UV固化多臂型含氟聚氨酯的制备及性能研究

采用甲基丙烯酸十二氟庚酯（ DFHMA）与 3-氨基 -1,2-丙二醇反应得到自制含氟二元醇;以异佛尔酮二异氰酸酯（ IPDI）、聚碳酸酯二元醇（ PCDL）、季戊四醇三丙烯酸酯（ PETA）、一缩二丙三醇（ DIGLYCEROL）、含氟二元醇为主要原料合成了 UV固化多臂型含氟聚氨酯,采用红外光谱和核磁共振氢谱对自制含氟二元醇和聚合物进行了表征,并对聚合物涂层的水接触角、耐水性、热稳定性、硬度、力学性能等进行了测试。结果表明：含氟二元醇的引入使得涂膜的水接触角上升,耐水性提升,热稳定性提高,硬度增加。在含氟二元醇含量为 8%时,涂层的综合性能最佳。     

含全氟聚醚聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯（ IPDI）、全氟聚醚醇（ Fluorolink E10H）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）以及聚乙二醇（ PEG）、聚四氢呋喃二醇（PTMG）、聚碳酸酯二醇（ PCDL）为原料合成 3种含氟聚氨酯丙烯酸酯（ FUA）,并作为低聚物添加到 UV固化涂料体系中。分别对 UV固化涂层的接触角、吸水率、耐摩擦性、形貌及表面组成等性能进行了研究。结果表明：以 PCDL为原料、低聚物用量为 2. 4%时具有良好的表面性能,水和正十六烷的接触角分别达到 114. 7°和 69. 7°,负载为 500 g、以无纺布为摩擦媒介摩擦 1 000次后水接触角为 107. 8°,涂层具有良好的耐摩擦性能。     

可聚合含氟聚氨酯低聚物的合成及其UV固化性能

由丙烯酸十二氟庚酯和二乙醇胺的Michael加成反应合成了十二氟二元醇,其与异佛尔酮二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯反应得到一种可聚合含氟聚氨酯低聚物,并将该低聚物应用于紫外光固化涂料中。采用红外光谱和核磁共振氢谱表征了十二氟二元醇和含氟聚氨酯低聚物的结构,通过涂层接触角、硬度、耐磨性、吸水率和耐化学品性测定研究了其含氟低聚物用量对光固化涂层性能的影响。结果表明,当含氟低聚物添加质量分数从0增加到20%时,涂层的水接触角从53.5°增加到98.8°,邵氏硬度由43.3提高到90.3,耐磨性由45 r增加至145 r,吸水率由1.32%下降到0.55%,同时涂层耐化学品性明显改善。     

新型UV固化多官能度有机硅功能低聚物的合成及应用

以端含氢硅油、甲基乙烯基二氯硅烷和丙烯酸-β-羟乙酯为原料,经硅氢加成和醇解两步反应,制备了一种与UV固化涂料相容性好,新型多官能度、可UV固化的有机硅功能低聚物。优化了硅氢加成反应条件,产物结构经IR进行了表征。将有机硅功能低聚物应用于UV固化涂料,制得UV固化耐污涂料。研究了涂膜的光固化时间、耐试剂性以及热稳定性,并探究了有机硅低聚物含量与涂膜表面水接触角、吸水率和耐污性等之间的关系。硅氢加成反应的最佳条件:反应温度85℃,催化剂用量为0.4%,n(端基含氢硅油)∶n(甲基乙烯基二氯硅烷)=1∶2,溶剂甲苯的用量为30%。此条件下端基含氢硅油的转化率达到98%;将多官能度有机硅低聚物应用于UV固化涂料,制备有机硅耐污功能材料。涂膜固化时间为46 s,附着力达2级,硬度为3H,具有较好的力学性质。当有机硅低聚物质量分数为1.2%时,材料涂膜表面水接触角达到110°,具有优良的疏水性;涂膜耐水、耐盐及耐碱性较好,且对酱油、碳素墨水以及水性彩笔表现出良好的耐污性能。此外,固化膜在325℃内稳定存在,具有良好的热稳定性。     

