紫外光固化水性聚氨酯的制备及性质研究
光固化聚氨酯弹性涂料的制备及性能研究

光固化聚氨酯弹性涂料的制备及性能研究随着人们对建筑、家居、汽车等领域的个性化和环保要求日益提升,涂料市场也开始向高质量、高效率、高环保的方向转型。
光固化聚氨酯弹性涂料作为一种重要的涂料种类,具有优异的耐久性、问题优秀的拉伸性能和良好的耐热性能等特点,具有广泛的应用前景。
因此,本文将重点探讨光固化聚氨酯弹性涂料的制备及性能研究。
一、制备光固化聚氨酯弹性涂料的方法(一)原材料的选择光固化聚氨酯弹性涂料的制备需要选择两种原材料:聚异氰酸酯和多元醇。
其中,聚异氰酸酯是指二异氰酸酯(TDI)、四氢六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和聚异氰酸酯(PUP)等二元异氰酸酯和三元异氰酸酯,多元醇则包括聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚醇酸等。
(二)制备过程制备光固化聚氨酯弹性涂料的过程分为以下几个步骤:1.多元醇与聚异氰酸酯混合将选定的多元醇和聚异氰酸酯混合,并通过加热或搅拌等方式,控制反应温度和时间,使二者充分反应。
2.添加辅助剂和填料将所需的辅助剂和填料加入混合物中,其中辅助剂包括稀释剂、助剂、润湿剂、促进剂等,填料则有白炭黑、纳米氧化钇粉等。
3.分散在混合物中添加分散剂,并在光固化剂存在的情况下,利用高剪切力或高速搅拌将分散剂均匀分散,保证涂料颜色均匀、无颗粒状物质。
4.加入光固化剂在涂料中逐渐加入光固化剂,并控制光照时间和光照强度等参数,使涂层产生交联固化反应。
二、光固化聚氨酯弹性涂料的性能研究(一)耐久性光固化聚氨酯弹性涂料在多种环境条件下,如强酸、强碱、高温、低温等情况下均能保持优良的性能。
经过长时间的使用后,其性能依然能够保持较好稳定性,不发生裂纹、剥落、老化等情况。
(二)拉伸性能光固化聚氨酯弹性涂料的拉伸性能优异,其断裂伸长率可以达到200%以上,能够适应建筑物的多种变形情况,同样适用于汽车大巴、轮船、机车车辆以及各种工业设备的底部涂装弹性层面。
(三)耐热性能光固化聚氨酯弹性涂料的耐热性能优越,能够在高温环境下保持稳定,并不容易生化流动、褪色、老化等现象。
UV固化水性含氟聚氨酯的合成及其性能研究开题报告

UV固化水性含氟聚氨酯的合成及其性能研究开题报
告
一、选题背景和意义
随着环保意识的不断提高,低VOC(挥发性有机化合物)水性涂料逐渐替代传统的溶剂型涂料成为发展趋势。
其中,水性含氟聚氨酯涂料因具有优良的耐候性、光泽度、耐化学性和防污性,成为近年来研究的热点之一。
同时,UV固化技术的应用也越来越普及,其快速固化、节能环保等特点备受关注。
因此,本课题旨在通过合成含氟聚氨酯树脂,在其中引入UV固化单体,制备出UV固化水性含氟聚氨酯涂料,并对其性能进行研究。
二、研究内容和方法
1. 合成含氟聚氨酯树脂。
采用原位聚合法,在聚酯二元酸、聚醚二元酸、聚醚二元醇和含氟二元醇等原料的作用下,制备含氟聚氨酯树脂。
2. 引入UV固化单体。
将含氟聚氨酯树脂与UV固化单体,如异氰酸酯单体进行反应,引入UV固化基团。
3. 制备水性含氟聚氨酯涂料。
将合成的含氟聚氨酯树脂与水性分散剂混合,制备水性含氟聚氨酯涂料。
4. 对涂料性能进行测试。
测试涂料的固体含量、粘度、PH值、耐候性、光泽度、耐化学性和防污性等性能。
三、预期结果
通过合成含氟聚氨酯树脂,并引入UV固化单体,在制备水性含氟聚氨酯涂料的过程中,可以较好地实现涂料的UV固化和环保性能的提升。
同时,通过测试涂料的性能,可以评价涂料的适用性和实际应用价值。
紫外光固化水性聚氨酯涂料研究

第 1期
化
学
世
界
・
l9・ 8
紫外 光 固化水 性 聚 氨酯 涂 料研 究
胡 飞 . 唐黎 明 ’ 戴 ,’ 或
,
李
易, 方
字
一 清华 凡学 化 』系材 料 科 学 与工 程 研 究 院 . 京 10 8 ) _ 北 0 4 0
PE , dm e h l l r p o i a i DM IA )O h e c i n a d t e p o e t so h o t g a e n i v s i G / i l y o p o i n c cd( n t e r a to n h r p r i f e c a i s h s b e n e t— e t n
