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水性光固化树脂的研究进展.doc

水性光固化树脂的研究进展

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2018-04-04 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

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水性光固化树脂的研究进展第卷第期化工新型材料VolNo年月NEWCHEMICALMATERIALS水性光固化树脂的研究进展罗雪方赵秀丽黄奕刚刘勇白战争中国工程物理研究院化材所绵阳西南科技大学材料科学与工程学院绵阳陕西宝鸡部队分队宝鸡要综述了一类具有环境友好和快速固化特点的紫外光固化水性树脂的分类、摘相关研究热点及该技性能特点、术当前存在的主要问题。关键词水性光固化树脂ProgressinwaterborneUVcuringresinLuoXuefangZhaoXiuliHuangYigangBaiZhanzhengLiuYongChinaAcademyofEngineeringPhysicsMianyangSouthwestUniversityofScienceandTechnologyMianyangShanxiTroopsUnitsBaojiAbstractTheUVcurablewaterborneresinwhichcouldbewidelyappliedtoenvironmentfriendlyandfastlycuringcoatingwasintroducedTheclassificationscharacteristicsandrelevantresearchsoftheresinweredescribedatthesametimethemainproblemsofthehottechnologywerepointedoutatpresentKeywordswaterborneUVcuringresin光固化涂料通常也称为紫外光固化涂料简称UV水性UV不饱和聚酯固化涂料其体系中只含有少量,有机溶剂从而不饱和聚酯是最早用于光固化材料的低聚物。年在其固化过程中大大减少了有机挥发成分VOC对环境的污德国拜尔公司开发的第一代光固化材料就是不饱和聚酯与苯染。但是由于UV固化涂料的主要成分为高分子低聚物一乙烯组成的光固化涂料。水性UV固化不饱和聚酯体系是般均具有较高的黏度在涂布时必须加入活性稀释剂以调节通过传统的多元醇和多元酸缩聚反应得到的。为了使其具有其黏度和流变性。这些活性稀释剂含有VOC而且还有不同一定的亲水性需要加入一定的亲水性基团目前使用较多的程度的毒性和剌激性。随着环境的不断恶化开发新型“绿有聚乙二醇偏苯三酸酐或均苯四酸等。含水不饱和聚酯涂料已经迫在眉睫。用水作为溶剂代替稀释剂的水性涂色”树脂可分为水溶型和乳液型两类。其中乳液型又分为油包水料已成为涂料发展的主要方向之一其优点是极易调节的低型WO和水包油型OW以及微乳液型。通过加入碱性物黏度和极低的VOC。UV光固化涂料及水性涂料技术因其环加入表面活性剂乳化和在聚酯链中引入极性基团质生成盐、保优势日益为人们所关注。光固化水性涂料结合了两者的等方法可以制得含水不饱和聚酯树脂。优点在近多年来得到较快的发展。Lewarchik等采用新戊二醇和环己烷二甲醇与六氢水性光引发剂、水性光固化涂料主要由水性低聚物、助剂邻苯二甲酸酐以及二羟甲基丙酸反应制得了水性不饱和光和水组成其中水性低聚物和光引发剂是最主要的成分。水敏树脂重均分子量在,之间体系固含量为性光固化低聚物是水性UV固化体系中最重要的组分它决其涂膜在QUV箱中置放h后仍然具有较好的硬度柔韧性、定着固化膜的硬度、耐磨性、粘附性、耐水性和耐腐蚀和光泽度。Meixner等报道了几种非离子自乳化型的水性性等物理性能。另外齐聚物的结构对光固化的速度也有很大光固化不饱和聚酯主要用于木器涂料。