光固化树脂
光固化树脂单体-概述说明以及解释

光固化树脂单体-概述说明以及解释1.引言1.1 概述光固化树脂单体是一种特殊的树脂材料,它可以在受到紫外光或电子束照射的情况下迅速固化成固体。
这种固化方式相比传统的热固化或化学固化方式具有更快的速度和更高的效率。
光固化树脂单体广泛应用于3D 打印、涂料、粘合剂、印刷等领域,其在精密制造和快速生产中发挥着重要作用。
本文将对光固化树脂单体的定义、特点、应用领域、优势和挑战进行详细介绍,以期为读者带来全面的了解和深入的思考。
希望通过本文的阐述,读者可以更好地认识光固化树脂单体的潜力和发展趋势,为相关领域的研究和实践提供有益的启示和支持。
文章结构部分主要包括了本文的整体结构和组织方式。
在本篇关于光固化树脂单体的长文中,文章结构如下:1. 引言:介绍文章的主题和内容,包括概述、文章结构和目的。
1.1 概述:简要介绍光固化树脂单体的背景和重要性。
1.2 文章结构:详细描述文章的组织结构和框架。
1.3 目的:阐述撰写本文的目的和意义。
2. 正文:详细讨论光固化树脂单体的定义、特点、应用领域、优势和挑战。
2.1 光固化树脂单体的定义与特点:介绍光固化树脂单体的定义和其具有的特征。
2.2 光固化树脂单体的应用领域:探讨光固化树脂单体在不同领域的应用和发展现状。
2.3 光固化树脂单体的优势与挑战:分析光固化树脂单体相比传统材料的优势和面临的挑战。
3. 结论:总结全文的主要内容和观点,并对未来发展进行展望。
3.1 总结:概括本文所介绍的光固化树脂单体的重要内容。
3.2 展望:展望光固化树脂单体在未来的应用前景和发展方向。
3.3 结论:总结全文,强调光固化树脂单体的重要性和价值。
1.3 目的光固化树脂单体作为一种新型材料,在工业生产及科研领域中具有广泛的应用前景。
本文的目的在于探讨光固化树脂单体的基本特点,介绍其在不同领域的应用情况,并分析其在未来发展中可能面临的挑战。
通过本文的阐述,旨在为读者提供对光固化树脂单体这一材料的全面了解,以促进其在各个领域的更广泛应用和发展。
光固化树脂的抗黄变性能如何

光固化树脂的抗黄变性能如何光固化树脂是一种具有良好物理性能、化学性能和工艺性能的高分子材料,被广泛应用于电子、汽车、航空航天、家居装饰等领域,特别是在3D打印领域因其优异的成型性和高精度而备受青睐。
然而,随着光固化树脂应用领域的不断扩大,它的抗黄变性能也越来越成为人们关注的焦点。
那么,什么是黄变?为什么光固化树脂容易发生黄变?又如何提高光固化树脂的抗黄变性能?接下来,我们将为您一一解答。
什么是黄变?黄变是指一种材料在长期使用过程中,由于氧化、光照、热氧化等因素的作用,使其颜色逐渐变暗、变黄甚至变褐,从而导致材料本身的性能下降或失效,这种现象通常被称为“黄变”。
黄变是一种常见的化学反应,常见于合成树脂、塑料、橡胶等高分子材料中,尤其容易发生在含有亚胺基或芳香族环结构的高分子材料中。
光固化树脂中普遍含有苯乙烯、丙烯酸等芳香族结构,因此也很容易发生黄变。
为什么光固化树脂容易发生黄变?光固化树脂在制备过程中常用光引发剂或化学引发剂进行引发聚合反应,生成交联结构,从而形成具有优异性能的高分子材料。
但是,由于光固化树脂中含有苯乙烯、丙烯酸等芳香族结构,这些结构很容易在氧化、光照、热氧化等因素的作用下发生三十自由基反应,从而引起分子结构的降解和颜色的变化。
其次,光固化树脂在使用过程中常暴露于高温、紫外线等环境下,这些因素也会诱导光固化树脂发生黄变。
如何提高光固化树脂的抗黄变性能?光固化树脂的抗黄变性能是影响其耐久性和使用寿命的重要因素,因此如何提高光固化树脂的抗黄变性能一直是研究人员关注的焦点。
目前,提高光固化树脂抗黄变性能的方法主要有以下几种:1. 选择具有较高抗氧化性能的单体或残基,尽量减少芳香族结构含量。
