紫外光固化环氧丙烯酸酯涂料的制备及耐蚀性能研究

以E-51环氧树脂和丙烯酸为原料合成出光敏性环氧丙烯酸酯低聚物,制备了不同组成的紫外光固化涂料.合成产物的红外光谱分析结果表明,光敏性碳碳双键基团被引入到环氧树脂结构中;固化后涂层的红外表征结果表明,碳碳双键C=C的特征吸收峰消失,涂层固化较完全.在无水乙醇、5%NaOH和5%H2SO4溶液中的浸泡实验以及在3.5%NaCl溶液中的电化学阻抗谱测量结果表明,涂层具有较好的耐蚀性,其耐蚀性随着涂料中环氧丙烯酸酯含量的增加,呈先提高后下降的趋势.当环氧丙烯酸酯含量为40%,二缩三丙二醇双丙烯酸酯含量为50%时,所得涂层的耐蚀性最佳.     

光敏性含磷丙烯酸酯的合成和性能研究

将三氯氧磷分别与乙二醇及一缩乙二醇反应合成了2种双磷酸酯酰氯,将其再进一步与丙烯酸羟乙酯反应,制备了2种四官能度的UV固化含磷丙烯酸酯,通过1H-NMR和FT-IR对最终产物结构进行了表征。研究了中间反应物配比对产物收率的影响,2种含磷丙烯酸酯对UV固化体系中C==C双键转化率的影响,固化膜的热稳定性和UV固化体系的物理力学性能。结果表明:双磷酸酯酰氯与丙烯酸羟乙酯物质的量比为1:3.94～3.97时,产物收率98.9%。2种含磷丙烯酸酯25℃下黏度较低(280mPa.s),固化膜800℃残炭率较高(5.5%),附着力1级,硬度5H,剪切强度12.7MPa,是优良的紫外光固化促进剂。     

UV固化水性环氧衣康酸树脂的合成及性能研究

利用含有柔性链段的聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGGE)对环氧树脂(E-51)进行降黏增韧改性,然后与衣康酸(IA)进行酯化反应,将光敏基团和羧基同时引入到树脂中,合成UV固化水性环氧衣康酸树脂。研究了反应温度、催化剂种类及用量对合成树脂的影响,PEGGE用量、中和剂对树脂和涂膜性能的影响;用红外光谱对合成树脂进行了表征。结果表明:当PEGGE环氧基与E-51环氧基的物质的量比为1∶1,反应温度为105℃,催化剂N,N-二甲基苄胺用量为1%,中和剂采用2-(二甲氨基)乙基丙烯酸酯时,合成树脂的反应速率和转化率较高,水性UV树脂(固含量80%)稳定性较好,黏度低至810 m Pa·s,涂膜附着力0级,柔韧性2 mm,耐冲击性50 cm,树脂和涂膜综合性能优良。     

PUA改性磷酸酯的合成及其光固化性能研究

以聚醚二元醇和POCl3为原料合成了含磷三元醇聚合物,再与异佛尔酮二异氰酸酯(IP-DI)、丙烯酸羟乙酯(HEA)反应,制成了聚氨酯丙烯酸酯(PUA)改性磷酸酯,通过红外光谱进行分析表征。将合成的PUA改性磷酸酯添加在紫外光固化胶粘剂中分析测试了其应用性能,并与紫外光固化胶粘剂(UV胶)中常用的磷酸酯类附着力促进剂进行了对比。结果表明,POCl3与聚醚二元醇在40℃下反应4 h可以得到预期的含磷三元醇。得到的PUA改性磷酸酯与UV胶粘剂中常用的磷酸酯相比,附着力、粘接强度可以达到其要求,但是酸值低于现有的磷酸酯,更适合在UV胶粘剂中应用。     