氟改性UV固化超支化水性聚氨酯的制备与性能研究

采用HDI三聚体(HDT)和二乙醇胺(DEOA)自制六羟基多元醇;采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、全氟己基乙基醇(TEOH-6)和三羟甲基丙烷(TMP)自制含氟二元醇;以IPDI、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、含氟二元醇、二羟甲基丁酸(DMBA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为主要原料合成—NCO半封端的聚氨酯,将六羟基多元醇加入到聚氨酯中,制备了氟改性UV固化超支化水性聚氨酯(FWPU)。采用光学接触角、纳米粒度仪、电子拉力机、原子力显微镜等对涂膜的结构与性能进行了测试。研究了含氟二元醇添加量对涂膜疏水性、力学性能、硬度、热稳定性等的影响。结果表明:随着含氟二元醇的加入,乳液粒径逐渐增大、分布变宽,涂膜接触角增加、吸水率大幅降低、热稳定性增强、拉伸强度大幅度增大、硬度达到4H。当含氟二元醇含量为8%时,涂膜的综合性能最佳。     

全氟聚醚改性UV固化丙烯酸酯涂料的合成与性能研究

以全氟聚醚醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料合成了含氟聚氨酯丙烯酸酯(FUA),以全氟聚醚醇和丙烯酰氯为原料合成了含氟丙烯酸酯(FM),通过红外手段表征了产物结构。将FUA与FM分别加入聚氨酯丙烯酸酯(PUA)体系和环氧丙烯酸酯(EA)体系,再配以活性稀释剂与光固化剂,制备了一系列UV固化涂料。研究了UV固化膜的凝胶含量、耐化学品性、硬度、水接触角、附着力。研究表明:通过全氟聚醚醇改性的丙烯酸酯类涂膜(FUA-PUA、FUA-EA和FM-PUA体系)具有良好的表面性能、耐化学品性,且加入了FUA的PUA涂层表面水接触角可以由98°提高到113°,体现了很好的疏水性能。     

Y型全氟聚醚UV固化涂料的制备及其性能

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚碳酸酯二醇、甲基丙烯酸羟乙酯以及Y型全氟聚醚单端醇、Y型全氟聚醚单端二醇为原料合成了2种含氟聚氨酯丙烯酸酯。将其作为低聚物添加到紫外光(UV)固化涂料体系中,以全氟己基乙基丙烯酸酯(PFHEA)为添加剂。分别对UV固化膜的接触角、吸水率、耐摩擦性能、形貌及表面组成等进行了研究。结果表明:以Y型全氟聚醚单端二醇为原料合成的低聚物添加量为2.4%(w),w(PFHEA)为8%时,UV固化膜具有良好的表面性能,水和正十六烷的接触角分别为120.3°,82.8°,负载为500 g,以无纺布为摩擦媒介时,摩擦1 000次后接触角仍达到116.6°,78.0°。     

辅助材料

UV固化涂料用含氟超支化聚酯丙烯酸酯添加剂 以含氟异氰酸酯改性超支化聚酯Boltorn H20制备含氟超支化聚酯丙烯酸酯（FHPA）,并用1H-NMR谱和FTIR光谱分析其特点。以测量接触角的方法测试了FHPA作为添加剂的UV固化涂膜的水油湿润性。     

辐射固化聚氨酯丙烯酸酯涂料的合成及性能

以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG-1000)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为主要原料合成了聚氨酯丙烯酸酯(PUA),与适量三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)复合制备了辐照固化PUA涂料,采用FT-IR对PUA结构进行表征;考察了R值(—NCO与—OH的物质的量比)和辐射固化方式对涂膜的耐溶剂性、附着力、铅笔硬度、热性能等的影响。结果表明经60Coγ射线辐射固化的涂膜比UV固化的涂膜有更好的耐溶剂性和附着力,但硬度不如UV固化得到的涂膜,涂膜热稳定性好,且随R值增大而提高。当R值为1.8,制备出的PUA树脂经60Coγ射线辐射固化得到的涂膜具有良好的综合性能。     

