多官能度聚氨酯丙烯酸酯水性UV树脂的合成与性能表征

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇600(PEG600)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成水性聚氨酯分散体,然后分别通过甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)、二甲基丙烯酸甘油酯(GMDA)和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)引入碳碳双键,制备了2,4,6官能度的3种聚氨酯丙烯酸酯(PUA)水性UV树脂(UV-WPUA)。利用二正丁胺法测定合成过程中异氰酸根(-NCO)含量的变化,通过红外光谱(FT-IR)表征了合成产物的结构,树脂的紫外光固化结果表明4官能度的树脂具有最高的转化率(80%);随着官能度的提高,吸水率降低而光泽度逐步提高,其中4官能度的树脂力学性能更为优良。     

光敏聚氨酯丙烯酸酯固化收缩应力的影响因素

光敏聚氨酯丙烯酸酯体系的光固化速度快,然而快速的聚合动力学会导致树脂在光聚合过程中内应力释放受到阻碍,出现严重的聚合收缩现象,使体系双键转化率降低,光固化材料性能较差。为了了解性能与聚合过程之间的关系,文中采用中红外光谱仪和光流变仪相结合的技术来监测光敏聚氨酯丙烯酸酯(PUA)的光聚合过程。结果发现,引发剂含量增加可以提高固化速率,降低聚合过程中的法向应力;UV光强降低会减少收缩应力,但同时也会降低体系的双键转化率。当单体官能度增加,凝胶点推迟出现,收缩应力降低。随着稀释剂单体中乙氧基柔性链增加,固化材料的柔韧性增大,从而收缩应力降低。     

超支化改性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯(PUA)

采用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚丙二醇400(PPG400)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料制备了聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚体,而后采用实验室自制的超支化聚酯对PUA改性制备超支化聚氨酯(HPUA),并选用两种不同官能度的活性稀释剂对HPUA树脂进行分散,分别研究了两种活性稀释剂不同配比对树脂固化后的性能影响。研究结果表明:PUA预聚体的最佳合成温度为40℃,最佳封端温度为50℃;与未改性的PUA相比,超支化改性后的PUA粘度明显下降,树脂固化后的力学性能和玻璃化转变温度也有所提升;当活性稀释剂二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)配比为40wt%/60wt%时树脂固化后的综合性能最佳,此时树脂的玻璃化转变温度为136.67℃,拉伸强度为15.6MPa,断裂伸长率为17.1%,铅笔硬度为2H,冲击强度为31.3kg·cm^-1,附着力为1级,柔韧性为1mm。     

双固化3D打印弹性体光敏树脂的制备与性能

采用双固化体系设计,合成制备了两步固化可3D打印弹性体的光敏树脂。使用甲乙酮肟对聚氨酯预聚体进行封端,并通过红外光谱和差示扫描量热分析确定其对应的最佳解封温度为120℃;采用不同的丙烯酸酯类稀释剂配制光固化P树脂部分,与封闭聚氨酯预聚体及扩链剂组成的T树脂配制了双固化体系光固化3D打印树脂,采用平板流变仪确定了其打印温度应控制在30～35℃;对固化后的样品进行力学性能测试,发现当稀释剂采用玻璃化转变点高的稀释单体时,制备样品力学性能最好,接近于浇筑聚氨酯弹性体,在室温能保持良好的弹性。     

水性UV固化含氟聚氨酯树脂的制备及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG-1000)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、自制的含氟二醇及季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为原料,通过缩合聚合法合成一种新型水性UV固化含氟聚氨酯涂料树脂。利用FT-IR对树脂固化前后的分子结构进行表征。采用粒度分析、Zeta电位分析、接触角以及各种性能测试等手段,对其乳液、光固化过程及涂膜进行了分析研究。     

植物油基光固化树脂研究进展

受石油资源供应不稳定和环境污染的双重影响,以天然可再生资源为原料制备高分子材料越来越受重视。另一方面,基于紫外光固化技术的光固化树脂具有高效率、低能耗、低VOC排放等优点,也引起了人们的广泛关注。文章介绍了植物油基光固化树脂的最新研究进展,包括不饱和酯预聚体(如环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯)、活性稀释剂、环氧树脂、巯基-烯结合树脂等。最后,对植物油基紫外光固化树脂的发展前景进行了展望。     

水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯的干燥与固化过程

采用聚氨酯丙烯酸酯为研究对象,分别对水溶性、水乳液型紫外光(UV)固化树脂的干燥和固化规律进行研究,考察了树脂分子结构、干燥固化条件等因素对干燥和固化的影响。通过对涂膜红外干燥过程的研究,发现红外辐射可以将UV固化聚氨酯丙烯酸酯乳液的干燥时间降至30 s左右。对涂膜固化过程的研究表明,固化条件、分子结构和添加物对固化时间都有重要影响,选择合适的条件,固化时间可以缩短至5 s以内。     

