紫外光固化丙烯酸酯漆包线漆的制备与性能研究【字数：10040】
采用不同种类的丙烯酸酯作为体系中的主体树脂，构建紫外光光固化体系，主要包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、环保混合溶剂；2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮、1-羟基环己基苯基甲酮，以及分散助剂等。详细考察了预聚物、活性单体以及引发剂对涂膜性能的影响，主要包括附着力、硬度、耐热性、耐电压、柔韧性的影响。不断改变实验配方，最终得到最适合的方案。聚醚丙烯酸酯1,6-己二醇二丙烯酸酯甲基丙烯酸-2-羟基乙酯质量比在4:3:3时，添加分散助剂 0.6%、光引发剂2-异丙基硫杂蒽酮 2%、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦 1%时，漆体系表现出各项相对较好性能，但是总体不能达标。尝试更换化学性能更好的聚酯丙烯酸酯时，体系中聚酯丙烯酸酯环保混合溶剂:甲基丙烯酸-2-羟基乙酯质量比在4:2:3时，添加分散剂0.6%、光引发剂2.25%时，体系各项表征数据良好。
目录
1前言6
1.1 紫外光固化树脂简介 6
1.1.1研究紫外光固化的现实意义 6
1.2 紫外光固化树脂 6
1.2.1 预聚物 6
1.2.2光引发剂 7
1.2.3活性单体 8
1.3 紫外光固化 9
1.3.1 紫外光固化特点 9
1.3.2 紫外光固化的发展及应用前景 9
1.4研究目的与意义 9
2 实验部分.10
2.1 实验原料 10
2.2 实验步骤 11
2.3 实验原理 11
2.4 测试表征 11
3 结果与讨论13
3.1 聚醚丙烯酸酯 13
3.1.1活性单体对于固化效果的影响 14
3.1.2固化时间对于光固化效果的影响 15
3.2 聚酯丙烯酸酯 16
3.2.1 固含量对于光固化的影响 16
3.2.2 活性单体对于光固化的影响 18
3.2.3 光引发剂选择的影响 19
3.2.4 固化时间对于光固化效果的影响 20
4 结论......... *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
...................................22
5 参考文献.23
1前言
1.1紫外光固化树脂简介
1.1.1研究紫外光固化的现实意义
紫外线固化涂料是环保型涂料，除了我们所知的液体涂料外，不含溶剂。它们具有高能效，易于加工，并且在金属部件涂层工艺中具有出色的应用。由于热固性涂层的相对高的加工温度，涂层的固化时间延长并且可能发生桔皮现象，这严重影响熔化过程中涂层的表面质量。通过研究紫外线固化涂料的组成和应用，紫外线固化涂料的储存稳定性得到改善，并且可以弥补热固性硬涂层的缺点。此外，与热固性涂料相比，紫外光固化涂料中的原料主要使用高质量的分析树脂，可降低活性稀释剂对涂料质量的影响。 涂料收缩率特别低，这进一步增强了涂层与材料的粘合度。 通过一次施加紫外可固化涂层，可以产生相对高质量的涂料层，其可以有效地减少许多涂料的复杂过程。 通过分析紫外光固化涂料的成分，可有效减少环境污染，与传统热固化工艺相比，既节省了时间，又能够节约资源，具有良好的生态环境优势和经济优势[12]。
1.2 紫外光固化树脂
紫外光固化树脂主要由四部分组成, 分别是低聚物、单体、光引发剂、助剂等, 其固化反应历程比较简单, 在光辐射作用下, 引发剂逐渐分解, 生成一定量的自由基, 自由基能够引发单体/低聚物联合交联[3]。
1.2.1 预聚物
预聚物是光固化树脂的主体部分，占总量的60%80%，决定着树脂材料的性能[4]。预聚物的种类有很多，但是国内主要用的就三大类：不饱和聚酯类、环氧丙烯酸酯类和聚酯丙烯酸酯类。