无溶剂型植物油基 UV固化低聚物的制备与性能研究

为充分发挥植物油基 UV固化低聚物的结构优势,简化制备工艺,本研究利用腰果酚和蓖麻油的羟基,采用一锅法分别制备出无溶剂型腰果酚基和蓖麻油基 UV固化低聚物。将不同比例的 2种植物油基低聚物复配,制备出一系列光固化膜,探究不同比例下光固化膜的动态热机械性能、热稳定性能、拉伸性能和一般涂层性能等。结果表明：随着腰果酚基低聚物含量的增加,固化膜的玻璃化转变温度由 36. 4 ℃上升到 44. 4 ℃,柔韧性不变的情况下,铅笔硬度由 2H提升到 4H。     

硅氧烷低聚物改性水性环氧树脂及其性能研究

用甲基丙烯酸改性环氧E-44合成水性环氧树脂,再以物理共混方式用自制硅氧烷低聚物改性水性环氧树脂。采用红外光谱对树脂结构进行表征;用改性树脂制备固化涂层,考察了涂层固化后的基本性能;并利用热重分析和差示扫描量热法分析了固化膜的热稳定性和玻璃化转变温度。结果表明:硅氧烷低聚物对改性水性环氧树脂的附着力、吸水率、耐化学介质性能影响不大;加入硅氧烷低聚物后涂膜的铅笔硬度从3H提升至4H;随着硅氧烷低聚物含量的增加,达到最大热失质量速率时的温度从364.5℃提升至433.0℃,涂膜的热稳定性提高。     

含氟自交联型醋酸乙烯酯聚合物乳液的制备及表面性能

通过无皂乳液聚合法合成了一种含氟自交联醋酸乙烯酯聚合物,用表面电子能谱仪(ESCA)检测了树脂成膜后的含氟成分的分布情况,测量了涂膜与水、乙二醇的接触角,并应用该聚合物制作了一种氟碳涂料,检测了涂膜的耐冲击性、附着力、柔韧性、硬度、光泽度等常规性能和耐蚀、耐候性能。研究发现,含氟自交联醋酸乙烯酯聚合物成膜时产生了较大取向作用,含氟基团向空气/聚合物界面伸展,对聚合物内部分子形成了很好的保护作用,使涂膜具有较高的防腐性能及优异的耐候、耐蚀性能。相对于纯醋酸乙烯酯聚合物,当氟含量为5.73%时,涂膜光泽度达98.2%,硬度2H,附着力1级,柔韧性1级,耐冲击性50 cm,表面能由0.3751 mN·cm^-1降低到0.1652 mN·cm^-1;经人工气候老化1600 h,涂膜的光泽保留率大于93%;经化学介质浸蚀360 h后,涂膜外观无变化。     

UV固化水性含氟聚氨酯的制备及其性能研究

选用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚酯多元醇（PCDL）、二羟甲基丙酸（DMPA）、甲基丙烯 酸羟乙酯（HEMA）、季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）、三乙胺（TEA）、甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFHMA）为 主要原料合成了一种UV固化水性含氟聚氨酯。采用FT-IR、1H NMR、光学接触角测量仪、粒度分析 仪、热重分析仪、电子拉力机等对涂膜的结构与性能进行了表征与测试。结果表明:随着甲基丙烯酸 十二氟庚酯的加入,乳液粒径变大,分布变宽,涂膜接触角明显变大,吸水率明显降低,热稳定性有所 提升,拉伸强度变大。当甲基丙烯酸十二氟庚酯添加量为6%时,涂膜综合性能最好。     

