紫外光固化环氧聚硅氧烷树脂的制备与性能

以1,2-环氧-9-癸烯和双侧氢封端的聚二甲基硅氧烷为反应物,在卡斯特催化剂〔铂(0)-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷〕的催化下发生硅氢加成反应,成功制备了双端环氧基聚硅氧烷预聚物,并使用阳离子型光引发剂对其进行紫外光固化,制得紫外光固化环氧聚硅氧烷树脂。对合成双端环氧基聚硅氧烷预聚物的反应条件进行优化。利用FTIR和1HNMR对所合成预聚物的结构进行了表征,采用热失重分析、差示扫描量热法、接触角、耐碱性、耐醇性、凝胶率、邵氏A硬度和断裂面微观形貌对固化膜的性能和形貌进行了测试与表征。结果表明:在反应温度为75℃、催化剂有效成分添加量为0.009‰(以双端含氢聚硅氧烷和1,2-环氧-9-癸烯的质量和为基准,下同)条件下,8 h时反应程度达93.95%;当使用光引发剂BL9380用量为3%(以预聚体质量为基准,下同)、固化时间为20s时,制得的树脂表面自由能为18.4～18.8mJ/m2,耐碱性、耐醇性良好,凝胶率为93.9%,邵氏A硬度为37,空气气氛下两个最大分解速率的对应温度分别为437.6和511.3℃,780℃下残炭率为13.9%,固化膜的综合性能较好。     

紫外光固化环氧聚硅氧烷树脂的制备与性能

以1,2-环氧-9-癸烯和双侧氢封端的聚二甲基硅氧烷为反应物，在卡斯特催化剂〔铂(0)-1,3-二乙烯-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷〕的催化下发生硅氢加成反应，成功制备了环氧基聚硅氧烷预聚物，并使用阳离子型光引发剂对其进行紫外光固化，制得紫外光固化环氧聚硅氧烷树脂。对合成双端环氧基聚硅氧烷预聚物的反应条件进行优化。利用FTIR和1HNMR对所合成预聚物的结构进行了结构表征，采用热失重分析、差示扫描量热法、接触角、耐碱性、耐醇性、凝胶率、邵氏A硬度和断裂面微观形貌对固化膜的性能和形貌进行了测试。结果表明：在反应温度为75 ℃、催化剂有效成分添加量为0.009‰（以双端含氢聚硅氧烷和1,2-环氧-9-癸烯的质量和为基准，下同）条件下，8 h时反应程度达93.95%；当使用光引发剂BL9380用量为3%（以预聚体质量为基准，下同）、固化时间为20 s时，制得的树脂表面活性能为18.4~18.8 mN/m，耐碱性、耐醇性良好，凝胶率为93.9%，邵氏A硬度为37，空气气氛下两个最大分解速率分别为437.6和511.3 ℃，780 ℃下质量残余率为13.9%，固化膜的综合性能最好。     

超支化聚氨酯的制备及其在紫外光固化卷材涂料中的应用

针对紫外光固化卷材涂料可能存在的涂膜柔韧性不佳、无机填料相容性差和收缩大等问题,以合成的超支化聚氨酯丙烯酸酯作为预聚物,制备了一种可紫外光固化的超支化体系涂料。与预聚物为普通线性聚氨酯丙烯酸酯的紫外光固化卷材涂料相比,超支化体系的涂膜显示出了更好的热稳定性、硬度、柔韧性、凝胶率及更低的吸水率和收缩率。     

UV固化无溶剂型耐高温丙烯酸酯压敏胶的研制及性能研究

以2-乙基己基丙烯酸酯(2-EHA)、丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)为原料,2′-羟基-4′,5′-二甲基乙酰苯(HP-8)为光引发剂,通过紫外光引发聚合的方法制备出一系列丙烯酸酯预聚物,并通过UV-DSC和RT-FTIR,探究较佳光聚合体系。以上述丙烯酸酯预聚物为基体,通过加入不同含量的交联剂,制备出一系列半互穿网络结构的UV固化丙烯酸酯压敏胶(PSA),系统地研究了UV辐射能和乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)含量对UV固化丙烯酸酯PSA的凝胶含量、粘接性能和黏弹性性能影响规律。研究结果表明:较佳光引发剂含量为0.5%,较佳UV辐射能为600 mJ/cm2,且当以PI-0.50为预聚物体系时,UV固化丙烯酸酯PSA的综合性能优异。此外,当ETPTA添加量为6%时,UV固化丙烯酸酯PSA的剪切破坏温度高达200℃。     