2. 引入吸收紫外线的结构,以降低紫外光对光固化树脂的照射和黄化作用。
3. 使用抑制氧化反应的稳定剂,如羟基化合物、硫醇类化合物等,以减缓氧化反应速率。
4. 采用气相酚醛漆、三氧化钨等物质包覆光固化树脂表面,以改善其光稳定性和耐候性。
光固化树脂配方

光固化树脂配方光固化树脂是一种新型的材料,应用范围广泛,具有很高的应用价值。
在光固化树脂的制备中,配方的设计非常关键。
本文将介绍光固化树脂配方的制备方法及其理化性质。
光固化树脂的配方由树脂、光引发剂、稀释剂、助剂组成。
其中,树脂是制备光固化树脂的主要原料,光引发剂是光引发反应的催化剂,稀释剂用于控制粘度,助剂是对光固化树脂的物理性质及其应用性能起重要作用的成分。
1、树脂的选择常用的树脂有环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚酯树脂等。
树脂的选择需要考虑到应用背景、物理性质以及成本等因素。
环氧树脂的强度和刚度都很高,因此适合用于需要高强度的领域;丙烯酸酯树脂具有优异的保护性能和耐磨性;聚酯树脂通常用于制备透明的光固化树脂。
2、光引发剂的选择光引发剂的选择需要考虑到激发波长、反应速率以及光稳定性等因素。
常用的光引发剂有溴化二四丁基苯乙烯酰胺、二氢氟酸-钪等。
在不同的激发波长下,这些光引发剂的反应速率可能会有所不同。
因此,在光固化树脂的配方中,需要根据具体的光引发剂来确定光固化条件。
3、稀释剂的选择稀释剂一般用于控制光固化树脂的粘度。
如果光固化树脂的粘度过高,可能会对其施工和应用产生不利影响。
因此,稀释剂的选择需要考虑到其对光固化树脂粘度的调节能力以及其与树脂的互相溶解性等因素。
常用的稀释剂有甲苯、丙酮、丁酮等。
助剂在光固化树脂配方中通常用于调节物理性质和应用性能。
例如,增稠剂可以增加光固化树脂的粘度;抗UV剂可以提高光固化树脂的耐光性能;艙俪俪衦衧衣衳衡衩衫衭衲衱衺衪衾衸衿袂袈袘袞袢袷袮袰裃装裓覗视視覜覧覯覲覴観觀觔觕觥觧觫觬觰觶觷觸言詁詐誚說誠誡誦誨説语等。
光固化树脂的理化性质与配方的成分密切相关。
在光固化树脂的配方中,需要根据不同应用环境和工艺要求来选择相应的配方。
光固化树脂的理化性质包括密度、粘度、硬度、耐热性、抗压强度、抗拉强度等指标。
这些指标需要符合应用要求。
牙科光固化树脂的用途

牙科光固化树脂的用途
牙科光固化树脂是一种用于牙科修复、修复和美容的材料。
它在牙科临床中被广泛应用,具有多种用途和功能。
1.牙齿修复:牙科光固化树脂可用于修复因龋齿、牙齿磨损、牙齿断裂等引起的牙齿缺损。
通过将树脂填充到牙齿缺损部位,并使用特定的光固化器对树脂进行光固化,可以恢复牙齿的形
态和功能。
2.表面修复:牙科光固化树脂可以用于修复牙齿表面的色素
沉积、折角、磨损等问题。
通过将树脂涂覆在牙齿表面,并利
用光固化器进行光固化,可以改善牙齿的外观,让牙齿看起来
更加美观。
3.嵌体修复:牙科光固化树脂可以用于制作牙齿的嵌体修复物,如嵌体冠、嵌体桥等。
将树脂填充到特定的模具中,并在
牙齿上进行定位后进行光固化,可以获得坚固耐用且具有良好
适配性的修复物。
4.美容修复:牙科光固化树脂可以用于美容修复,如牙齿的
美容矫正、磨牙修复等。
通过将树脂涂覆在牙齿表面,并利用
特定形状的工具对树脂进行修整和打磨,可以改善牙齿的外观,提升患者的美学效果。
总之,牙科光固化树脂在牙科临床中具有广泛的应用,可用
于牙齿修复、表面修复、嵌体修复和美容修复等方面。
它具有
良好的适应性和可塑性,可以根据患者的不同需求进行个性化的修复,从而提供高质量的牙齿修复和美化效果。
光固化树脂波长

光固化树脂波长是指在光固化树脂中,所需要使用的光源的波长范围。
光固化树脂是一种特殊的树脂,通过紫外线或可见光的辐射,使其发生聚合反应,从而形成一种固态材料。
光固化树脂广泛应用于3D打印、电子、医疗等领域,具有快速硬化、高精度、低成本等优点。
