收藏本站
《华南理工大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

UV固化超支化聚氨酯丙烯酸酯—聚氨酯双丙烯酸酯/SiO_2杂化涂料的制备与性能研究

高琼芝  
【摘要】:超支化聚合物由于具有独特的球形多分枝结构,与线性聚合物相比有许多优点:如粘度低、溶解性好、活性高、与其它材料有较好的相容性等,可被用于制备高性能的超支化聚合物基有机/无机杂化涂料。但目前关于UV固化超支化聚合物基杂化涂料的研究还较少。本论文采用软硬段比例不同的超支化聚氨酯丙烯酸酯-聚氨酯双丙烯酸酯(HBPUA-PUDA)作为有机组分,以溶胶-凝胶法制备的含乙烯基的偶联剂改性的硅溶胶为无机组分,通过UV固化制备硬度高、柔韧性好、耐磨性优良的HBPUA-PUDA/SiO_2杂化涂料。研究HBPUA-PUDA/SiO_2杂化涂料的组成、结构、性能、UV固化反应动力学及热稳定性与热降解机理。论文的研究内容和成果包括如下四点。 第一:以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和丙烯酸羟乙酯(HEA)的加成物(IPDI/HEA)为改性剂,对超支化聚酯B-H20的端羟基进行改性,制备了一系列分子量不同的UV固化超支化聚氨酯丙烯酸酯(HBPUA);采用GPC、FT-IR、1H-NMR对HBPUA结构进行了表征;探讨了预聚物分子量对粘度、固化膜机械性能及UV固化速率的影响。发现合成HBPUA的最佳反应条件为:采用0.5 wt.%二月桂酸二丁基锡为催化剂,第一步反应温度为35℃,反应时间为150min;第二步的反应温度为70℃,反应时间为180 min。HBPUA的粘度比线性的聚氨酯丙烯酸酯(PUA)低得多;随着B-H20端羟基改性程度的增加,HBPUA分子量的增加,分子量分布变宽。预聚物HBPUA的UV固化速率较快,固化时碳碳双键的最大转化率达81%。随着分子量的增加,固化膜的摆杆硬度增加,但柔韧性和附着力下降。 第二:以IPDI/HEA为改性剂,对不同摩尔比的超支化聚酯(B-H20)及聚乙二醇(分子量为200和400)的端羟基改性,可制备出一系列软硬段含量不同的超支化聚氨酯丙烯酸酯-聚氨酯双丙烯酸酯(HBPUA-PUDA)预聚物;采用DSC、FTIR等方法探讨了PEG分子量及用量对反应速率、预聚物粘度、UV固化速率、固化膜性能等的影响。发现随着PEG分子量与用量的增加,反应时间逐渐增加,HBPUA-PUDA粘度也逐渐增加。与HBPUA相比,HBPUA-PUDA的固化速率较慢,固化时碳碳双键的转化率下降;其固化膜的摆杆硬度较HBPUA固化膜低,并且随着PUDA含量与分子量的增加,HBPUA-PUDA固化膜的硬度逐渐下降,但其柔韧性、附着力及冲击强度较HBPUA高,并随着PUDA含量与链长的增加,其柔韧性、附着力及冲击强度升高的幅度增大;以HBPUA-PUDA30的综合性能最佳。HBPUA-PUDA的固化膜出现两个玻璃化转变温度,且随着PUDA含量和链长的增加,软段的Tg,s逐渐降低,硬段的Tg,h逐渐升高。 第三:将HBPUA-PUDA30与用偶联剂γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)改性的硅溶胶按不同比例混合,制备了一系列可UV固化的HBPUA-PUDA/SiO_2杂化涂料;研究了杂化涂料的配比对杂化漆膜的结构、界面相容性及性能的影响。发现当MPTMS与正硅酸乙酯(TEOS)的摩尔比为1:3时,杂化涂料的胶凝时间高于183d;与HBPUA-PUDA相比,HBPUA-PUDA/SiO_2杂化涂料的UV固化速率较快,C=C双键的转化率增加了5%左右。HBPUA-PUDA/SiO_2杂化漆膜的有机/无机相间具有良好的相容性,纳米SiO_2粒子均匀地分散于有机相中;当SiO_2用量为30%时,HBPUA-PUDA/SiO_2杂化漆膜的Tg较杂化前提高了18.4℃,储能模量也较杂化前增加了。随着SiO_2用量的增加,HBPUA-PUDA/SiO_2杂化漆膜的摆杆硬度增加,冲击强度先增加再减少,附着力和柔韧性有所下降,其中以HBPUA-PUDA/SiO_2-30的综合性能最佳:透光率为93.1%、摆杆硬度为0.74、附着力为0级、柔韧性为2mm、冲击强度为43Kg.cm、300圈的磨耗量仅为14.8mg。 