有机硅烷偶联剂改性紫外光固化超支化聚醚基水性聚氨酯的性能

采用超支化聚酯Boltorn H 20与丁二酸酐反应,制备了亲水性超支化聚酯,然后与甲基丙烯酸酯基改性的聚醚基聚氨酯预聚体和3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(IPTS)反应,合成了有机硅烷偶联剂改性紫外光固化聚醚基超支化水性聚氨酯(WHPU)。考察了有机硅烷偶联剂用量对WHPU的耐酸性、固化时间、凝胶质量分数、附着力、水接触角、水吸附率、乳液粒径分布及热稳定性的影响。结果表明,当IPTS与Boltorn H 20中羟基的摩尔比为6/16时,固化后的WHPU膜的凝胶质量分数为92%,在玻璃表面的附着力达到0级;与不含有机硅烷偶联剂的WHPU相比,该涂膜的水接触角和热稳定性分别提高了34°和22℃,其吸水率从13.8%降低到4.3%。     

HBP-SiO2对氰酸酯树脂固化动力学的影响

为了提高nano-SiO2在树脂基体中的分散性,采用一种超支化聚硅氧烷修饰的纳米二氧化硅(HBP-SiO2)改性氰酸酯(CE)树脂。利用非等温差示扫描量热法(DSC)研究了HBP-SiO2/CE电子封装材料的固化动力学,求得其固化工艺参数和固化动力学参数分别为:凝胶温度150.17℃,固化温度197.81℃,后处理温度258.97℃;表观活化能11.22kJ/mol,反应级数0.75,频率因子18342.84s-1。研究表明,HBP-SiO2的加入可以降低CE的活化能,使其固化反应可以在较低温度下进行。     

紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯涂层的性能及应用研究

采用聚氨酯丙烯酸酯为主体树脂,单官能及多官能的丙烯酸酯为稀释剂,配合光引发剂,通过紫外光固化的方法制备了一种性能优异的涂层材料。研究了光固化反应的机理、光引发剂及有机硅改性的聚氨酯丙烯酸酯预聚物(990)、六官能聚氨酯丙烯酸酯预聚物(9006)对涂层性能的影响。结果表明:固化反应为碳碳双键的自由基聚合反应;光引发剂1173与184按质量比1∶1复配使用时涂层的固化程度较高,涂层的凝胶率达到95.6%;990可以明显改善涂层固化后的表面性质,随着990用量的增加,涂层表面接触角呈明显增大趋势;六官能聚氨酯丙烯酸酯预聚物9006的加入可以提高涂层的交联密度,当9006用量为6phr时,其抗张强度为160N,5%热失重温度约为253℃,力学性能和耐热性能有明显的提高。涂层的红外光谱表明,紫外光照射6s或超过6s时,涂层已完全固化。该涂层材料有望在高性能离型纸上得到应用。     

含氟超支化聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制备及其性能研究

采用全氟聚醚(PFPE)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、超支化聚酯(H302)等制备了含氟超支化聚氨酯丙烯酸酯低聚物(HFUA),并通过FTIR(傅里叶红外光谱)表征了其结构。讨论了HFUA改性比例、含氟超支化聚合物用量和主体树脂种类对UV固化涂层的水/油接触角、吸水率、力学性能的影响。     