而光固化树脂波长则是影响光固化树脂硬化效果的关键因素之一。
一、光固化树脂波长的意义光固化树脂波长是指在光固化树脂中,所需要使用的光源的波长范围。
不同的光固化树脂需要不同的波长光源才能实现其硬化效果。
因此,光固化树脂波长的选择对光固化树脂的硬化效果、硬化速度及产品质量等方面都有着重要的影响。
二、不同光固化树脂的波长范围1. 紫外线固化树脂紫外线固化树脂是一种常见的光固化树脂,其波长范围一般在200~400nm之间。
紫外线光源可以分为低压汞灯和高压汞灯两种。
低压汞灯主要用于紫外线固化树脂的表面硬化,而高压汞灯则可以实现整个体积的硬化。
紫外线光源的光强度、波长和时间对光固化树脂的硬化效果都有着重要的影响。
2. 可见光固化树脂可见光固化树脂是指使用可见光作为光源的光固化树脂。
可见光固化树脂的波长范围一般在400~700nm之间。
与紫外线固化树脂相比,可见光固化树脂具有更广泛的应用范围和更高的硬化效率。
可见光固化树脂在3D打印、电子、医疗等领域有着广泛的应用。
三、光固化树脂波长的影响因素1. 光源的波长不同的光固化树脂需要不同波长的光源才能实现其硬化效果。
因此,在选择光源时,需要根据光固化树脂的波长范围来选择合适的光源。
2. 光源的光强度光源的光强度对光固化树脂的硬化效果也有着重要的影响。
光强度越大,光固化树脂的硬化速度越快。
3. 光源的时间光源的时间也是影响光固化树脂硬化效果的重要因素。
时间越长,光固化树脂的硬度越高。
四、光固化树脂波长的应用举例1. 3D打印在3D打印中,光固化树脂是一种常用的材料。
不同的3D打印机需要不同波长的光源来实现光固化树脂的硬化。
例如,DLP光固化3D打印机通常使用405nm的紫外线光源,而SLA 光固化3D打印机则使用355nm的紫外线光源。
光固化树脂介绍资料

单体 光引发剂 颜料(或染料) 填充剂(消光粉) 不反应的树脂
助剂
功
能
提供涂膜各种物化性能
稀释低聚物,降低黏度,参与反应,影响涂膜性能
吸收辐射能引发反应,影响固化速率
颜色,遮盖力
遮盖力、降低收缩、降低成本、触变性(消旋光性能)
降低收缩率、增进附着、影响涂膜性能 各种功能需求(消泡、平坦、分散、滑感、防沉,……)
NH R1 NCO
n
式 3-18
三官能聚氨酯丙烯酸酯 3FPUA 用聚醚三元醇、聚酯三元醇 作为原料 四官能聚氨酯丙烯酸酯 4FPUA (日本合成化学) 聚醚二元醇 + 聚醚三元醇 + 二异氰酸酯 + HEA
(抑制凝胶) 六官能聚氨酯丙烯酸酯 6FPUA PETA + 二异氰酸酯
CH3 NCO
这种软-硬微相分离赋予聚氨酯许多独 特的性能,优异的柔韧性、高剪切拉伸 强度、良好耐磨性等。聚氨酯的诸多性 能由其中大量的分子间氢键决定。
异氰酸酯类型
二醇类别
聚氨酯性能
脂肪族
聚酯二醇 聚酯/聚醚混合二醇
良好热稳定性(基于芳基二酸的聚酯二醇)、光稳定性、耐 候性;耐碱性较低,易被碱性底材破坏、粘度高;
一次性投料反应
cat. HOOC R1 COOH + HO R2 OH
HO R2 O
OO C R1 C O R2 O H
n
CH2 CH COOH
多次投料反应
HOOC R1 COOH
O H2C HC C O R2 O
OO C R1 C O R2
cat. + HO R2 OH
HO R2 O
O O C CH CH2
光固化型复合树脂

光固化型复合树脂引言光固化型复合树脂是一种创新的材料,它具有广泛的应用领域。
本文将会深入探讨光固化型复合树脂的概念、特点、制备方法以及应用领域。
光固化型复合树脂的概念光固化型复合树脂是一种通过光照射使其固化的树脂。
相比于传统的树脂材料,光固化型复合树脂具有以下特点: - 快速固化:光固化型复合树脂通过光照射使其固化,固化速度快,可以节约生产时间。