第四:采用TGA-FTIR联用的方法研究了杂化漆膜的热稳定性,探讨了杂化漆膜的热降解机理。结果表明,固化漆膜的热失重分为两个阶段:在300℃~370℃间的热失重主要对应为HBPUA-PUDA中聚氨酯丙烯酸酯基团的分解,主要分解产物有CO_2、小分子胺及异氰酸酯的化合物;在390℃~460℃间的失重是由于HBPUA的超支化聚酯的核心单元及PUDA链中聚醚软段的分解,分解产物有PUDA软段分解形成的小分子醛及超支化聚酯的核分解的脂类等。纳米SiO_2粒子能有效的提高漆膜的耐热性,并且硅溶胶用量越高,漆膜的热分解温度越高;当SiO_2用量为30%时, HBPUA-PUDA/SiO_2-30杂化漆膜的第一阶段的分解温度较HBPUA-PUDA漆膜的提高了15°C左右。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ637

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张玲,曾兆华,杨建文,陈用烈;光固化环氧丙烯酸酯/SiO_2杂化材料的研究[J];功能高分子学报;2003年04期
2 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
3 李元庆,张以河,李明,付绍云;PI/T-SiO_2杂化薄膜的制备及偶联剂的影响[J];合成树脂及塑料;2004年05期
4 杨建军;吴庆云;张建安;吴明元;甄海廷;王桂琴;;丙烯酸酯改性聚氨酯无皂乳液聚合的研究[J];纺织学报;2006年01期
5 刘郁杨,邵颖惠;PVA/SiO_2杂化材料的制备及表征[J];高分子材料科学与工程;2002年01期
6 陈伟林;单国荣;黄志明;翁志学;;聚氨酯丙烯酸酯齐聚物的合成及其反应动力学[J];化学反应工程与工艺;2005年06期
7 林道昌;聚氨酯中异氰酸酯基测定方法述评[J];聚氨酯工业;1999年02期
8 张超灿,廖海军,童晓梅;γ-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷的制备及其乳液聚合研究[J];胶体与聚合物;2004年02期
9 刘宏文;树枝状聚酯多元醇的烯丙基末端改性[J];南昌大学学报(理科版);2001年02期
10 李宁,于德梅,商勃;聚氨酯无溶剂涂料MDI/聚醚半预聚体的合成[J];应用化工;2003年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 周立明;聚氨酯丙烯酸酯大分子单体及其聚合物的研究[D];郑州大学;2005年
2 张继德;水性紫外光固化树脂的合成及其性能与应用研究[D];湖南大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡定一,韩克清,滕翠青,杜秉公,余木火;含脲结构的热塑性聚氨酯的制备[J];工程塑料应用;2003年03期
2 杨超,徐洪霞;2004年我国工程塑料应用进展[J];工程塑料应用;2005年07期
3 韩喻,谢凯;电化学制备亚微米氧化铝有序多孔膜方法研究[J];微纳电子技术;2003年Z1期
4 李铁臻,侯滨;微乳化柴油配方的研制[J];表面技术;2004年02期
5 王浩,张丽鹏;高聚物对陶瓷料浆性能的影响机理[J];山东陶瓷;2000年04期
6 王晓青;李哲;吕平毓;郭劲松;;三峡库区悬移质泥沙对磷污染物的吸附解吸特性[J];长江流域资源与环境;2007年01期
7 周细应;李卫红;何亮;;纳米颗粒的分散稳定性及其评估方法[J];材料保护;2006年06期
8 张宝艳,李萍,陈祥宝;新型改性剂对PEK-C改性的BMI树脂体系性能的影响[J];材料导报;1998年04期
9 邢欣,谢凯,盘毅,陈一民,许静;纳米陶瓷微粉的表面性能研究进展[J];材料导报;2000年08期
10 边开胜;刘预;胡克鳌;;水性聚氨酯的合成、性能及应用进展[J];材料导报;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 沈春林;周俊;李芳;苏立荣;;聚氨酯防水保温材料的设计与施工[A];中国重庆首届化学灌浆与防水堵漏裂缝控制技术研讨会文集[C];2006年
