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ep专题之uv(一)丙烯酸酯(b)1
电子束(EB)固化是在紫外固化基础上,发展起来的辐射固化新技术。与传统的热固化相比,具有高效、经济、环保等特点,日益受到人们的重视,被誉为21世纪热固性树脂生产的新技术。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍,人们对EP光固化的研究,始于19世纪70年代末okmart.com。其目标是获得航空航天用高性能热固性树脂。通过对乙烯基酯、丙烯酸酯,以及甲基丙烯酸酯等体系的光固化,表明由于这些体系产品内应力高、空洞含量大、机械性能差、吸水率高,和玻璃化转变温度(Tg)低等缺点,而难以在航空航天等高技术领域得到应用。材料科学家继而将眼光投向环氧树脂,光固化环氧树脂能克服以上缺点,可获得高性能结构材料,并在固体发动机壳体材料等应用。中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)的这位专家,近年来世界环保法规日益完善,以紫外光固化涂料(UVCC)、水性涂料、高固体分涂料,和粉末涂料为代表的环保型绿色涂料则应运而生,成为人们关注和研究的热点。UVCC由光敏树脂(低聚物)、活性单体、光引发剂和各类添加剂组成。低聚物是含有C=C不饱和双键的低分子质量树脂,主要是不饱和聚酯、环氧丙烯酸酯(EA)、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、多烯/硫醇体系、聚醚丙烯酸酯、水性丙烯酸酯、阳离子树脂等。环氧丙烯酸酯综合性能优良,是目前应用最广泛,用量最大的光固化低聚物。
二、UV固化三官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的合成
(一)引言
年来随着全球环保意识的加强,非溶剂型涂料得以发展,特别是水性涂料、紫外光固化涂料发展尤为迅速。在亚洲紫外光固化是一个新兴产业发展迅猛,其市场增长率高于8%,而中国处于领先地位,估计年增长在25%以上。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍,聚氨酯丙烯酸酯低聚物,因具有优异的柔韧性、耐磨性等特点,其UV固化应用领域也在逐渐扩大,尤其是在室外防腐涂料、摩托车、汽车等罩光涂料上的应用,但这些应用对耐候性要求也越来越高。
脂肪族的HDI分子中存在柔韧的(CH2)6长链,用它合成出来的聚氨酯具有更为优异的柔韧性,和力学性能及突出的光稳定性。但由于HDI目前在中国市场价格较贵、合成产品较少,相对在这方面的研究也不多。由于HDI具有对称结构易生成结晶类物,合成相对具有一定的难度。所以配方设计及工艺控制都显得比较重要,中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家,以HDI合成了紫外光固化的三官能团的聚氨酯丙烯酸酯低聚物PUA。
(二)实验部分
1、原料
1,6己二异氰酸酯(HDI,工业级);丙烯酸羟乙酯(HEA,工业级);带有三官能团羟基的聚酯树脂(PE,自制);三丙二醇二丙烯酸酯(TPG-DA,工业级);丙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(PO-TMPTA,工业级);二月桂酸二丁基锡(DBT,试剂级);对甲氧基苯酚(MEHQ,工业级);抗氧剂;苯甲酰氯。1.2合成工艺将一定量(所有反应物质按等物质的量)的HDI和抗氧剂、对甲氧基苯酚加入带有搅拌和滴加装置的三口烧瓶中搅匀,滴加HEA,控制体系的温度在45~50℃。滴加完毕控温2~3h,测定NCO值达到理论值(NCO反应50%)时,加入PE聚酯树脂缓慢升温,控温在(75±2)℃3~4h后,测定NCO值<0.2%时加入三丙二醇二丙烯酸酯,和苯甲酰氯搅拌30 min后出料。
2、合成反应的中间控制
在第1步反应中加入HEA反应2~3h后,用二正丁胺法测定体系的NCO值,是否达到理论的设计值,以确保第1步反应完成后,才能加入第2步反应物羟基聚酯。合成的后半部分要注意温度对“C=C”的影响,因反应时间长,如果控制不当会影响产品的结构,致使黏度增大而影响使用质量,据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍,所以在第2步反应中碘值测定(吗啉加成法),是控制反应的重要环节。
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