- 高强度:光固化型复合树脂固化后具有高强度和硬度,可以满足多种应用需求。
- 可调性:光固化型复合树脂的固化过程可以通过调整光照射时间和光强度来控制,可以满足不同的需求。
光固化型复合树脂的制备方法光固化型复合树脂的制备方法主要包括以下几个步骤: 1. 材料选择:选择适合光固化的树脂和添加剂,确保制备的光固化型复合树脂具有良好的性能。
2. 配方设计:根据实际应用需求,设计合适的树脂和添加剂的配方,确保最终制备的光固化型复合树脂满足所需性能。
3. 混合制备:将树脂和添加剂按照一定比例混合,并加入适量的溶剂或助剂,充分搅拌均匀。
4. 光固化:将混合均匀的树脂溶液放入特定的模具中,通过光照射使其固化,固化时间和光强度可以根据需要进行调整。
5. 后处理:经过固化的光固化型复合树脂需要进行后处理,例如去除模具、表面处理等。
光固化型复合树脂的应用领域光固化型复合树脂的应用领域十分广泛,主要包括以下几个方面: 1. 3D打印:光固化型复合树脂在3D打印中具有重要的应用,其固化速度快、建模精度高,可以制备出复杂的结构和细节。
2. 涂料和涂层:光固化型复合树脂可以制备出具有高强度和耐磨性的涂料和涂层,广泛应用于家具、汽车、电子产品等领域。
3. 光纤通信:光固化型复合树脂在光纤通信中用于制备光纤连接器和光纤附件,具有优异的光学性能和耐久性。
4. 医疗器械:光固化型复合树脂可用于制备医用材料和器械,例如牙科模型、义齿、支架等,具有生物相容性和高强度。
5. 光学器件:光固化型复合树脂可以制备出具有特殊功能和形状的光学器件,例如微透镜、光波导等。
光固化树脂材料的组成及作用

光固化树脂材料的组成及作用《光固化树脂材料的组成及作用》光固化树脂材料是一种特殊的材料,可以通过紫外光或其他可见光源的照射来引发化学反应,从而实现材料的快速固化。
它在许多行业中得到广泛应用,如涂料、胶粘剂、3D打印等领域。
这种光固化树脂材料主要由以下几种组分构成:1. 光敏物质:光敏物质是光固化树脂材料的关键组成部分。
它的作用是吸收光能,并在光照射下引发化学反应。
常见的光敏物质包括光引发剂和光敏稳定剂。
光引发剂可以吸收光能并转化为活性物质,从而启动固化反应;光敏稳定剂则可以增加光固化树脂材料的稳定性,延长其使用寿命。
2. 树脂基体:树脂基体是光固化树脂材料的主体成分,它决定了材料的性能和用途。
树脂基体可以选择不同类型的树脂,如丙烯酸、环氧树脂等。
这些树脂具有不同的特性,如硬度、耐磨性、耐化学品性等,可以根据具体需求进行选择。
3. 填料:填料是光固化树脂材料的添加剂,用于改善材料的物理性能和工艺性能。
常见的填料有纤维素、颜料、填充物等。
填料可以增加材料的强度、硬度和耐磨性,同时还可以调节材料的颜色和外观。
光固化树脂材料的主要作用包括以下几个方面:1. 快速固化:光固化树脂材料可以通过光照射快速固化,极大地提高了生产效率。
相比传统的热固化材料,光固化材料节省了固化时间,并且不需要额外的加热设备,更加节能环保。
2. 优良性能:光固化树脂材料具有良好的物理性能和化学稳定性。
由于固化过程发生在分子级别,材料具有较高的强度、硬度和耐光、耐化学品性能。
3. 定制化生产:光固化树脂材料可以通过调整配方成分来实现定制化生产。
树脂基体、光敏物质和填料的种类和比例可以进行灵活调整,以满足不同工艺和应用的需求。
总而言之,光固化树脂材料的成分包括光敏物质、树脂基体和填料,它具有快速固化、优良性能和定制化生产等作用。
在未来,随着光固化技术的不断发展,光固化树脂材料有望在更多领域得到广泛应用。
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光固化树脂1光固化树脂又称光敏树脂,是一种受光线照射后,能在较短的时间内迅速发生物理和化学变化,进而交联固化的低聚物。
