發(fā)布時(shí)間：2020-08-01 17:18

【摘要】：自2017年環(huán)保部印發(fā)《“十三五”揮發(fā)性有機(jī)物污染防治工作方案》以來,木器涂裝的環(huán)保化迫在眉睫,研發(fā)高效、環(huán)保的木器涂料成為涂料研究的熱門課題。紫外光(UV)固化涂料具有固化速率快、效率高、施工周期短、涂裝設(shè)備成本低和揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)排放低等優(yōu)點(diǎn),一直是涂料環(huán)�；陌l(fā)展方向之一,但水性UV木器涂料還存在漆膜干燥不良、力學(xué)性能不佳、耐熱耐水性能不理想、硬度不足等缺點(diǎn)。本論文以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、蓖麻油(CO)為主要單體,2,2-二羥甲基丙酸(DMPA)為親水?dāng)U鏈劑,采用甲基丙烯酸羥乙酯(HMEA)封端的方法合成了含不飽和雙鍵可以紫外光固化的蓖麻油改性水性聚氨酯涂料(PUD),并對(duì)其化學(xué)基團(tuán)、乳液粒徑以及乳液穩(wěn)定性進(jìn)行了研究,還考察了體系中不同DMPA、CO含量對(duì)涂膜性能的影響。通過FTIR可以看出合成的PUD中含有-NHCOO-氨基甲酸酯結(jié)構(gòu),且-C=C-鍵的特征吸收峰的存在說明PUD中成功地引入了HEMA以及蓖麻油中的不飽和雙鍵。涂膜在紫外光固化20s時(shí)雙鍵轉(zhuǎn)化率已達(dá)到90.1%,20s以后固化雙鍵轉(zhuǎn)化率變化不大。當(dāng)DMPA含量為6.5%,CO含量為14.8%時(shí),乳液較穩(wěn)定且涂膜力學(xué)性能較好。其次,為了提高涂料固化效率,本文采用活性單體季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)對(duì)蓖麻油基水性聚氨酯進(jìn)行改性,考察了不同PETA與DPGDA的比值對(duì)涂膜、漆膜固化速度及膜性能的影響。結(jié)果表明PETA/DPGDA活性單體的加入能夠顯著加快體系紫外光固化速率,涂膜紫外光固化時(shí)間減少至20s。且加入活性單體能夠增強(qiáng)漆膜的硬度,PETA/DPGDA的比例為9:1、7:3的漆膜硬度都達(dá)到了 4H。最后,為了彌補(bǔ)紫外光固化的不足,在體系中引入空氣固化體系,利用環(huán)烷酸類催干劑加速蓖麻油中活潑亞甲基的氧化,提高交聯(lián)速度,既能為紫外光不能輻射到的漆膜陰影部分提供輔助固化作用,同時(shí)也能部分解決丙烯酸單體因氧阻聚而固化不完全的缺陷,彌補(bǔ)單一紫外光固化的不足,從而使體系固化完全。結(jié)果表明通過紫外光/空氣固化的涂膜凝膠率達(dá)到95.3%、吸水率為12%而紫外光固化涂膜凝膠率為93%、吸水率為14.5%。紫外光/空氣固化涂膜拉伸強(qiáng)度最高13.06MPa,斷裂伸長率最低22.53%,而紫外光固化涂膜拉伸強(qiáng)度為7.29MPa,斷裂伸長率為32.85%。紫外光/空氣和空氣/紫外光雙重固化漆膜硬度均達(dá)到了 4H,附著力均為0級(jí);紫外光固化漆膜硬度為3H,附著力為1級(jí)。紫外光/空氣和空氣/紫外光雙重固化體系木器耐水性、力學(xué)性能、漆膜硬度、附著力優(yōu)于傳統(tǒng)單一紫外光固化方式,能較好的應(yīng)用于木器涂料領(lǐng)域。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ637
【圖文】：