工 业 中 一 直 占 有 重 要 的 地 位 以 往 的 聚 氨 酯 涂 料 一 般 是 以 有 机 溶 剂 为 分 散 介 质 , 毒 、 燃 . 人 体 有 有 易 对
一
因此 , 2 世 纪 8 从 0 0年代 中期 开始 , 欧美 等发 达国家
相 继 开 展 了光 固化 水 性 涂 料 的 研 究 车 文 采 用 阴 离 子 自乳 化 法 台 成 了 一系 列 水 性 端
光泽 度高 等优异 性 能著称 。一般 uV 光 固化涂 料为 降低 涂 料牯 度 , 大量 使 用 丙烯 酸 酯类 括性 稀 释单 需
体 , 致 涂 料 的 有 机 挥 发 组 分 ( C) 幅 度 升 高 , 导 VO 大
低 温性 、 耐热 冲击性 、 剥 离性 、 抗 耐溶 剂性 、 震动疲 耐 劳性 、 生物 老化性 、 耐 耐潮气 性 、 耐大 气性 等 , 涂料 在
有 优 良 的硬 度 、 冲 击 强 度 、 着 力 和 防 雾性 能 。 抗 附
紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的合成及改性研究

紫外光固化水性涂料具有安全、无毒、环保、高效、节能等优点而受到重视,是目前涂料行业研究的热点,但自由基型紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯(UV-WPUA)材料由于受到力学性能差、耐水性不足等缺点影响,且产品价格较高,因而应用受到限制。
本文以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二醇(PCL)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)以及中和剂为主要原料合成了一系列水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)低聚物,然后与光引发剂进行混合后,在紫外光下进行引发交联聚合,研究制备WPUA最佳合成工艺。再采用有机硅对上述WPUA材料进行化学改性研究,采用改性纳米氧化铝对上述WPUA乳液进行先物理共混再进行光固化自由基聚合,研究改性后乳液与胶膜性能。
利用以上最佳合成工艺条件制备出WPUA乳液和UV-WPUA胶膜,利用正硅酸乙酯(TEOS)在酸性条件下进行水解,再以硅烷偶联剂KH-570对SiO2进行表面改性获得M-SiO2,改变M-SiO2在总单体中的质量比,制备出一系列的M-SiO2/WPUA低聚物与乳液,与光引发剂2959混合均匀后,在紫外光照射下得到一系列不同含量M-SiO2的UV-M-SiO2/WPUA胶膜,对乳液和胶膜性能进行研究。其结果表明,FT-IR和XRD证实成功制备了M-SiO2/WPUA低聚物和胶膜。随着M-SiO2含量的增加,M-SiO2/WPUA乳液的平均粒径不断增大,粒度也逐渐变宽,UV-M-SiO2/WPUA胶膜的硬度和拉伸强度都有所增加,附着力和断裂伸长率有所下降,M-SiO2/WPUA胶膜相比WPUA胶膜具有更低的耐水性,但M-SiO2/WPUA胶膜的耐碱性比UV-WPUA胶膜的要稍差;M-SiO2/WPUA胶膜平均接触角都有所提高,表面自由能逐渐减小,疏水性逐渐变好,M-SiO2/WPUA胶膜均比UV-WPUA胶膜有更好的热性能,SEM和AFM表明M-SiO2在WPUA材料中分布均匀。
紫外光(UV)固化聚氨酯丙烯酸酯涂料的合成及其性能研究

20060601
硕士论文UV固化聚氨酯丙烯酸酯涂料的合成及其性能研究
摘要
紫外光固化涂料因其迅速成型、绿色环保及其优良的性能,近年来获得了高速的 发展并很快应用到各个工业领域。聚氨酯丙烯酸酯光固化涂料是由聚氨酯丙烯酸酯
1.2 U、,固化涂料