2 沈春林;李芳;苏立荣;杨炳元;;聚氨酯防水保温材料的设计与施工[A];中国防水堵漏保温技术高峰论坛论文集[C];2006年
3 沈春林;李芳;苏立荣;杨炳元;;聚氨酯防水保温材料的设计与施工[A];全国第九次防水材料技术交流大会论文集[C];2007年
4 钟世云;王济业;王培铭;孙振平;;萘系减水剂对EVA改性铝酸盐水泥砂浆性能的影响[A];第二届全国商品砂浆学术交流会论文集[C];2007年
5 吴志坚;向虹;蒋燕;游来江;;氨丙基修饰的二氧化硅亚微米微球的表面性质[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
6 陈鑫实;;浅谈聚氨酯密封条的生产工艺和设备(现场浇注发泡垫圈)[A];PPTS2005塑料加工技术高峰论坛论文集[C];2005年
7 朱劲松;郑震;王新灵;;可用于吸声的玻璃纤维/聚氨酯复合材料的研究[A];上海市化学化工学会2005年度学术年会论文摘要集[C];2005年
8 韩玲;杨建业;叶明;曹欣;李淑杰;杨西红;;碳化二亚胺改性高效MDI中催化剂与失活剂的作用机理研究[A];中国聚氨酯工业协会第十三次年会论文集[C];2006年
9 石雅琳;周文英;王振;姜娜;张永;王红波;杨书涛;张利军;李海生;姚庆伦;韦永继;;MDI系列耐溶剂聚氨酯弹性体的研究[A];中国聚氨酯工业协会第十三次年会论文集[C];2006年
10 叶青萱;;硅氧烷改性聚氨酯水分散液[A];中国聚氨酯工业协会第十三次年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贺昌城;丙烯酸接枝涤纶抗浸透湿智能织物的制备、表征及性能研究[D];天津工业大学;2001年
2 江红;柔性层压织物基材表面润湿与粘合性能的研究[D];天津工业大学;2001年
3 艾军;麦秆纤维特性及脲醛树脂麦秆纤维板工艺的研究[D];东北林业大学;2001年
4 柴红;微孔聚丙烯膜的亲和改性及固定金属离子亲和膜的制备和应用[D];浙江大学;2001年
5 段洪东;部分水解聚丙烯酰胺/Cr(Ⅲ)凝胶的交联机理及交联动力学研究[D];浙江大学;2002年
6 陈晓明;电泳共沉积—烧结法制备钛合金表面生物活性梯度陶瓷涂层的研究[D];武汉理工大学;2002年
7 余海湖;静电自组装纳米复合薄膜研究[D];武汉理工大学;2002年
8 尹凡;基于平板电容模型的电容传感器以及新型压电传感器的研制与应用[D];湖南大学;2002年
9 黄源;橡胶接枝苯乙烯-马来酸酐无规本体共聚合过程的研究[D];浙江大学;2003年
10 李爱农;疏浚工况泥沙磨损机理及其耐磨新材料研究[D];武汉理工大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 卜向明;丙基三乙氧基硅烷的合成与应用研究[D];中南大学;2005年
2 胡卫强;纳米SnO_2表面改性及Sn/C复合微球的制备研究[D];北京化工大学;2007年
3 韩巧荣;树状支化大分子的合成及其荧光性能研究[D];西北师范大学;2001年
4 刘文芳;BOPP膜用丙烯酸酯乳液胶粘剂的研究[D];天津轻工业学院;2000年
5 秦庆戊;聚氯乙烯/纳米碳酸钙填充体系的研究[D];天津轻工业学院;2000年
6 宋华杰;TATB/氟聚物复合材料的界面作用和力学性能研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2000年
7 吴世华;铟锡醇盐的合成及ITO薄膜溶胶-凝胶法制备技术研究[D];昆明理工大学;2001年
8 弥海晨;沥青乳化剂及其应用技术研究[D];长安大学;2001年
9 赵建海;高活性吸收剂联合脱硫脱氮技术的研究[D];华北电力大学;2001年
10 陈立军;ZnO压敏电阻器制备新技术研究[D];西安电子科技大学;2001年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈良骏,李庆海;含药物端基PEG大单体的合成[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2002年02期
2 张超灿,孙江勤,李曦,李华智;溶胶-凝胶法制备PMMA/SiO_2透明纳米复合材料的研究[J];玻璃钢/复合材料;2000年04期