紫外固化粉末涂料的合成及固化研究

用E-12、E-20环氧树脂与丙烯酸反应,合成了可紫外光固化的环氧丙烯酸酯预聚物,并对产物进行固化研究。讨论了催化剂的种类、反应温度、反应时间等对合成产物的影响,光引发剂的种类、光照时间等对固化产物的影响。结果表明:环氧树脂与丙烯酸以甲苯为溶剂、四丁基溴化铵为催化剂,在110℃下反应180 min为较适宜的反应条件;环氧丙烯酸酯以TPO为引发剂,120 w/cm的紫外灯光照15 s为较宜适的固化条件。     

非离子型水性环氧树脂固化剂的合成与性能研究

采用低相对分子质量的环氧树脂E-51与聚醚-4000反应制备环氧改性聚醚加成物,再与多乙烯多胺进行反应制备胺封端的聚醚-环氧-胺加成物,最后采用单环氧化合物进行封端,合成非离子型水性环氧固化剂,实验表明工艺可行。对环氧E-51改性聚醚-4000合成过程中的各影响因素进行了研究,并对非离子型水性环氧固化剂的固化性能进行了评价。最佳配方与工艺为:n(环氧树脂E-51)∶n(聚醚-4000)2∶1,催化剂选用含三氟化硼(BF3)质量分数2%的乙醚溶液(60℃时加入,加入量为2%)。与现有的市售水性环氧固化剂固化性能相比,非离子型水性环氧固化剂固化的环氧体系的柔韧性和耐冲击性有大幅提高。     

改性环氧丙烯酸酯胶粘剂预聚体增韧改性研究

采用聚乙二醇改性环氧E-44树脂,改性后E-44与α-甲基丙烯酸进行酯化反应,得到改性环氧丙烯酸酯预聚体。由单因素实验确定反应条件如下：第一步反应温度为90℃,第二步反应温度为95℃,聚乙二醇与环氧树脂的物质的量比为0．20：1,催化剂四丁基溴化铵用量为2．0％,阻聚剂对羟基苯甲醚用量为0．05％。红外光谱分析表明,改性环氧丙烯酸酯预聚体合成成功。由改性预聚体配制的胶粘剂粘度减小,拉伸剪切强度可达5．95MPa,180°剥离强度也有所提高。     

环氧甲基丙烯酸酯树脂的制备及快速固化研究

E-51环氧树脂与甲基丙烯酸在三苯基膦为催化剂、对苯二酚为阻聚剂下于100℃反应,合成环氧甲基丙烯酸酯树脂,通过测定反应物酸值,适宜的反应时间为5 h。使用促进剂2-乙基己酸铜可使固化时间由20 min缩短至30 s,其固化30 s后的拉伸剪切强度15.2 MPa为固化24 h后拉伸剪切强度的88.9%。     

硅磷杂化物/环氧树脂固化物的性能研究

以γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷(KH-560)与磷酸反应合成了一种含磷硅烷偶联剂,将这种含磷硅烷偶联剂与硅溶胶按一定配比进行水解缩聚反应,得到一种硅磷杂化物,将该硅磷杂化物引入到双酚A环氧树脂(E-51),以4,4′-二氨基二苯基甲烷为固化剂,制备了硅磷杂化物/环氧树脂固化物。对该固化物的玻璃化转变温度、热失重、拉伸强度、极限氧指数(LOI)进行了测试。结果表明,该固化物玻璃化转变温度,700℃残炭量以及LOI均比纯环氧树脂固化物高,拉伸强度却下降较少。当硅磷杂化物的添加量占环氧树脂质量的50%时,该固化物的玻璃化转变温度可以达到178℃,极限氧指数可以达到28.2,与纯环氧树脂固化物相比,分别提高了18℃和25%。与纯环氧树脂固化物相比,该硅磷杂化物/环氧树脂固化物具有较好的阻燃性及热稳定性。     