光固化树脂是一种相对分子质量较低的感光性树脂,具有可进行光固化的反应性基团,如不饱和双键或环氧基等。
光固化树脂是光固化涂料的基体树脂,它与光引发剂、活性稀释剂以及各种助剂复配,即构成光固化涂料。
光固化涂料具有以下优点:(1)固化速度快,生产效率高;(2)能量利用率高,节约能源;(3)有机挥发分(VOC)少,环境友好;(4)可涂装各种基材,如纸张、塑料、皮革、金属、玻璃、陶瓷等;因此,光固化涂料是一种快干、节能的环境友好型涂料。
光固化涂料是20世纪60年代末由德国拜耳公司开发的一种环保型节能涂料。
我国从20世纪80年代开始进入光固化涂料领域。
近年来随着人们节能环保意识的增强,光固化涂料品种性能不断增强,应用领域不断拓展,产量快速增大,呈现出迅猛的发展势头。
目前,光固化涂料不仅大量应用于纸张、塑料、皮革、金属、玻璃、陶瓷等多种基材,而且成功应用于在光纤、印刷电路板、电子元器件封装等材料。
光固化涂料的固化光源一般为紫外光(光固化)、电子束(EB)和可见光,由于电子束固化设备较为复杂,成本高,而可见光固化涂料又难以保存,因此,目前最常用的固化光源依然是紫外光,光固化涂料一般是指紫外光固化涂料(光固化 Curing Coating)。
光固化树脂是光固化涂料中比例最大的组分之一,是光固化涂料中的基体树脂,一般具有在光照条件下进一步反应或聚合的基团,如碳碳双键、环氧基等。
按溶剂类型的不同,光固化树脂可分为溶剂型光固化树脂和水性光固化树脂两大类。
溶剂型树脂不含亲水基团,只能溶于有机溶剂,而水性树脂含有较多的亲水基团或亲水链段,可在水中乳化、分散或溶解。
常用的溶剂型光固化树脂主要包括:不饱和聚酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酯、纯丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅低聚物。
其合成方法分别介绍如下。
不饱和聚酯(unstaturate polyester,UPE)是指分子链中含有可反应碳碳双键的直链状或支链状聚酯大分子,主要由不饱和二元酸或酸酐与二元醇经缩聚反应制得。
不饱和二元酸或酸酐主要有马来酸或酸酐、富马酸或酸酐等。
为了改善不饱和聚酯的弹性,减少体积收缩,增加聚酯的塑性,还需加入一定量的邻苯二甲酸酐、丁二酸、丁二酸酐、己二酸酐等饱和二元酸或酸酐,但这样会影响树脂的光固化速度。
二元醇主要有乙二醇、多缩乙二醇、丙二醇、多缩丙二醇、1,4-丁二醇等。
以邻苯二甲酸酐与二元酸反应为例,合成原理如下:12OOOOHOROH++OOOOOOROCOCHCHCOROCCORO合成工艺:将二元酸、二元醇和适量的阻聚剂加入到反应器中,通入氮气,搅拌升温到160?回流,测酸值至200mgKOH/g左右,开始出水,升温至175~200?,当酸值达到设定值时,停止反应,降温至80?左右,加入20%~30%活性稀释剂(苯乙烯或丙烯酸酯类活性稀释剂)和适量阻聚剂出料。
环氧丙烯酸酯(epoxy acrylate,EA)是由环氧树脂和丙烯酸或甲基丙烯酸经开环酯化而制得,是目前应用最广泛、用量最大的光固化低聚物。
按环氧树脂主体结构类型的不同,环氧丙烯酸酯可分为双酚A型环氧丙烯酸酯、酚醛型环氧丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯和环氧化油丙烯酸酯。
其中最常用的是双酚A型环氧丙烯酸酯。
环氧丙烯酸酯合成原理如下:催化剂RCHCHCHCH+CHCHCOOH222OOOOCHCOCHCHRCHCHOCCHCHCH2222OHOH为了得到光固化速度快的环氧丙烯酸酯,要选择环氧值高和黏度低的环氧树脂,这样可引人更多的丙烯酸酯基,因此双酚A型环氧丙烯酸酯一般选用E-51或E-44,酚醛型环氧树脂选用F-51或F-44。