3 杜仕国;复合材料用硅烷偶联剂的研究进展[J];玻璃钢/复合材料;1996年04期
4 陈永春,易昌风,程时远,徐祖顺,封麟先;高分子表面活性剂的研究现状[J];日用化学工业;1997年05期
5 任天斌,张洪涛;反应型表面活性剂的类型及应用[J];日用化学工业;2000年03期
6 白湘云,钟慧,金养智;UV固化水性环氧丙烯酸树脂的研究[J];信息记录材料;2000年03期
7 唐黎明,张晓龙,李伟,刘德山;脂肪型超支化聚酯的端基改性研究[J];高等学校化学学报;2000年12期
8 计剑,季任天,邱永兴,陈宝林,封麟先;聚氧乙烯功能基复合修饰聚氨酯的合成及其血液相容性研究 (Ⅰ)──聚氨酯-接枝-十八烷基聚氧乙烯[J];高等学校化学学报;1999年05期
9 马洪洋,王静媛,于晓强,汤钧,汤心颐;溶胶-凝胶法合成聚(甲基丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸环氧丙酯)/SiO_2杂化聚合物材料[J];高分子学报;2000年04期
10 高保娇,扬云峰,酒红芳,葛震;微乳液法制备水溶性双亲丙烯酰胺-苯乙烯嵌段共聚物[J];高分子学报;2001年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 滕菁,左光汉;紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯[J];现代塑料加工应用;2001年04期
2 刘志娟;孙向民;齐贵亮;;聚氨酯丙烯酸酯预聚体的合成及应用[J];化学与粘合;2009年01期
3 储九荣,温序铭,徐传骧,吴志勇;UV光固化光纤涂料的研制[J];感光科学与光化学;2000年03期
4 孙芳,曾宪玉,张文政,黄毓礼;活性单体对聚氨酯丙烯酸酯混杂体系感度的影响[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年02期
5 瞿金清,沈慧芳,陈焕钦;蓖麻油聚氨酯 丙烯酸酯复合乳液的合成[J];化工学报;2005年01期
6 李春旭,张育川,邵青;光敏性含磷聚氨酯丙烯酸酯(P-PUA)阻燃预聚物的合成与性能[J];精细化工;2005年01期
7 付锴;周集义;;紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯研究进展[J];化学推进剂与高分子材料;2009年02期
8 刘波;单国荣;黄志明;翁志学;;活性稀释剂对聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化的影响[J];化工生产与技术;2007年03期
9 方少明;郭良起;户敏;周立明;高丽君;高寅岭;;聚氨酯丙烯酸酯/蒙脱土纳米复合材料的制备与研究[J];工程塑料应用;2008年11期
10 施海松;黄莉;谢晖;竺青;;紫外光固化松香基聚氨酯丙烯酸酯的合成[J];涂料工业;2010年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘晓暄;;UV水性聚氨酯丙烯酸酯涂料树脂的研制及应用[A];第八届中国辐射固化年会论文集[C];2007年
2 刘操;;UV-固化聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能影响因素[A];中国聚氨酯工业协会第十二次年会论文集[C];2004年
3 韩仕甸;金养智;赵宏;;光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的研究[A];2000年非银盐信息记录材料学术报告会论文集[C];2000年
4 高毅飞;王莲芝;;聚氨酯丙烯酸酯齐聚物裂解色谱质谱研究[A];第五届中国辐射固化年会论文集[C];2001年
5 王纳新;周胜蓝;吴涛;王希军;;UV穿透率测试在涂层性能检测中的应用[A];高性能防腐蚀涂装及表面保护技术的应用与发展——第16届全国表面保护技术交流会论文集[C];2011年
6 朱胜武;施文芳;;阻燃超支化聚氨酯丙烯酸酯制备及其性能[A];加入WTO后中国辐射固化行业的发展——全国辐射固化研讨会2002论文集[C];2002年