Jung等在制得的的影响。水性UV固化树脂要进行自由基光固化这就要求几种不饱和聚酯预聚体中以COOH为亲水基团以三羟甲基树脂分子必须带有不饱和基团在紫外光的照射下分子中的丙烷二烯丙基醚为光固化基团。当偏苯三酸酐四氢化邻苯不饱和基团相互交联由液态涂层变成固态涂层。按照化学二甲酸等于摩尔比一缩二乙二醇丙二醇与乙二醇组成及结构目前水性UV固化树脂主要分为不饱和聚酯聚为等摩尔比时得到的涂膜综合性能最佳具有很好的拉伸强氨酯丙烯酸酯聚丙烯酸酯聚酯丙烯酸酯。度合适的黏度和较好的耐候性。基金项目:中物院化材所所长基金作者简介:罗雪方女在读硕士研究生研究方向:高分子合成。联系人:罗雪方。化工新型材料第卷水性UV固化不饱和聚酯体系的涂料的固化速度慢而张洁等先以季戊四醇邻苯二甲酸酐和HEA合成了且固化过程中最大的缺点是聚合过程的氧阻聚影象特别严聚酯丙烯酸酯然后减压蒸除甲苯并以NN二甲基乙醇胺重。综合性能也不及其他水性涂料所以较多地应用于中低三乙醇胺为中和剂加入水稀释制得了紫外光固化水性聚酯档涂饰如木器涂饰等。丙烯酸酯溶液具有长期的储存稳定性。树脂的水溶性随羧酸盐的含量增加而提高感光性随所带丙烯酸酯的双键增加水性而提高。当羧酸盐及双键含量固定时树脂的水溶性及感光聚丙UV聚丙烯酸酯烯酸酯可以由多种丙烯酸酯类单体共聚后利用性均随分子量的增加而降低。在超支化聚酯末端可以接入丙共聚物侧链的活性基团获得具有不饱和双键的聚丙烯酸酯烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯得到的水基超支化UV固化树脂树脂。水性UV固化聚丙烯酸酯不同与其它UV树脂的地方可以稳定的分散在水中甚至可以在乳胶粒子表面接枝水性UV聚。是它的主链可以在水中合成氨酯丙烯酸酯上具有UV活性的不饱和双键。如Wood研究了几种分别含丙烯酰基团甲基丙烯酰丙烯酸酯改性水性聚氨酯是水性聚氨酯改性中最常用的基团烯丙基基团侧基的体系以及不含光聚合不饱和基团但技术手段用丙烯酸酯对水性聚氨酯进行复合改性可以弥补加入多官能团丙烯酸酯单体如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作单一聚氨酯水分散体自增稠性差固含量低乳胶膜的耐水性为交联剂的体系详细比较了其固化速率以及固化膜的硬度差光泽性较差的缺陷同时掩盖了单一丙烯酸水分散体热粘柔韧性耐溶剂和耐水性能等。实验表明固化速率的大小次冷脆柔韧性差不耐溶剂的缺点获得两类体系优势性能互序是:丙烯酰基lt甲基丙烯酰基lt烯丙基而含有可聚合不饱补的新型材料。制备水性聚氨酯丙烯酸酯主要包括了共混和和侧基的体系其固化膜的总体性能较好。杨小毛等以共聚两种方法。BA、、、HEMA共聚合成了具有羟基和羧基侧基的丙StAA和其中共聚法被大量的工作者研究因为它具有以下特点:烯酸共聚物再用TDI与HEMA的半加成物对上述丙烯酸树聚氨酯主链上有丙烯酸接枝比共混法有更好的抗磨脂进行接枝改性经胺中和后可得到较稳定的自乳化光敏树抗冲击性、性、抗粘着性能、力学性能、耐溶剂性能等较高脂水分散体系。Muhlebach等通过丙烯酸或者甲基丙烯酸的性价比。目前共聚法制备的聚氨酯丙烯酸酯共聚物分为丙聚合反应对聚乙烯醇部分改性可以得到带有甲基丙烯酸烯酸改性聚氨酯核壳乳液和核壳交联丙烯酸聚氨酯复合酯或丙稀酰胺基团的水溶性聚合物。这种聚合物经紫外光固乳液。化在数秒内交联形成透明的网状结构可以用作隐形眼镜。丙烯酸改性聚氨酯核壳乳液是用PU乳液作种子的复合水性UV固化聚丙烯酸酯体系具有价廉、易制备、涂膜丰乳液聚合法。复合乳液聚鲜窍戎票负姿木郯滨将满、光泽度高等优点。但是这些乳液合成UV固化树脂的方其分散于水中作种子再同丙烯酸酯进行乳液复合聚合这法通常接枝率太低涂膜固化后性能提高不大。样可制得核壳型PUA乳液或加入双烯类单体制得互穿网络聚合物乳液。丁克毅等用聚氨酯乳液充当种子乳水性UV聚酯丙烯酸酯液采用乳液聚合的方法合成了聚氨酯聚丙烯酸酯乳液。采聚酯丙烯酸酯PEA是在饱和聚酯的基础上进行丙烯酸用红外手段观察其聚合过程表明只发生物理交联而没有化酯化引入光活性基团。