关于uV固化涂料,是在20世纪60年代开发的一种环保节能涂料,它具有低VOC 排放量;能耗低,只需要热固化能量中的一少部分即可固化:室温固化,可适用于热 敏感基材;固化速率快、生产效率高;涂层性能优异,如高硬度、高光泽、耐磨性和 抗化学药品性:涂装设备体积小,占地少,投资小等优点。它的主要组成有:光引发 剂、光敏树脂(预聚体)、活性稀释单体以及其他助剂。其缺点是:uV固化到补 偿),难以用于形状复杂的基材,可固化产品的几何形状受到跟制:体积收缩较大, 涂膜内应力较大,与底材附着力相对较低,对于有色体系固化较为困难。
本文最后在~系列试验和分析的基础之上,结合当前国际趋势。对PUA涂料目 前的不足给予今后的一点设想。 关键词:紫外光固化 聚氨酯丙烯酸酯清漆合成性能研究
硕士论文
UV固化聚氯酯丙烯酸酯涂料的合成及其性能研究
ABSTRACT
Ultraviolet(UV)cured coatings have made large growth and extensive application in many field because of’their rapid prototyping,excellent performance and green
influencing factors of coating films and have summarized universality principle of
高固含量紫外光固化水性聚氨酯的制备及其在塑料涂料中的应用

技术与研究
中国材料科技与设备 ( 双月刊)
高 固含 量 紫 外光 固化 水 性 聚 氨 酯 的 制备 及 其 在 塑 料 涂 料 中 的应 用
孔 维 良 ,成 方礼 ,魏 燕彦 ,宗成 中
( 岛科技 大学 橡 塑材料教 育部 重点 实验 室 ,山东 青 青 岛 26 4 ) 60 2
氨酯综合 性能最 好 ,尤 其是 柔 韧性 、抗 冲击性 和光 泽 度 , 是 U 固 化 水性 涂 料 中 的 研 究 热 点 l 。 V 4 本实验合成 出一 系列水性 UV 固化聚 氨酯 ,以羟基丙 烯 酸酯 封端 使其 获得 不饱 和基 团,乳化得 到 5 固含量 的 O 乳液 ,具有 良好 的稳定 性 ,UV 固化后 涂膜 显示 出 良好 的 耐水性 和耐弯折性能 ,在塑 料片上 的附着 力为 0级 ,硬度
到限制 ,因此塑料表面 的涂饰必 须在低 温下进 行 ,干燥 时 间长r] 】。油性涂料含有一定 的有机溶 剂 ,用于 塑料表 面虽
然涂膜具有较好 的附着力和耐水 性 ,但有 些塑料 耐溶剂 性 差 ,涂装过程中溶剂引起 基材收 缩应力 ,使 漆膜 出现表 面
粗糙和引起裂纹或龟裂 ,而且溶剂也造成一定 的污染 。 近二十年 国内外研究 者对 UV 固化水 性涂料 给予 了更 多的关注 ,UV 固化水性涂料是一种水性涂料 ,涂膜在 UV 照射下进一步交联 固化 ,它具有 水性涂 料粘 度易调 节 ,易 薄涂等优点 ,而且可避免 活性稀 释剂所 引起 的固化体 积收
公 司 ;I aue8 ,工 业 品 ,C b r cr1 4 g ia公 司 ;二 丁 基 二 月 桂 酸
0 引 言
水性涂料是一种环境 友好 的涂 料 ,但 由于塑料 表 面张 力小 ,水的表面张力大 ,水性涂料对其润湿性和展布性差 ,
新型紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的合成与性能研究的开题报告

新型紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的合成与性能研究的
开题报告
一、选题背景
水性聚氨酯丙烯酸酯因其环保、耐化学腐蚀、可调节性能等特点,成为了近年来研究的热点之一。
而紫外光固化技术则是一种绿色环保的表面处理方法,由于其速度快、效果好、无污染等特点,目前已广泛应用于涂料、油墨、粘合剂等领域。
因此,
将水性聚氨酯丙烯酸酯与紫外光固化技术相结合,可以制备出具有良好属性的新型紫
外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯,可广泛应用于涂料等领域。
二、研究目的
本研究旨在合成新型紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯,在优化合成工艺的基础上,对其性能进行研究。