7 刘海洋;高文生;;UV光固化技术在高速彩印机上的应用[A];2004年晋冀鲁豫鄂蒙川云贵甘沪十一省市区机械工程学会学术年会论文集(河南分册)[C];2004年
8 ;UV光固化塑料丝网油墨[A];广东省材料研究学会部分单位会员成果汇编[C];2005年
9 ;UV粉末涂料[A];广东省材料研究学会部分单位会员成果汇编[C];2005年
10 周晓兵;刘建行;徐红;白林;;UV法测定替硝唑注射液的含量[A];中国医院协会第十三届全国医院感染管理学术年会论文汇编[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 顾定槐;新型聚氨酯丙烯酸酯成膜效果好[N];中国化工报;2009年
2 齐成;UV上光油使用中常见故障的排除[N];中国包装报;2009年
3 齐成;阳离子UV油墨在热收缩膜印刷中的应用[N];中国包装报;2009年
4 齐算;UV油墨在欧洲印刷市场独领风骚[N];中国包装报;2010年
5 齐成;UV上光油对上光质量的影响及使用技巧[N];中国包装报;2008年
6 王雄伟;拜耳研发UV固化飞机涂料[N];中国化工报;2009年
7 丽妮;爱克发推出新的高速UV固化喷墨印刷机[N];中国包装报;2009年
8 张伟力;UV油墨的应用原理及其优点简析[N];中国包装报;2009年
9 杨璐;满洲里局投入使用UV——C光学共聚焦显微图像系统[N];中国国门时报;2010年
10 印天;胶印UV油墨的特长与应用[N];中国包装报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高琼芝;UV固化超支化聚氨酯丙烯酸酯—聚氨酯双丙烯酸酯/SiO_2杂化涂料的制备与性能研究[D];华南理工大学;2011年
2 尹文华;UV固化水性超支化聚氨酯丙烯酸酯的制备、结构与性能研究[D];华南理工大学;2012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 张长禹;UV胁迫下棉铃虫生殖补偿研究及Hsps基因的克隆与表达[D];华中农业大学;2010年
5 苦史伟;纳秒UV激光在薄膜太阳电池中膜面划线的研究[D];上海交通大学;2012年
6 孟建玉;UV胁迫下棉铃虫生理生化响应及蛋白质组学研究[D];华中农业大学;2010年
7 魏燕彦;水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯[D];浙江大学;2005年
8 韦军;含共引发剂胺的聚(脲)氨酯高分子型二苯甲酮光引发剂的研究[D];上海交通大学;2006年
9 王锋;紫外光固化树脂的合成及其涂膜的性能研究[D];华南理工大学;2008年
10 贾松柏;UV诱导HLEC凋亡的细胞及分子机制的实验研究[D];中南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 尹顺;可UV固化超支化聚氨酯丙烯酸酯的合成、表征与性能研究[D];五邑大学;2012年
2 吕亚男;UV固化硬质聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备及力学性能研究[D];郑州大学;2012年
3 张耀根;UV固化含氟丙烯酸酯共聚物的合成及性能研究[D];广东工业大学;2012年
4 宋文建;非异氰酸酯聚氨酯丙烯酸酯单体的合成及其性能研究[D];郑州大学;2012年
5 陈丽娟;可UV固化阻燃氨基磷酸酯的合成及其涂层热降解与性能研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 张一;紫外光固化水性聚氨酯涂料的合成及性能研究[D];华南理工大学;2010年
7 涂天平;UV固化聚氨酯丙烯酸酯水性乳液的合成及应用[D];西安科技大学;2011年
8 尹辉军;UV固化超支化聚氨酯复合乳液的制备与性能研究[D];湖南大学;2011年
9 王晓芳;水性UV光油的研制[D];曲阜师范大学;2010年
10 龚甜;聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的性能与配方研究[D];武汉科技大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026