典型的合成路线如下:学交联。粒径分析表明乳液具有特殊的理化性能使其作为皮革涂饰成膜剂具有广阔的应用前景。核壳交联丙烯酸聚氨酯复合乳液是在丙烯酸改性聚氨酯核壳乳液中引入交联在丙烯酸和聚氨酯链段之间发生直接的化学键合相间相容性增强从而使获得材料的抗张强模量、度、耐久性及稳定性得到进一步提高。胡飞、硬度、冯利帮等通过对聚氨酯丙烯酸酯乳液的研究发现羧基含量用于光固化体系的聚酯丙烯酸酯的相对分子质量较低增大乳液粒径减小漆膜的耐水性通常在几百到几千其黏度比环氧丙烯酸酯黏度增大。另外还发现和聚氨酯丙烯酸和耐甲苯性随着异氰酸酯含量的增大和聚醚二元醇分子量的酯都低得多光固化速率受影响表面氧阻聚较明显。解决的减小而提高当羧基含量增加时漆膜的耐水性能降低耐甲办法有很多例如合成支化的多官能度PEA光固化反应活性苯性能提高。显著提高但黏度也高达数十Pa固化膜交联密度s陈龙等利用甲乙酮肟MEKO和己内酰胺为封端剂性下降较高柔又如对常规PEA进行胺改性不仅克服氧阻聚问题采用三步法制备了一系列的自交联封端型聚氨酯丙烯酸酯由此形成的固化膜附着力、耐磨性、气味、光泽等性能也将改PUA复合液。合成步骤主要分为三步制得了一系列的自善。聚酯丙烯酸酯低聚物近几年的成长非常迅速功能性越交联封端型PUA复合乳液。该复合乳液在一定的固化温度来越强在涂料、油墨和胶粘剂领域的应用也越来越重要。而下随着解封交联反应的进行可实现涂膜的后固化交联。采且是水性UV固化体系中价格较低的一类人们对此也做了用DSC和TGA研究了不同封端剂和多元醇对解封交联温度不少研究。的影响。同时对所合成的自交联封端型PUA复合乳液通过第期罗雪方等:水性光固化树脂的研究进展解封交联后固化制得的涂膜的力学性能进行了研究。ApplPolymSci:水性UV聚酯丙烯酸酯类涂料具有成本低的优势且耐WoodKAEuropeanpolymersJPaintandColourJournal溶剂性和耐水性好但是其水溶性和涂膜的固化速度仍有待:杨小毛杨建文陈用烈等光固化氨酯改性丙烯酸系水性涂提高。聚氨酯丙烯酸酯类树脂由于其分子结构中含有丙烯酸料J功能高分子学报:官能团和氨基甲酸酯键将其作为齐聚物制得的水性紫外光ShRAnYGuanWChFormulaandprocessofheatresisLi固化涂料兼具有聚氨酯的高耐擦伤性硬度撕裂强度优良tingtransparentcoatingbasedonmodifiedpolyvinylalcohol的耐低温性以及聚丙烯酸酯优异的光学性能和耐候性。JJPolymSciPartA:PolyChem:结语张洁张可达紫外光固化水性聚酯丙烯酸酯的合成与感性性光固化水性树脂制备的涂料有环保和固化速率快的特能J苏州大学学报自然科学:点符合时代发展要求。在欧美等发达国家已推出了它们的LeeCHYKimJWSuhKDWatersolubleurethaneacry光固化水性涂料产品近些年中国也相应的推出了光固化水lateionomer:Effectofmolecularstructureonultravioletcoat性涂料。但是水性光固化涂料也存在不少的缺点:ingpropertiesJJApplPolymSci:体系中存在水光固化前大多需要进行干燥除水而YangJMitchellAWPolyurethanepolyacrylateinterpenetra水的高蒸发热导致能耗增加也使生产时间延长生产效率tingnetworks:preparationandmorphologyJMacromolecules:下降。DjomoHMorinAAamyaniduMetalPolyurethanepoly水的高表面张力不易润基材易引起涂布不均对颜methylmethacrylateinterpenetratinpolymernetworks:料润湿性差影响分散。earlyst

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