三、研究内容
1. 合成新型紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯。
本研究首先将水性聚氨酯与丙烯酸酯进行共聚反应,合成出水性聚氨酯丙烯酸酯,随后通过添加紫外光引发剂和交联剂
等在紫外光下进行固化,制备出新型紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯。
2. 优化合成工艺。
根据新型紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的特点和应用要求,对其合成工艺进行优化,以提高固化速度和固化效率。
3. 对新型紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯进行性能研究。
主要研究涂膜的物理、化学性质,如膜厚、硬度、附着力、耐化学腐蚀性等,并通过对比实验证明该材料的
优越性。
四、研究意义
本研究将为紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的开发和应用提供新思路,同时将推动水性涂料在涂装领域的应用,提高涂装材料的环保性能,为经济社会的可持续发展
做出贡献。
高性能多烯型紫外光固化水性聚氨酯的研制及应用

双键含量计算公式为 :
和适量的丙酮, 然后升温到 8 c 0c 反应, 直到 NO C 全部反
应完 ,得到聚合物 C ;将反应体 系降至室温 ,加入计算量 的 TA E ,然后加入适 量的去离 子水强烈搅拌乳化 ,减压蒸 U V固化水性聚氨酯分散体产 物。 各原料 的物质 的量 比为聚 酯二 元醇 : PI: M A: ID D P 季戊 四醇 二丙 烯酸 酯 : E A: HM T A 1: E : 4:1: ~ 1: , 1 5: 1 催化剂 D T及阻聚剂对 甲氧 B 基苯酚均为体 系总质量的 O3 。合成路线如图 1所示。 .%
异佛 尔酮二异氰酸 ̄(P I ID) 、丙酮用 4 A分子筛处理 ,减压 馏 ,即可得到固含量为 4 % H值 为 6 7的均一稳定的 0 ,p ~
(E A、 HM)
I 0: O H 0C
为双键含量(m Lg ; m o /) c 为聚氨酯分子 中双键的
高性 能 多烯型 紫外光 固化水性 聚氨 酯 的研 制及应 用
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性基 团 , 再加 入三 乙胺 中和 9 0 % 的一 C O O H , 最 后 滴加 去离 子水 在分 散机 中综 合乳 化 , 制得 目标 产物 水性 聚氨酯 。
据 文 献 资料 显 示 , 当D M P A的含 量 占总质 量 的 5 %
~
7 . 9 % 时, 乳液 的外 观和 稳定 性都 比较好 。在 此 范 围 内
泽 等 方面 不尽 人意 , 另一 方 面丙 烯 酸树 脂具 有 机械 强 度 高、 耐黄 变 、 耐老化、 耐 候 性 好 的优 点 , 但 同 时存 在 耐 热 性、 耐 溶剂 性 、 耐磨 性差 的缺 陷 。 由于 两种材 料 在性 能上
具 有很 大 的互补 性 , 因此 如何 将 两种 材料 进 行 复合 以制 得 性质优 良的涂 料是 国 内外 的研 究热 点 。
随着 亲 水性 扩链 剂含 量 的增 加 , 可 以有效 地 提高 涂膜 的 力学性能, 还 可 以使 分 子的粒 径 处 于较 小 的范 围 , 从 而 提 高水 性聚 氨酯 的丰度 , 因此选 定 加入 D M P A的质 量 分
数为 7 . 9 % 。
R值 ( - N C O / 一 O H ) 的大 小 与 乳 液 的稳 定 性 和 成 膜 性 能 关 系密切 。保 证其 它 因素 不变 ,随着 R值 增大 , 一 N C O 含量 增 大 且 形成 交联 成 分增 多 , 容 易发 生 暴 聚 , 产 生 凝
国陆 陆续续 出 台关于 环保 的法 律法 规 。 如何 降低 涂料 中 易挥 发有 机 物 ( v o c ) 含 量 成 为 人们 研 聚合 法 。 先用 T D I与 P C D L合成水 性聚 氨酯 预聚 体 , 再用 非亲 水性 扩 链剂 将链 长 扩展 到 一 定程 度后 , 加 入亲 水性 扩链 剂再 次 进行 扩链 并 引入 亲水
