会2004年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议文集[C];2004年
9 郑水林;;粉体表面改性技术进展[A];颗粒学前沿问题研讨会——暨第九届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2009年
10 谢远;徐晓玲;陈丹;马砚骄;周祚万;;载银纳米TiO_2的制备与抗菌性能研究[A];第九届中国抗菌产业发展大会论文集[C];2013年
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1 马国章;纳米SiO_2杂化材料的制备及其在紫外光固化涂料中的性能研究[D];太原理工大学;2011年
2 李煜林;MOPTMS改善稻壳纳米白炭黑有机溶剂分散性研究[D];江南大学;2011年
3 李大伟;热解稻壳炭基多孔材料的制备、表征及应用基础[D];中国科学技术大学;2011年
4 王頔;响应性聚合物的合成、组装动力学过程及应用[D];中国科学技术大学;2011年
5 王益珂;利用CuAAC点击化学合成有机硅高分子及其性能研究[D];山东大学;2011年
6 于艳春;反胶束和高能体系的实验、QM和MD研究[D];南京理工大学;2010年
7 孙宁;超支化水性聚氨酯的合成、表征及应用[D];华南理工大学;2011年
8 刁云鹏;牛磺酸修饰产物合成及治疗感染性创面的研究[D];辽宁中医药大学;2011年
9 姚新鼎;UV固化预聚体的制备及其固化涂层性能研究[D];郑州大学;2011年
10 杨军;点击化学合成树枝状分子及其作为电致发光主体材料的研究[D];上海交通大学;2011年
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1 吴宗南;混杂紫外光固化树脂的合成及其性能研究[D];南昌航空大学;2010年
2 陈礼;基于β-环糊精的液晶大分子的合成及其相行为的研究[D];湘潭大学;2010年
3 于少卿;氨基甲酸酯类黏着斑激酶抑制剂的设计与合成及Taurolidine的合成工艺研究[D];中国海洋大学;2010年
4 刘雷;水性油墨丙烯酸酯聚氨酯乳液的合成与性能研究[D];湖南工业大学;2010年
5 段艳琴;聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成及涂膜性能的研究[D];湖南工业大学;2010年
6 朱锋;聚氨酯丙烯酸酯密封胶的合成及其性能研究[D];华东理工大学;2011年
7 蒋艳云;水性聚碳酸酯聚氨酯皮革涂饰剂的研究[D];烟台大学;2010年
8 张志建;硅酸钠繁衍物的制备、改性及性能研究[D];福建师范大学;2010年
9 武雯;基于人工甜味受体模型的甜味识别机理研究[D];浙江工商大学;2011年
10 宋汪泽;铜催化的多组份反应研究[D];浙江大学;2011年
【二级参考文献】
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1 刁兆银;顾嫒娟;梁国正;袁莉;;UV固化耐热不饱和聚酯树脂的制备与性能研究[J];工程塑料应用;2010年04期
2 徐汪华,沈玉华,谢安建,庄永龙;均化手段对纳米PbS性质的影响[J];安徽大学学报(自然科学版);2004年01期
3 孟庆飞 ,华明杨;紫外光固化涂料的研究进展[J];安徽化工;2002年04期
4 杨凤霞;刘其丽;毕磊;;纳米氧化锌的应用综述[J];安徽化工;2006年01期
5 韩仕甸,金养智;紫外光固化水性聚酯型聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能[J];北京化工大学学报(自然科学版);2001年04期
6 王丽;张育川;曾宪玉;钟敏;;喷墨CTP版UV墨水用超低黏度聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能[J];北京化工大学学报(自然科学版);2006年02期
7 黄达,段跃新,梁志勇,袁源;不饱和聚酯树脂光固化工艺的研究-光引发剂浓度[J];玻璃钢/复合材料;2003年03期
8 白红英,贾梦秋,毋伟,王金玲;纳米SiO_2的原位改性及在耐热涂料中的应用[J];表面技术;2003年06期
9 刘诗鑫;杨保平;催锦峰;;各类无机/有机杂化涂料的研究进展[J];表面工程资讯;2010年01期
10 陈文,杨双明,彭学军,刘东兴;UV固化皮革上光油的研制[J];包装工程;2005年03期