聚酯丙烯酸酯是在饱和聚酯的基础上进行丙烯酸酯化引入光活性基团[515]。?紫外光具有足够的能量来破坏所谓的I型光引发剂的化学键。我们将在下面主要讨论第一类光引发剂。紫外光配方的最大部分是基于丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。使用（甲基）丙烯酸酯的原因很多，其主要原因是聚合速率相对较高，由（甲基）丙烯酸酯封端的化学结构的多样性导致固化涂料的各种物理（机械）和化学性质。 氨基甲酸酯（甲基）丙烯酸酯可能是最广泛使用的低聚物。甲基丙烯酸酯被认为比丙烯酸酯危害更小。然而，在类似条件下，甲基丙烯酸酯通常比丙烯酸酯聚合得慢。
聚醚丙烯酸酯：指聚乙二醇和聚丙二醇结构的丙烯酸酯。聚醚丙烯酸酯的柔韧性和耐溶剂性好，但硬度、耐热耐电压性能差。聚醚丙烯酸酯各项性能稍差，很少作为固化体系中的主体树脂来使用，但是其稀释程度较高，所以可以聚醚类可以用作稀释剂使用。
表1 常见丙烯酸酯性能
/
1.2.2光引发剂
光引发剂是光固化的最重要组成部分之一系统，吸收规定波长的光并产生活性物种诱导光聚合反应，一般添加量在2%5%左右。紫外光固化过程中光引发剂产生活性物种引发树脂中的预聚物和活性单体发生化学反应。光引发剂的选择依据如下：1）要与固化剂辐射波长相匹配，最好是辐射光源的最大发射波长正好是引发剂的最大吸收波长；2）引发剂裂解多个活性种，活性种有较高的活性，且猝灭时间长；3）选择的光引发剂在树脂中要有较好的溶解性；4）光引发剂作为添加成分要无毒或低毒，要有较高的稳定性，不能再固化过程中产生有色物质[1618]。
存在的氧与引发自由基反应形成反应性较低的过氧基，这将降低聚合速率或甚至终止聚合。为了克服这个缺点，可以使用对氧不敏感或不敏感的替代配方，其中一些组分可以捕获氧以减轻氧抑制作用。使用高强度光或更高浓度的光引发剂也可以减少氧气的抑制。虽然较高浓度的光引发剂可以减少氧气抑制，但它也导致光屏蔽，体积收缩，尤其是更高的工业成本。样品厚度，引发速率和氧浓度会影响光聚合动力学?。由于表面能低，易于迁移到表面，氟化单体和树脂已用于紫外光固化配方中，以调节光聚合行为和表面性质?。已报道氟化光引发剂，但是只有少数化合物能够以较少的氧抑制作用引发光聚合反应。
依据光引发剂的引发机理不同，光引发剂分为自由基和阳离子型引发剂，本实验是丙烯酸酯类树脂的光固化聚合反应，应当选择自由基型的光引发剂。自由基型根据结构主要分为几种，如安息香及其衍生物、苯乙酮衍生物、硫杂蒽酮类和香豆酮类配合体系等。本实验中主要采用的是2,4,6三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2异丙基硫杂蒽酮、1羟基环己基苯基甲酮和2羟基2甲基1苯基1丙酮光引发剂。
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1前言6
1.1 紫外光固化树脂简介 6
1.1.1研究紫外光固化的现实意义 6
1.2 紫外光固化树脂 6
1.2.1 预聚物 6
1.2.2光引发剂 7
1.2.3活性单体 8
1.3 紫外光固化 9
1.3.1 紫外光固化特点 9
1.3.2 紫外光固化的发展及应用前景 9
1.4研究目的与意义 9
2 实验部分.10
2.1 实验原料 10
2.2 实验步骤 11
2.3 实验原理 11
2.4 测试表征 11
3 结果与讨论13
3.1 聚醚丙烯酸酯 13
3.1.1活性单体对于固化效果的影响 14
3.1.2固化时间对于光固化效果的影响 15
3.2 聚酯丙烯酸酯 16
3.2.1 固含量对于光固化的影响 16
3.2.2 活性单体对于光固化的影响 18
3.2.3 光引发剂选择的影响 19
3.2.4 固化时间对于光固化效果的影响 20
4 结论......... *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
...................................22
5 参考文献.23
1前言
1.1紫外光固化树脂简介
1.1.1研究紫外光固化的现实意义