催化剂一般用叔胺、季铵盐,常用三乙胺、N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基苯胺、三甲基苄基氯化铵、三苯基膦、三苯基锑、乙酰丙酮铬、四乙基溴化铵等,用量(质量分数)为0.1%~3%。
三乙胺价廉,但催化活性相对较低,产品稳定性稍差;季铵盐催化活性稍强,但成本稍高;三苯基膦、三苯基锑、乙酰丙酮铬催化活性高,产物黏度低,但色泽较深。
丙烯酸与环氧基开环酯化是放热反应,因此反应初期控制温度非常重要,通常将环氧树脂加热至80~90?,滴加丙烯酸、催化剂和阻聚剂混合物,控制反应温度100?,同时取样测定酸值,到反应后期升温至1lO~120?,使酸值降至小于5mgKOH /g停止反应,冷却到80?出料。
由于环氧酸酯黏度较大,可以在冷至80?时加入20%活性稀释剂和适量阻聚剂。
常用的活性稀释剂为三丙三醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,常用的阻聚剂为对甲氧基苯酚、对苯二酚、2,5-二甲基对苯二酚、2,6-二叔丁基对甲苯酚等,阻聚剂加入量约为树脂质量的0.01%~1%。
丙烯酸和环氧树脂投料摩尔比为1?1~1.05,环氧树脂稍微过量,可以防止残存的丙烯酸对基材和固化膜有不良影响,但残留的环氧基也会影响树脂的贮存稳定性。
聚氨酯丙烯酸酯(polyurethane acrylate,PUA)是一种重要的光固化低聚物,是用多异氰酸酯、长链二醇和丙烯酸羟基酯经两步反应合成的。
由于多异氰酸酯和长链二醇品种较多,23选择不同的多异氰酸酯和长链二醇可得到不同结构的产品,因此聚氨酯丙烯酸酯是目前光固化树脂中产品牌号最多的低聚物,广泛应用在光固化涂料、油墨、胶黏剂中,其用量仅次于环氧丙烯酸酯。
聚氨酯丙烯酸酯的合成是利用异氰酸酯中异氰酸根与长链二醇和丙烯酸羟基酯中的羟基反应,形成氨酯键而制得的。
(1)合成原料聚氨酯丙烯酸酯的合成原料主要有多异氰酸酯、长链二醇、丙烯酸羟基酯以及催化剂。
多异氰酸酯用于合成聚氨酯丙烯酸酯的多异氰酸酯为二异氰酸酯,分为芳香族二异氰酸酯和脂肪族二异氰酸酯两大类,芳香族二异氰酸酯主要有甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI),脂肪族二异氰酸酯主要有六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)。
CH3CH3NCOOCNNCOCHOCN NCO2NCO2,4-TDI 2,6-TDI MDICHCHNCOOCN22CHCHOCNNCO22-XDI -间对XDINCOOCN(CH)NCOCHCHOCN NCO2HCNCO232HCHC33HDI IPDI HMDI甲苯二异氰酸酯是最常用的芳香族二异氰酸酯。
它有2,4体和2,6体两种异构体,商品TDI有TDI-80(80%2,4体和20%2,6体)、TDI-65(65%2,4体和35%2,6体)、TDI-100(100% 2,4体)三种。
TDI价格较低,反应活性高,所合成的聚氨酯硬度高,耐化学性优良,耐磨性较好,但耐黄变性较差,其原因是在光老化中会形成有色的醌或偶氮。
TDI有强烈的刺激性气味,对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈刺激作用,毒性较大。
二苯基甲烷二异氰酸酯在室温下易生成不溶解的二聚体,颜色变黄,需低温贮存,且是固体,使用不方便。
商品化有液体二苯基甲烷二异氰酸酯供应,—NCO含量为28.O%~30.0%。
MDI毒性比TDI低,由于结构对称,故制成的涂料涂膜强度、耐磨性、弹性优于TDI,但其耐黄变性比TDI更差,在光老化中更易生成有色的醌式结构。
苯二亚甲基二异氰酸酯由71%间位XDI和29%对位XDI组成。