辐射固化涂料

含甲基丙烯酸甲酯聚合物和（甲基）丙烯酰氧基的单体的可UV固化面漆组合物;用于光学元件、电子元件用底材的附着力好的活化能固化涂料组合物;减少了有机溶剂含量的辐射固化涂料;高拉伸高韧性聚氨酯丙烯酸酯的合成;活性低聚物、其制备方法及含有该低聚物的耐白板笔擦写的紫外光固化涂料     

水性环氧丙烯酸酯乳液涂层成膜性能

采用细乳液聚合法制备了环氧丙烯酸酯复合乳液,考察了固化温度、固化时间及磷酸酯乳化剂含量对环氧丙烯酸酯复合涂膜性能的影响,结果表明环氧丙烯酸酯复合乳胶粒子呈均匀的球形结构,且平均粒径分布在150 nm左右。当固化温度为120℃、固化时间为2 h、磷酸酯乳化剂含量为3%时,涂层的耐腐蚀性较好。研究了复合乳液的成膜过程和防腐蚀机理,通过复合乳液与金属底材形成致密的钝化膜,阻隔水分子和无机离子的浸入,提高了涂层的防腐性能。     

光固化涂料用低粘度环氧丙烯酸酯的研究

采用双羟基化合物与环氧树脂进行反应,制取低粘度改性环氧树脂,然后用丙烯酸酯化,制得光固化涂料用低粘度环氧丙烯酸酯。研究了催化剂类型和用量对环氧树脂改性反应,以及不同结构、不同链长双羟基化合物和双羟基化合物与环氧树脂当量比对环氧丙烯酸酯粘度及其配制的光固化涂料的性能影响。确定了环氧树脂改性反应和丙烯酸酯化反应的最佳条件。     

光固化环氧丙烯酸酯体系的增韧研究

在癸二酸增韧环氧丙烯酸酯(GEA)的基础上,研究了通过加入聚氨酯丙烯酸酯(PUA),改善环氧丙烯酸酯紫外光固化材料的柔韧性,同时避免强度的较大损失。结果显示,对于癸二酸改性的环氧丙烯酸酯(癸二酸与环氧树脂的摩尔比为0.3),当GEA∶PUA∶稀释剂:光引发剂(质量比)为61.6∶15.4∶20∶3时,PUA共混改性的GEA光固化体系具有良好的综合性能,此时拉伸强度为8.84 MPa,断裂伸长率为109%,柔韧性为1 mm。     

柔性环氧丙烯酸酯光固化树脂的研究

通过对环氧树脂进行改性,增加其韧性,再用丙烯酸酯化,制得柔性环氧丙烯酸酯预聚体.研究了反应原料的摩尔比、反应温度、催化剂类型及用量对反应及产物性能的影响,确定了环氧树脂改性反应和丙烯酸酯化反应的最佳条件,研究了树脂的固化性能.     

环氧改性醇溶性丙烯酸酯干式复膜胶的研制

介绍了一种新型环氧改性醇溶性丙烯酸酯干式复膜胶的制备方法和性能。首先以环氧树脂E-44和丙烯酸(AA)为原料,合成了一种丙烯酸环氧单酯(EA);再以乙醇为溶剂,采用半连续加料法合成了醋酸乙烯酯(VAc)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸2-乙基己酯(2-EHA)和EA四元共聚物。该复膜胶合成的适宜条件为:m(VAc)∶m(BA)∶m(2-EHA)∶m(EA)=40∶25∶20∶15,w(引发剂)=1.0%,反应温度为73℃,反应时间为7h。实验结果表明,该复膜胶可用于制备塑料复合薄膜,具有环保、无毒、剥离强度高和快速固化等特点,适用于快速干式复合薄膜的生产线。     