~
关键 词 :水性聚氨酯: 季戊四醇三丙烯酸酯; 紫外固化; 涂料
1引言
聚氨 酯是 由多异 氰 酸酯 和 多元 醇聚 合 而成 的树 脂 。 因其 具有 良好 的 附着 力 、 耐候 性 、 耐 腐蚀 性 , 被广 泛 用于 涂 料行 业 l 1 ] 。随着聚 氨酯 工业 的 飞速 发展和 环 保 呼声 目 益强烈, 近 年来 人 们 对 生态 环 境 问题 逐渐 重视 , 世 界 各
间。
2 水性聚氨酯的制备
目前 水 性 聚氨 酯 的研 究 最 大 的三 个 问题 是性 价 比
在 胶 膜 的制 备 上 , 加 入 质 量 分 数 为 总质 量 3 % 的
太高、 丰度 不 足 、 耐水 性 能不好 。
2 9 5 9光 引发 剂 ,再加 入 1 % 的三羟 甲基 丙烷 单烯 丙基 醚
氨酯 的发展逐 渐 显得 重要 。 水性 聚氨 酯 是 以水 作 为分 散介 质 , 在传 统 聚氨 酯 基 础 上 引入 亲水 基 团 , 从 而提 高其 对 水 的相 容性 达 到 以水 代 替 有机 溶剂 的 目的 C 2 1 。水 性聚 氨酯 具有 无 毒 、 无味、 无
污染、 不燃 、 加 工方 便等 特 点 , 日益 受到人 们 的关注 。 单一 的水 性聚 氨酯 在稳 定性 、 耐水 性 、 自粘 稠性 、 光
考虑到成本上的因素 , 本实验采用的是廉价易得 的 ( T M P M E ) 交联剂 , 小心混合均匀且不令其产生气泡 。 让乳
T D I作为 原料 。针 对 水 性聚 氨 酯 耐水 性 较 差 的 问题 , 采 液 在 聚 四氟 乙烯薄膜 上 流延 并均 匀地 涂布 , 在常温 下 用 取 引入 交联 剂和 半酯 的方 法提 高 交联 度 , 从而 改 善其 耐 4 0 0瓦 的紫 外 光 固化 灯 照 射 2 4 h , 使 其 形 成 厚 度 约 为
胶化 现 象 , 造 成 体系 的不 稳定 。我 们把 1 . 2作 为 R值 的
最佳 比例 。 另外, 在 确 定 反应 时 间的 问题 上 , 采 取 在 每 一 步 反 应进 行时每隔一段 时问取样进行 一 N C O含 量 滴 定 的方 法 ,达 到 理 论值 所 需 要 的最 短 时问 为该 步 骤 的 反应 时
广东建材 2 0 1 3 年第 1 2 期
材料研究与应用
紫外光 固化水性 聚氨酯 的制备及性质研究
邓俊强
( 广 东省建筑材 料研究 院)
摘 要 :水性紫外 光固化体系具 有无 污染 、 无毒性、 无刺激和 生产安全等优点 , 是 目前较为活跃的研
究和开发领域 , 己成 为紫外光 固化技术 的主要发展方 向之一 。单一 的水性聚氨酯耐水性差 , 机 械强度 低 ,人 们 针 对 这 些 不 足 之 处 提 出了 很 多 改 性 方 案 。 目前 市场 上低 档 次 的水 性 聚氨 酯 涂 料 性 能 不 尽 人 意, 高档 次 的性 价 比太 高 , 难 以满 足人 们 的 需 要 。 本文选用廉价易得的 T D I作 为 原 料 , 添加 P E T 3 A交 联 改性 , 目的在于 降低成本 的同时有效地提高水性聚氨酯的性能 。 首先采用 白乳化的方法合成聚酯类水 性聚氨酯 , 研 究了 T D I 与P C D L ( M n = l O 0 0 ) 的 比例 、 D M P A的 加入 量 、 一 缩 二 乙二 醇 与 D M P A的 扩链 作 用 等 对水性聚氨酯性能的影响。 得 出当 T D I 与P C D L ( M n = i 0 0 0 ) 比例 为 5 . 5 : l , D M P A加 入 量 占总质 量 的 7 . 9 % 时能制出性能较好 的水性聚氨酯 。 在聚酯型水性 聚氨 酯基础上加入 丙烯 酸酯进行 改性 , 使用 P E T 3 A对 N C O封端将 内烯 酸引入分子链后 再交联 , 这种方法 能有效 的控 制分子链 长度 , 调节 亲水基 团住分 了 链中的序 列。制得 的水性聚 氨酯在耐水性和力学强度上均有改善 。