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《华南师范大学》 2007年
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水性紫外光固化树脂基料的合成与性能以及应用研究

吕君亮  
【摘要】: 水性紫外光(UV)固化体系具有无污染、无毒性、无刺激和生产安全等优点,是目前比较活跃的研究和开发领域,已成为紫外光固化体系的主要发展方向之一。 本研究课题以不同的原料合成了两个系列的水性紫外光固化树脂。用丙烯酸和双酚A环氧树脂合成了环氧丙烯酸酯树脂(EA),然后用EA和顺酐合成了水性的环氧丙烯酸酯树脂(EB);利用甲苯—2,4—二异氰酸酯(TDI)、聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG)、二羟烷基羧酸(DMPA)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)合成了水性聚氨酯丙烯酸酯树脂(PUA),并用红外光谱分析了这几种树脂的结构。研究了合成上述两种树脂的最佳反应条件、树脂的亲水性能以及亲水基团的含量、中和度、固含量对乳液性能热影响;讨论了光引发剂的种类、光引发剂的用量、中和度、中和剂的种类、干燥条件和树脂结构对光固化速度影响;测定了水性聚氨酯丙烯酸酯树脂(PUA)的固化膜的性能,讨论了不同结构的PUA对涂膜性能的影响,并对以上两种树脂进行了应用研究。 对EB和PUA树脂性能研究表明;随着亲水基团含量和中和度的提高,分子链亲水性增强,乳液粒径下降,乳液的分散性和稳定性增强;随着固体份的提高,树脂的水溶性及稳定性逐渐增加,同时粘度变大。在光固化性能方面:对于EB和PUA树脂,选安息香乙醚光引发剂,它具有较高的引发效率;当安息香乙醚光引发剂在树脂中的含量为3.0%-4.0%(wt%)时,树脂的固化速度较快;预先干燥和提高中和度有利于提高固化速度;当用三乙胺作中和剂时,固化速度快于用三乙醇胺作中和剂,同时涂膜的黄变性较小。对水性聚氨酯丙烯酸酯树脂(PUA)的涂膜性能研究表明:涂膜的吸水率随羧基含量的增加而升高;当TDI/HEMA(摩尔比)一定时,随着PPG/DMPA(摩尔比)的增大,涂膜热拉伸强度下降,断裂伸长率上升;当TDI/DMPA(摩尔比)一定时,随着PPG/HEMA(摩尔比)的增加,涂膜的拉伸强度下降。 对EB PUA的应用研究表明:当PUA/EB=3/7固化后得到了综合性能较好的涂膜。
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