紫外光固化蒎烷基丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成及研究

利用紫外(UV)光固化机对蒎烷基丙烯酸酯改性水性聚氨酯进行UV光固化反应研究,通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)和凝胶色谱(GPC)对UV光固化后胶膜的性能进行了研究。考察了曝光时间、单体含量、光引发剂含量和光引发剂种类对固化后胶膜结构和热性能的影响,研究结果显示当甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)含量为10%(wt,质量分数,下同),使用IR2959光引发剂用量为3%,曝光时间5min所得到的胶膜热性能较好,玻璃化转变温度(T_g)为21.06℃,数均分子量(Mn)值为20876;当丙烯酸异冰片酯(IBOA)含量为50%,使用IR2959光引发剂用量为3%,曝光时间4min所得到的胶膜热性能较好,T_g为19.94℃,Mn值为35924。     

三乙烯基封端有机硅改性聚氨酯预聚物的合成与光固化性能表征

通过溶液聚合方法成功制备了三乙烯基封端的有机硅改性聚氨酯预聚物。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)分析证实了三乙烯基封端的有机硅聚氨酯丙烯酸酯光固化预聚物的结构。研究了预聚物的固化速度、固化膜的力学性能和凝胶含量,并通过动态力学热分析(DMTA)进行了表征。与通用的单乙烯基封端的聚氨酯光固化膜相比,三乙烯基丙烯酸酯的引入有助于固化膜交联程度的提高,其中紫外光照射30秒时凝胶含量提高了3.1%,拉伸强度提高了192%。     

混杂光固化3D打印树脂固化动力学性能

以环氧树脂(EPON828)和聚氨酯丙烯酸酯(RJ429)为基础树脂,采用自由基-阳离子混杂光固化体系来制备可用于3D打印的混杂光固化树脂,研究固化过程中自由基和阳离子光引发剂的种类、质量配比和加入量对光固化树脂固化动力学及其力学性能与成型精度的影响。结果表明:阳离子光引发剂Gencure 842和自由基光引发剂Doracur 1173为最佳复配引发剂,最佳质量比为0.75∶1,最优加入量为6.0%(质量分数);环氧树脂828和聚氨酯丙烯酸酯429的最佳质量比为1∶1,混杂光固化树脂的黏度为50.5Pa·s;光固化制品的拉伸强度和冲击强度分别为6.60MPa和8.28kJ·m~(-2),体积收缩率和翘曲度分别为-3.986%和3.62%,满足3D打印光敏树脂的成型要求。     

六官能UV固化脲-异丁醛-甲醛树脂的合成

脲-异丁醛-甲醛树脂(UIF)是一种效果显著的涂料助剂,可以改善涂膜的硬度、光泽和附着力等性能。将其应用在光固化涂料体系中,因其分子结构不含能固交联固化的活性基团,无法参与固化成膜,所以固化膜的耐溶剂性与耐化学试剂性较差。以硼氢化钠、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)改性UIF,通过预封端法制备了六官能UV固化脲-异丁醛-甲醛树脂(UVUIF)。对反应温度和催化剂用量进行了探讨与研究。该树脂具有良好的热稳定性。添加到涂料中,可以改善涂膜附着力、硬度、光泽度,减少光固化时间。     

UV固化超支化聚氨酯丙烯酸酯的制备与表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、新戊二醇(NPG)、二乙醇胺(DEOA)为原料合成了含扩链剂的端羟基超支化聚氨酯(HPU-OH),并用异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯的半加成产物(IPDI-HEA)对其改性制备超支化聚氨酯丙烯酸酯(HPUA)。利用傅里叶红外光谱、核磁共振波谱、热重分析仪和差示扫描量热仪对其结构和热性能进行了表征。红外光谱和核磁共振测试表明HEA成功接入HPU-OH中,得到超支化结构的HPUA;热重分析显示HPU-OH和HPUA均有3个热分解温度段,分解历程相近;差示扫描量热分析表明HPUA玻璃化转变温度(Tg)低于HPU-OH。将HPUA添加到普通的环氧丙烯酸酯中光固化成膜,涂膜测试表明,添加10%的HPUA的光固化树脂,其固化膜铅笔硬度从B提高到2H,摆杆硬度从0.59提高到0.76,附着力从2级提高到0级。     

纳米SiO_2的光敏改性及在光固化复合涂层中的应用

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、4,4′-二羟基二苯甲酮(DHBP)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)为原料,合成出主链含有夺氢型光引发剂以及共引发剂胺结构的NCO封端的聚氨酯预聚体,将预聚体接枝到纳米SiO_2表面,得到具有聚氨酯结构的光敏性纳米SiO_2(PU-photo-SiO_2),然后将其添加到聚氨酯丙烯酸酯树脂(PUA)中制备出光固化复合膜。红外光谱证实了PU-photo-SiO_2的成功合成;扫描电镜、热重分析、冲击强度等研究表明,PU-photo-SiO_2与光固化PUA树脂的相容性较好,利于提高光固化膜的热稳定性和力学性能。     