XDI虽为芳香族二异氰酸酯,但苯基与异氰酸基之间有亚甲基间隔,因此不会像TDI和MDI那样易变黄,其反应活性比TDI高,但耐黄变性和保光性比HDI稍差,比TDI好。
六亚甲基二异氰酸酯是最常用的脂肪族二异氰酸酯,反应活性较低,所合成的聚氨酯丙烯酸有较高的柔韧性和较好的耐黄变性。
34异佛尔酮二异氰酸酯属脂环族二异氰酸酯,所合成的聚氨酯丙烯酸酯有优良的耐黄变性、良好的硬度和柔顺性。
二环己基甲烷二异氰酸酯属脂环族二异氰酸酯,其反应活性低于TDI,所合成的聚氨酯丙烯酸酯具有优良的耐黄变性、良好的挠性和硬度。
二异氰酸酯中异氰酸酯基—NCO与醇羟基—OH的反应活性与二异氰酸酯结构有关。
芳香族二异氰酸酯比脂肪族二异氰酸酯反应活性要高;—NCO的邻位若有—CH等其他基团,由3于空间位阻使反应活性降低,TDI中4位—NCO活性明显高于2位—NCO;二异氰酸酯中,第一个—NCO反应活性高于第二个—NC0。
长链二醇用于合成聚氨酯丙烯酸酯的长链二醇主要有聚醚二醇和聚酯二醇两大类。
其中聚醚二醇主要有聚乙二醇、聚丙二醇、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、聚四氢呋喃二醇等。
HO(CHCHO)OHHO(CHCHO)(CHCHO)OHHO(CHCHO)OH 22nnmn2222CHCH33聚乙二醇聚丙二醇环氧乙烷-环氧丙烷共聚物 HO(CHCHCHCHO)OH 2222n聚四氢呋喃二醇聚酯二醇主要由二元酸和二元醇缩聚制得,或由己内酯开环聚合所得。
OOOHOCR(ORCOR)OHHO(CCHCHCHCHCHO)OH212n22222n聚酯二醇聚己内酯二醇由于聚醚中的醚键内聚能低,柔韧性好,因此合成的聚醚型聚氨酯丙烯酸酯低聚物黏度较低,固化膜的柔性好,但是力学性能和耐热性稍差。
聚酯键一般机械强度较高,因此合成的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物具有优异的拉伸强度、模量、耐热性。
若聚酯为苯二甲酸型,则硬度好;若为己二酸型,则柔韧性优良。
若酯中二元醇为长链二元醇,则柔韧性好;若用短链的三元醇或四元醇代替二元醇,则可得到具有高度交联能力的刚性支化结构,固化速度快,硬度高,力学性能更好。
但聚酯遇碱易发生水解,故聚酯型聚氨酯丙烯酸酯耐碱性较差。
(甲基)丙烯酸羟基酯用于合成聚氨酯丙烯酸酯的(甲基)丙烯酸羟基酯主要有丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯(TMPDA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)。
OOCHO3CHCCHCHCHCHCOCHCHOHCOCHCHOHCOCHCHCHOH2222222222丙烯酸羟乙酯(HEA) 丙烯酸羟丙酯(HPA) 甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)OOCCHCH2CHO3CHO2 CHCCOCHCHCHOH2222CHCHCOCHCCHCH2223CHOH245甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA) 三羟甲基丙烷二丙烯酸酯(TMPDA)OOCCHCH2CH2OCHCHCOCCHCHOH222CH2OCCHCH2O季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)由于丙烯酸酯光固化速度要比甲基丙烯酸酯快得多,故绝大多数用丙烯酸羟基酯。
异氰酸酯基与醇羟基的反应活性为:伯醇>仲醇>叔醇,相对反应速率约为伯醇?仲醇?叔醇=1?0.3?(O.003~0.007),因此大多用丙烯酸羟乙酯与异氰酸酯反应,而很少用丙烯酸羟丙酯。