环氧树脂改性醇溶性双组分复膜胶的研制

首先以EP(环氧树脂)和MAA(甲基丙烯酸)为原料,合成了EM(甲基丙烯酸环氧单酯);然后以EM、HPA(丙烯酸羟丙酯)、VAc(醋酸乙烯酯)和EA(丙烯酸乙酯)为共聚单体,制得四元共聚物(EM环氧改性聚丙烯酸酯);最后将其和自制氨基聚氨酯固化剂作为双组分,两者共混后制得醇溶性复膜胶。研究结果表明:采用单因素试验法优选出制备EM环氧改性聚丙烯酸酯的最佳工艺条件是反应温度为75℃、反应时间为6 h、w(引发剂)=1.6%(相对于混合单体总质量而言)和m(EA)∶m(VAc)∶m(EM)∶m(HPA)=41∶28∶17∶14;当m(氨基)∶m(环氧基)=20∶21、固化时间为24 h和固化温度为50℃时,复膜胶的剥离强度相对最大。     

MAn-HTPB改性环氧丙烯酸酯光敏涂料的研制

利用顺丁烯二酸酐（MAn）与端羟基聚丁二烯（HTPB）的酯化产物对自制环氧丙烯酸酯进行改性,制得具有一定柔韧性的改性环氧丙烯酸酯预聚体,进而制备出性能优良、易于施工的紫外光固化涂料。对环氧丙烯酸酯改性的催化剂用量、反应温度、反应时间进行了研究,得出了最佳的合成反应条件。并讨论了光敏剂的种类、用量及不同组分配比对涂膜固化性能的影响。     

三官能度含磷聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯、羟基封端的聚丙二醇或聚己二酸丁二醇酯、丙烯酸羟乙酯合成含异氰酸基的聚氨酯丙烯酸酯与三氯氧磷和乙二醇合成的磷酸三乙二醇酯反应,制备了三官能度的含磷聚氨酯丙烯酸酯聚合物,并用红外光谱对其进行了表征。以该类聚合物和三缩丙二醇双丙烯酸酯为基料配制光固化涂料,并对其固化膜性能进行了研究。结果表明:不同聚合物所配制的涂料性能有一定差异,但都具有较好的光固化性能,固化涂膜各种物理性能优良,热稳定性能好,480℃下残重7.8%以上。     

High-performance waterborne UV-curable polyurethane dispersion based on thiol–acrylate/thiol–epoxy hybrid networks

Synthesis, characterization, and film performance of waterborne thiol–acrylate/thiol–epoxy hybrid coatings are highlighted in this article. A dimer acid-modified epoxy (DME) polyol, containing both hydroxyl and epoxy functional groups, was prepared by reacting epoxy resin (EEW = 190 g/equi) with dimer fatty acid at 2:1 molar ratio. Further, a base UV-curable polyurethane acrylate dispersion (UV-PUD), with a pendant epoxy functional group, was prepared by reacting polyol (DME), isophorone diisocyanate, and dimethylol propionic acid and end-capped with hydroxyethyl methacrylate with subsequent dispersion in water. Prepared intermediates were characterized for the parameters relevant to the study by physical, spectroscopic, and chemical methods. UV-curable thiol–acrylate/thiol–epoxy hybrid coatings were prepared by blending UV-PUD with trimethylolpropane tris(3-mercaptopropionate) (TMPMP) at four different thiol ratios (0, 0.3, 0.6, and 1.0) with respect to acrylate/epoxy groups. Cured films of the hybrid coating were identified by FTIR spectroscopy. The impact of thiol ratio on film performance was evaluated in terms of mechanical, chemical, thermal, and coating properties. The gel content measurements confirm that the addition of TMPMP increased the double bond conversion along with the epoxy group. Evaluation of cured samples shows the significant improvement in storage modulus, glass transition temperature, tensile strength, and hardness with increase in thiol ratio. The cured films possessed excellent water and acid resistance (<4%) even after 28 days of immersion. Moreover, the notable improvement was alkali resistance of cured films, i.e., as thiol ratio was increased from 0 to 1, weight loss in alkaline environment deceased from 49.5 to 4.5% after 28 days. Better properties of the thiol–acrylate/thiol–epoxy hybrid films will allow it as a potential application in low-volatile high-performance coatings.