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。     

一种3D打印光敏树脂的研制及性能

以改性环氧丙烯酸酯为预聚物,采用自由基-阳离子杂化聚合法制备了可在405 nm光照下固化的3D打印光敏树脂。研究了预聚物、稀释剂、光引发剂的含量对光敏树脂力学性能、黏度和体积收缩率的影响。结果表明,当光引发剂添加量为4%时,力学性能最优化;当改性环氧丙烯酸酯含量在48%~58%时,该体系能满足3D打印光固化材料的使用要求;采用本方法制备的光敏树脂具有卓越的热稳定性。     

UV固化含氟丙烯酸树脂预聚体的制备及性能

以N-[(4-溴-3,5-二氟)苯基]丙烯酰胺/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸(BDPA/MMA/MAA)为主链制备了树脂(AR-1),以溴丙烯为AR-1树脂侧链改性剂引入双键制备了光敏含氟丙烯酸酯预聚体(ARBDPA),采用红外和核磁氢谱对其结构进行了表征。研究了各反应因素对溴丙烯接枝合成的影响以及BDPA含量对ARBDPA固化涂层性能的影响。结果表明:反应温度100℃;复配助剂添加质量分数1.0%时,所得ARBDPA树脂酸值(KOH)8 mg/g。随着BDPA含量增加,ARBDPA固化涂层疏水性增加,接触角可达95.3°,均高于未添加BDPA的丙烯酸酯预聚体。     

自由基–阳离子混杂固化型3D打印光敏树脂研究

选择丙烯酸酯作为自由基型预聚物,3,4–环氧环己基甲基–3,4环氧环己基甲酸酯作为阳离子型预聚物,三丙二醇二丙烯酸酯为活性稀释剂,2,2–二甲基–α–羟基苯乙酮和三芳基硫鎓盐为光引发剂来制备一种混杂固化光敏树脂。将聚氨酯丙烯酸酯(PUA)加入到上述制备的光敏树脂中,探究PUA作为辅助预聚物对光敏树脂性能的影响,用超声分散法制备了纳米氧化石墨烯(GO)改性光敏树脂复合材料。当PUA的质量分数为20%时,力学性能最优;GO对光敏树脂的力学性能有改善的作用,拉伸强度从17.84 MPa最大增强至27.84 MPa,提高了56%;且该混合体系的体积收缩率在3%左右,线收缩率也很小。     

超支化聚酯的改性及紫外光固化涂层性能研究

以丙烯酸为端基改性剂,采用溶液法对超支化聚酯进行改性,制备出可紫外光固化的端乙烯基超支化聚酯(VHBP)。采用FT-IR、1H-NMR、DSC和乌氏黏度计分别对产物的结构、玻璃化转变温度和特性黏数进行表征。将VHBP作为聚氨酯丙烯酸酯(PUA)的交联剂,研究了PUA/VHBP体系紫外光固化涂层的摆杆硬度、柔韧性、耐冲击性和附着力等性能,并与传统的聚氨酯丙烯酸酯/环氧丙烯酸酯(PUA/EA)紫外光固化涂层进行对比。结果表明,FT-IR、1H-NMR证实超支化聚酯的端基经丙烯酸改性后由羟基转化为双键基团,改性程度可达88.7%,改性后玻璃化转变温度和特性黏数均降低。在PUA中加入VHBP后涂层的摆杆硬度大幅提高,随着VHBP含量的增加,PUA/VHBP体系涂层的摆杆硬度逐渐增大,柔韧性保持不变,在VHBP含量较高时耐冲击性和附着力略有降低。VHBP含量为10%和20%时PUA/VHBP紫外光固化涂层具有良好的综合性能。对于PUA/EA体系,虽然加入EA后涂层的摆杆硬度也略有提高,但在相同组分比例时摆杆硬度均低于PUA/VHBP体系,EA含量较高时涂层的柔韧性、耐冲击性和附着力均降低。以VHBP作为交联剂改性PUA,所得到的紫外光固化涂层综合性能优于传统的PUA/EA涂层。     