甲基丙烯酸马来海松环氧树脂/聚氨酯丙烯酸酯/碳纳米管复合材料的制备和性能

为了保护环境和利用可再生资源,文中合成了甲基丙烯酸马来海松酸环氧树脂(MREMA)和聚氨酯丙烯酸酯(PUA),将MREMA和PUA按质量比1∶1进行UV固化反应,并用羟基多壁碳纳米管(HCNTs)改性制备纳米复合材料。利用红外光谱仪、热重分析仪、动态力学谱仪和漆膜测试仪等研究了碳纳米管对MREMA/PUA材料的热性能、动态力学性能以及涂膜性能的影响。结果表明,加入HCNTs可以明显改善材料的热性能和动态力学性能。加入0.5%HCNTs,材料的玻璃转化温度Tg达到173.4℃,与纯组分相比提高了64.6℃;加入0.7%HCNTs,材料的起始热分解温度提高了38.2℃。UV-光固化涂膜的硬度也因加入HCNTs而提高,且涂膜具有很好的物理化学性能。     

UV 喷墨墨水用聚氨酯丙烯酸酯的合成及过程控制

采用本体法,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇(PEG)、丙烯酸羟丙酯(HPA)为原料,合成了低黏度、快速固化的UV 固化聚氨酯丙烯酸酯预聚体。用红外吸收光谱对其化学结构进行了表征,并分析了温度、催化剂、阻聚剂等因素对反应过程及产物性能的影响。     

多官能度光固化聚氨酯丙烯酸酯预聚物合成工艺探讨

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚三元醇、三羟基丙烷二丙烯酸酯(TMPDA)为原料,采用两种合成工艺制备六官能聚氨酯丙烯酸酯预聚物。考察了两种合成工艺对预聚物分子量、分子量分布、黏度,及固化膜玻璃化温度、硬度等膜性能方面的影响。实验结果表明,采用预封端工艺制得的六官能度聚氨酯丙烯酸酯具有相对较低的分子量及分子量分布,较低的黏度,较高的光固化活性,硬度较高,综合性能优于后封端工艺。     

木器用新型不饱和聚酯UV胶衣树脂的合成及其UV-LED下光固化行为研究

用新型多元醇部分代替传统不饱和聚酯当中二元醇,用二步加料法,合成出具有体型结构的预聚物,再用带有不饱和双键的丙烯酸酯类进行封端,得出能紫外光固化的不饱和聚酯。同时,为了制备出性能最好的树脂,对其成分进行了正交实验,最终得出了附着力良好,硬度较高的,可用于木器表面涂膜的光固化(UV)胶衣树脂。并且研究其分别在高压汞灯和主波长为375nm的LED光源下,UV胶衣树脂体系的光固化动力学行为。     

UV固化水性聚氨酯基油墨的制备

将季戊四醇三丙烯酸酯引入聚氨酯预聚体的末端,制备了新型可UV固化的水性聚氨酯树脂,并以其为连接料,制备了UV固化水性凹印油墨,研究了DMPA质量分数对UV固化水性聚氨酯乳液性能的影响及UV固化水性凹印油墨的性能。结果表明,随着DMPA质量分数的增加,乳液的颜色由乳白不透明逐渐转变为半透明泛蓝光,稳定性能增强,粒径不断减小,固含量随之增加,综合考虑,确定适宜的DMPA质量分数为6.25%;制得的UV固化水性凹印油墨符合国家标准的水性烟包凹印油墨的性能要求,基本能够满足实际使用过程中印刷适性的要求。     

高性能UV固化聚氨酯的制备及性能研究

选用二羟甲基丙酸(DMPA)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、三乙胺等为主要原料合成了高性能UV固化水性聚氨酯乳液,并在添加光引发剂1173后,UV固化制备涂层。采用FT-IR、1H NMR、TGA和DSC等对合成树脂的结构和性能进行表征。与市售水性UV固化聚氨酯乳液对比,本乳液具有更小的粒径、更高的活性,所制备的涂层具有更高的硬度、更优异的耐磨和耐水等性能。     

磺酸盐型UV固化聚氨酯分散体的制备与表征

以聚碳酸酯二元醇、季戊四醇三丙烯酸酯、磺酸盐聚醚二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、环氧丙烯酸酯等原料制备了固含量约36%的磺酸盐型UV固化聚氨酯分散体和环氧丙烯酸酯改性的UV固化聚氨酯分散体(UV-PUDs)。研究表明,分散体的平均粒径处于68nm~290nm之间,粒径分布多处于50nm~300nm之间。随亲水基团含量的减少,R值(n(-NCO)/n(-OH))的增大,环氧丙烯酸酯添加量的增多,分散体平均粒径增大,黏度减小。透射电镜(TEM)显示,分散体胶粒呈球形结构,大小不一。分散体配成涂料后,光泽度可达94,铅笔硬度可达2H,耐水性优良。添加环氧丙烯酸酯可以提高漆膜的光泽度、耐水性、硬度等性能。