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1 徐艳莲;林金火;胡炳环;;漆酚的紫外光聚合反应特性[A];2006年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2006年
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1 陈国栋;丙烯酸酯聚氨酯/纳米二氧化硅复合涂层的研究[D];复旦大学;2005年
2 郑燕玉;天然生漆的水基化及其复合体系的研究[D];福建师范大学;2008年
3 邱德梅;可聚合及高分子光引发剂的合成及应用[D];南京林业大学;2009年
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1 陈建山;环氧丙烯酸酯的合成及其紫外光固化涂料的研究[D];合肥工业大学;2001年
2 解一军;光敏涂料的制备与性能表征[D];河北工业大学;2002年
3 夏朝荣;大分子阳离子光引发剂的合成及其感光性能的研究[D];江南大学;2008年
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1 王青尧;葛圣松;李家园;赵玉花;;紫外光固化涂料的研究进展[J];化学推进剂与高分子材料;2009年03期
2 ;“第二届紫外光固化涂料及涂装技术研讨会”报道[J];电镀与涂饰;2009年10期
3 崔芙红;;水性紫外光固化涂料的研究进展[J];广东化工;2013年10期
4 王光彬;紫外光固化涂料[J];防腐包装;1979年03期
5 杜聪;;紫外光固化涂料的某些进展[J];涂料工业;1982年05期
6 许岩,何德良,曾凌三;紫外光固化涂料的发展及应用[J];电镀与涂饰;2000年01期
7 金养智;;紫外光固化涂料天地广阔[J];化工文摘;2001年06期
8 白新德,查萍,尹应武;紫外光固化涂料的研究现状[J];清华大学学报(自然科学版);2001年10期
9 ;紫外光固化涂料及油墨用助剂[J];精细与专用化学品;2001年07期
10 危恒毅,宋晓锐,杨辉荣,杨敏;紫外光固化涂料的发展现状[J];广东化工;2001年06期
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1 刘秀玲;吴爱芹;黄长荣;宁强;;紫外光固化涂料中各组分的定性定量分析方法探讨[A];2005年全国有机质谱学术交流会论文集[C];2005年
2 章兴国;蔡志宏;黎孝芹;;高耐磨紫外光固化涂料[A];中国辐射固化研讨会’04论文集[C];2004年
3 杨建文;吴博;曾兆华;刘晓暄;陈用烈;;水性紫外光固化涂料中的光脱羧反应[A];第九届中国辐射固化年会论文集[C];2008年
4 胡巧玲;许承威;盛奕;钱秀珍;;PU/EP复合紫外光固化涂料研究[A];第五届中国辐射固化年会论文集[C];2001年
5 李东林;董荣江;邹景瑜;;关于紫外光固化涂料耐磨性的研究[A];中国辐射固化研讨会’04论文集[C];2004年
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1 彭展;瞄准专特优 实现“三级跳”[N];中国石化报;2007年
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1 吴建兵;含巯基光固化材料的制备及其在紫外光固化涂料中的性能研究[D];太原理工大学;2015年
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1 朱国巍;紫外光固化涂料的制备及其氧阻聚的研究[D];长春理工大学;2006年
2 陈茜;沉淀法二氧化硅的超疏水化原位改性及其在紫外光固化涂料中的应用[D];华南理工大学;2013年
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5 闫平;用于紫外光固化涂料油墨的丙烯酸树脂的结构设计[D];复旦大学;2011年
6 唐楠楠;纳米氧化锌颗粒抗菌修饰及在光固化涂料中的应用研究[D];北京化工大学;2014年
7 杨武;醋酸丁酸纤维素的改性及在紫外光固化涂料中的应用[D];五邑大学;2010年
8 汤杨;UV涂料中丙烯酸光敏树脂的合成及清洁生产工艺研究[D];湖南大学;2006年
9 周宽;一种新型UV固化预聚体的合成及性能研究[D];南昌大学;2013年
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