光固化超支化聚氨酯丙烯酸酯的合成及其固化膜性能

以新戊二醇为核,二羟甲基丙酸为支化单体合成得到每个分子中含有16个端羟基的超支化脂肪族聚酯,将其与自制甲苯-2,4-二异氰酸酯.丙烯酸羟丙醅单体的NCO端基团反应,获得新型可紫外光固化的超支化聚氨酯丙烯酸醑.应用红外光谱分别对超支化聚酯、超支化聚氨酯丙烯酸酯及其紫外光固化胶膜的化学结构进行分析,同时应用力学性能测试、差示扫描量热分析、热重分析等手段对单体官能度及用量对固化膜物理性能和热性能的影响进行研究.结果表明:随着活性单体用量的增加,固化膜的抗冲击强度增加,硬度减小,活性单体官能度的增加有利于提高其硬度;热重分析结果表明固化膜具有两个热分解温度,初始分解温度大于200℃,另一分解温度约为375℃;差示扫描量热分析结果显示,固化膜具有两个玻璃化转变温度(Tg.s,Tg.h),随着活性单体官能度的增加,Tg.s降低,Tg.h升高,有利于相分离,而其用量的增加却不利于相分离;利用红外和凝胶法分析对比研究超支化聚氨酯丙烯酸酯的光固化行为,结果表明其不饱和双键的最终转化率高达90%.     

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。     

低温固化丙烯酸聚氨酯面漆的研究

分别往丙烯酸聚氨酯漆中添加不同量的1,4-丁二醇、有机锡促进剂及聚天门冬氨酸酯树脂制备出不同配方的低温固化防腐面漆,研究了它们的低温固化性能。结果表明:在5℃的低温下,3种物质的加入都能缩短凝胶时间,且随其用量增加凝胶时间缩短;1,4-丁二醇和有机锡对漆膜固化240 h后的铅笔硬度仅能从7B提升至4B～3B,而占树脂量20%(配方量7.28%)的聚天门冬氨酸酯可提升漆膜硬度至H;通过DSC分析验证,聚天门冬氨酸酯改进的面漆低温固化程度最高,是最理想的方案。     

超支化不饱和树脂改性不饱和聚酯涂料的制备及性能研究

为了进一步提高不饱和聚酯涂料的固化能力和涂膜的综合性能,用三羟甲基丙烷二烯丙基醚与异佛尔酮二异氰酸酯加成物对端羟基超支化聚酯进行改性制得超支化的不饱和树脂,再用所得的超支化不饱和树脂对线性不饱和聚酯进行改性,用傅里叶变换红外(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)等对产物进行表征与分析,结果表明,当超支化不饱和树脂添加量为30%时,所得涂料具有最优异的综合性能,表干时间39 min,铅笔硬度2H,柔韧性3 mm,耐冲击性45 cm,拉伸强度10.15 MPa,断裂伸长率13.06%,耐热性最好。     

双固化松香基聚氨酯丙烯酸酯固化涂膜性能研究

以丙烯海松酸为原料合成松香基聚酯(APAPE),将聚酯与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)反应制备松香基聚氨酯丙烯酸酯(APAPUA)。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和热分析仪(TGA)对预聚物及涂膜进行表征,测试了不同固化条件下APAPUA固化膜的附着力、硬度及其他力学性能。结果表明:在光-热固化下,以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为活性稀释剂且用量为20%,以N75为固化剂,在80℃条件下热固化2 h,得到的涂膜的铅笔硬度达到4H,附着力为0级,力学性能及耐热性优良。     

SBS胶粘剂溶剂的选择

为了提高nano-SiO在树脂基体中的分散性,采用一2种超支化聚硅氧烷修饰的纳米二氧化硅(HBP-SiO)改性氰酸2酯(CE)树脂。利用非等温差示扫描量热法(DSC)研究了HBP-SiO/CE电子封装材料的固化动力学,求得其固化工艺参2数和固化动力学参数分别为:凝胶温度150.17℃,固化温度197.81℃,后处理温度258.97℃;表观活化能11.22kJ/mol,反-1应级数0.75,频率因子18342.84s。研究表明,HBP-SiO的加2入可以降低CE的活化能,使其固化反应可以在较低温度下进行。     

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。