化反應(yīng)大多數(shù)是通過紫外光引發(fā)的鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)［９］。紫外光固化是在紫外光的照射下，逡逑光引發(fā)劑分解成活性自由基，引發(fā)預(yù)聚物或單體上的不飽和鍵發(fā)生聚合，體系的交聯(lián)密逡逑度迅速增加，體系由線性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榻宦?lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，光引發(fā)交聯(lián)示意圖如圖１所示［１（）］。逡逑＼邐ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ邋＼邐￣＾逡逑ｗ￡ｒ邐ｐｒｅｐｏｌｙｍｅｒ邐＇一？；邐邐逡逑ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ逡逑圖１－１光引發(fā)預(yù)聚物交聯(lián)示意圖逡逑紫外光引發(fā)的聚合反應(yīng)主要包括陽離子聚合和自由基聚合，紫外光引發(fā)自由基聚合逡逑固化的速率更快，在涂料中的應(yīng)用也更廣泛［１１］，下面著重介紹紫外光引發(fā)自由基聚合的逡逑機(jī)理。ＵＶ引發(fā)自由基固化機(jī)理分為鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止三個(gè)步驟，基木原理為：逡逑（１）鏈引發(fā)逡逑光引發(fā)劑吸收紫外光的能量裂解成初級(jí)自由基，丨由褪通過引發(fā)平體上的小飽和雙逡逑鍵生成增長鏈［１２１；逡逑－１邋－逡逑

從而交聯(lián)。結(jié)果表明，這種方法能讓ＡＴＯ納米顆粒很好地分散在復(fù)合體系逡逑中，并且加入３邋ｗｔ邋％邋ＡＴＯ納米顆粒能顯著增強(qiáng)ＷＰＵ涂料的保溫效果，是一種很有應(yīng)用逡逑前景的節(jié)能玻璃保溫涂料。圖１－２為不同含量ＡＴＯ溶膠－凝膠膜的掃描電鏡圖。逡逑：逡逑二：，ｒ二Ｓ逡逑．＿ｉ逡逑ｙ邐邐邐ｖＫＣ－＊ｔ？ｍ邐？＊ｓ？邋ＸｔＳｆ＇＊邐��？＆＊＞＊邐ｐｌｌｍ邋Ｉ邋邐邐＊？？＊邐？，ｓ？邐ｊ｜｜｜｜｜逡逑圖１－２不同含量ＡＴＯ溶膠－凝膠膜的掃描電鏡圖逡逑Ｌｖ［３２１等以ＫＨ５７０為改性劑用溶膠－凝膠法制備了水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯／逡逑二氧化硅（ＰＵＡ／Ｓｉ０２）納米復(fù)合材料。透射電鏡（ＴＥＭ）結(jié)果顯示，ＰＵＡ／Ｓｉ０２納米復(fù)逡逑合粒子的尺寸約為７０－１００邋ｎｍ，表面張力和接觸角測試均表明納米復(fù)合材料具有良好的逡逑潤濕性。結(jié)果表明，改性３丨０２可以提高ＰＵＡ涂層的固化速，納米二氧化硅在ＰＵＡ基逡逑體中有良好的分散，ＰＵＡ／Ｓｉ０２的軟硬段均有良好的相混合，納米復(fù)合膜具有較好的剛逡逑性、硬度、耐磨性和耐候性。將水性紫外光固化的ＰＵＡ／Ｓｉ０２納米復(fù)合材料應(yīng)用于熱變逡逑色涂料中，表現(xiàn)出良好的溫度敏感性和可逆性，是一種穩(wěn)定的溫敏型智能涂料。逡逑１．２．５雙重固化涂料研究進(jìn)展逡逑紫外光固化在固化過程中

ｈ２Ｉ＿＾＿ｃｈ２逡逑0逡逑圖１－４異氰酸三縮水甘油醚（ＴＧＩＣ）結(jié)構(gòu)式逡逑薇逡逑…：％逡逑圖１－５乳液透射電鏡圖逡逑１．３水性聚氨酯簡介逡逑水性聚氨醋（ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ邋ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，邋ＷＰＵ）是以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的逡逑新型聚氨酯體系，水性聚氨酯以水為溶劑，具有無污染、環(huán)保、安全、易改性等優(yōu)點(diǎn)。逡逑隨著國家對(duì)環(huán)保嚴(yán)格立法以及人們對(duì)保護(hù)環(huán)境的意識(shí)逐漸加強(qiáng)，環(huán)保型的水性聚氨酯在逡逑紡織品、皮革涂飾劑、涂料、造紙、膠粘劑等眾多領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用［３８］。逡逑１．３．１水性聚氨酯的分類逡逑按照水性聚氨酯在水中粒徑大小以及分散形態(tài)［３９１，水性聚氨酯分類如表１－２：逡逑－６邋－逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 殷海龍;卿寧;;改性UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯合成研究[J];涂料工業(yè);2012年11期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 宋文迪;紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制備及性能研究[D];北京化工大學(xué);2018年

2 王夢(mèng)瑤;UV固化水性聚氨酯基聚合物乳液的制備及應(yīng)用[D];天津大學(xué);2017年

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本文編號(hào)：2777763