UV固化水性环氧衣康酸树脂氟改性研究

以环氧树脂(E-51)、衣康酸(IA)、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)为主要原料,合成了一系列有机氟改性UV固化水性环氧衣康酸树脂。研究了反应温度对合成树脂的影响,考察了HFMA用量对涂膜耐水性、水接触角和力学性能的影响,并利用红外光谱和热重分析对改性树脂进行了表征。结果表明:当反应温度为105℃,含氟单体与环氧树脂质量比为1∶4时,制得的树脂及其涂膜的综合性能优良,涂膜的吸水率由改性前的9.14%下降到改性后的4.01%,水接触角由改性前的63.26°增加到改性后的90.05°,耐水性、疏水性和热稳定性明显提高。     

多重交联UV固化水性聚氨酯木器涂料的研制

通过UV固化和有机硅交联改性及多官能度扩链剂的引入,研制了多重交联UV固化水性聚氨酯木器涂料。形成的涂膜在UV固化前即具有较好的涂膜强度和机械性能,耐沾污;经UV固化后,涂膜具有更加优异的耐水性、耐醇性、耐磨性和耐干热性,以及良好的硬度和装饰效果。     

辐射固化涂料

地板用抗静电性和防污性好的UV固化氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物；低VOC功能UV涂料、带该涂层的建筑材料及其制备方法；辐射固化涂料组合物及带有低变色无味涂膜的光盘；贴花纸用UV辐射固化涂料及含该材料的环氧丙烯酸酯低聚物的制备工艺；在辐射固化涂料中可通过SIO基团和氟化残基键合的（甲基）丙烯酸酯的聚硅氧烷     

PET膜用UV固化涂料的配制及涂层性能研究

以聚氨酯甲基丙烯酸酯(PUA)为主体,进行了PET膜用UV固化涂料配制及涂层性能研究。对PUA低聚物进行了筛选,探讨了低聚物结构对涂层附着力、硬度、柔韧性等性能的影响,以及活性稀释剂、光引发剂的种类、配比、用量等因素对涂层性能的影响。获得了较适宜的PET膜用UV固化涂料配方:低聚物采用5#树脂,其用量为总量的48.0%;活性稀释剂组成为m(TMPTA)∶m(TPGDA)=1∶1,其用量为总量的48.0%;光引发剂组成为m(Darocur1173)∶m(Irgacure 184)=2∶1,其用量为总量的3.2%。经测试,制得的涂膜附着力达100%,硬度3H,柔韧性2 mm,耐酒精擦拭大于150次,可满足PET保护膜硬化处理应用要求。     

紫外光固化松香基聚酯丙烯酸酯的合成研究

通过两步法合成了涂料用紫外光固化(UV)松香基聚酯丙烯酸酯(APAPEA)预聚物。对产物结构进行了红外表征,并采用DSC分析研究了其光固化行为。考察了酸醇物质的量比、合成工艺、反应温度及催化剂用量对APAPEA收率的影响。结果表明,适宜的合成条件为:醇酸物质的量比1.1∶1,慢速升温,反应温度120℃,催化剂用量0.8%~1.2%。合成的APAPEA涂膜固化速度67 s,硬度3H,柔韧性2 mm,附着力1级,耐冲击性50 cm,较市售聚酯丙烯酸酯(PEA400)固化速度快,涂膜硬度高,柔韧性及附着力相当,可作为UV固化涂料用低聚物。     

含氟核壳苯丙乳液的合成与涂膜性能研究

以全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯(FMA)为含氟单体、可聚合型烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵(DNS-86)为乳化剂,采用半连续法制备了具有核壳结构的含氟苯丙乳液.采用FT-IR、TEM、TGA分别对共聚物的组成、乳胶粒形态与涂膜热稳定性进行了表征,并对涂膜接触角及耐化学性进行了分析.结果表明,当FMA用量为8.0%时,所得乳液涂膜的水/油接触角分别为111.5°与67.9°,涂膜的耐化学和热稳定性优良.     

TAIC在UV固化涂料中的应用研究

讨论了交联剂TAIC对UV固化涂料的固化速度及涂膜硬度、附着力、热稳定性等性能的影响。TAIC的加入对涂料的固化速度及附着力有所影响,但是,显著增强了固化膜的硬度,提高了固化膜的热稳定性。