紫外线固化涂料是环保型涂料，除了我们所知的液体涂料外，不含溶剂。它们具有高能效，易于加工，并且在金属部件涂层工艺中具有出色的应用。由于热固性涂层的相对高的加工温度，涂层的固化时间延长并且可能发生桔皮现象，这严重影响熔化过程中涂层的表面质量。通过研究紫外线固化涂料的组成和应用，紫外线固化涂料的储存稳定性得到改善，并且可以弥补热固性硬涂层的缺点。此外，与热固性涂料相比，紫外光固化涂料中的原料主要使用高质量的分析树脂，可降低活性稀释剂对涂料质量的影响。 涂料收缩率特别低，这进一步增强了涂层与材料的粘合度。 通过一次施加紫外可固化涂层，可以产生相对高质量的涂料层，其可以有效地减少许多涂料的复杂过程。 通过分析紫外光固化涂料的成分，可有效减少环境污染，与传统热固化工艺相比，既节省了时间，又能够节约资源，具有良好的生态环境优势和经济优势[12]。
1.2 紫外光固化树脂
紫外光固化树脂主要由四部分组成, 分别是低聚物、单体、光引发剂、助剂等, 其固化反应历程比较简单, 在光辐射作用下, 引发剂逐渐分解, 生成一定量的自由基, 自由基能够引发单体/低聚物联合交联[3]。
1.2.1 预聚物
预聚物是光固化树脂的主体部分，占总量的60%80%，决定着树脂材料的性能[4]。预聚物的种类有很多，但是国内主要用的就三大类：不饱和聚酯类、环氧丙烯酸酯类和聚酯丙烯酸酯类。
聚酯丙烯酸酯是在饱和聚酯的基础上进行丙烯酸酯化引入光活性基团[515]。?紫外光具有足够的能量来破坏所谓的I型光引发剂的化学键。我们将在下面主要讨论第一类光引发剂。紫外光配方的最大部分是基于丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。使用（甲基）丙烯酸酯的原因很多，其主要原因是聚合速率相对较高，由（甲基）丙烯酸酯封端的化学结构的多样性导致固化涂料的各种物理（机械）和化学性质。 氨基甲酸酯（甲基）丙烯酸酯可能是最广泛使用的低聚物。甲基丙烯酸酯被认为比丙烯酸酯危害更小。然而，在类似条件下，甲基丙烯酸酯通常比丙烯酸酯聚合得慢。
聚醚丙烯酸酯：指聚乙二醇和聚丙二醇结构的丙烯酸酯。聚醚丙烯酸酯的柔韧性和耐溶剂性好，但硬度、耐热耐电压性能差。聚醚丙烯酸酯各项性能稍差，很少作为固化体系中的主体树脂来使用，但是其稀释程度较高，所以可以聚醚类可以用作稀释剂使用。
表1 常见丙烯酸酯性能
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1.2.2光引发剂
光引发剂是光固化的最重要组成部分之一系统，吸收规定波长的光并产生活性物种诱导光聚合反应，一般添加量在2%5%左右。紫外光固化过程中光引发剂产生活性物种引发树脂中的预聚物和活性单体发生化学反应。光引发剂的选择依据如下：1）要与固化剂辐射波长相匹配，最好是辐射光源的最大发射波长正好是引发剂的最大吸收波长；2）引发剂裂解多个活性种，活性种有较高的活性，且猝灭时间长；3）选择的光引发剂在树脂中要有较好的溶解性；4）光引发剂作为添加成分要无毒或低毒，要有较高的稳定性，不能再固化过程中产生有色物质[1618]。
存在的氧与引发自由基反应形成反应性较低的过氧基，这将降低聚合速率或甚至终止聚合。为了克服这个缺点，可以使用对氧不敏感或不敏感的替代配方，其中一些组分可以捕获氧以减轻氧抑制作用。使用高强度光或更高浓度的光引发剂也可以减少氧气的抑制。虽然较高浓度的光引发剂可以减少氧气抑制，但它也导致光屏蔽，体积收缩，尤其是更高的工业成本。样品厚度，引发速率和氧浓度会影响光聚合动力学?。由于表面能低，易于迁移到表面，氟化单体和树脂已用于紫外光固化配方中，以调节光聚合行为和表面性质?。已报道氟化光引发剂，但是只有少数化合物能够以较少的氧抑制作用引发光聚合反应。
依据光引发剂的引发机理不同，光引发剂分为自由基和阳离子型引发剂，本实验是丙烯酸酯类树脂的光固化聚合反应，应当选择自由基型的光引发剂。自由基型根据结构主要分为几种，如安息香及其衍生物、苯乙酮衍生物、硫杂蒽酮类和香豆酮类配合体系等。本实验中主要采用的是2,4,6三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2异丙基硫杂蒽酮、1羟基环己基苯基甲酮和2羟基2甲基1苯基1丙酮光引发剂。
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