ε-己内酯改性环氧丙烯酸酯的制备及其应用研究

发布时间：2021-07-05 13:16

　　传统涂料在生产和使用过程中,存在大量挥发性有机物（VOC）排放污染环境的问题,与之相比,UV固化涂料具有环保、节能、适应性广、经济、高效的“5E”优点,在木器、塑料、印刷领域应用广泛。双酚A型环氧丙烯酸酯（EA）因其固化速率快、机械强度高、耐化学品性能优异等特点,其用量已占UV低聚物总量的80%,但是EA树脂由于刚性苯环密度大,导致固化涂层柔韧性差、对基材附着力差,限制了其在金属涂料领域的运用。聚ε-己内酯（PCL）为ε-己内酯（ε-CL）开环聚合产物,具有分子量可调、韧性佳、官能团可选择的优点,基于此本课题以PCL作为改性剂,制备了一系列PCL改性环氧丙烯酸酯,并探究其在UV金属涂料中的应用。首先以商品化的AA-PCL（末端带有羧基）作为改性剂,在EA树脂主链中引入PCL柔性长碳链段,制备了一系列改性环氧丙烯酸酯（EA*）,讨论了EA*的最佳合成工艺。通过傅里叶红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（¹H-NMR）并结合凝胶渗透色谱（GPC）,证实了目标产物的合成成功。以EA*为主体树脂制备光固化涂层,探究了固化涂层基本膜性能、力学性能、热机械性能等,并与商品化E... 

【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

自由基聚合过程

第一章绪论3广，现如今主要应用领域有：UV木器涂料、UV纸张涂料及UV金属涂料等，2017年UV涂料在各领域应用量如图1-2所示。图1-22017年UV涂料在各领域用量占比Fig.1-2UVFormulatedproductusagebyvolumein2017(percentoftotal)1.2.2.1UV木器涂料UV木器涂料是应用量最大的一类UV固化涂料，早在19世纪60年代德国拜耳公司就已针对木器进行了UV固化涂装，早期的UV木器涂料主要以不饱和聚酯为主体树脂、苯乙烯为活性稀释剂，但该体系表面氧阻聚现象严重，固化效率不理想，且涂层固化时体积收缩巨大导致其附着力不佳[30,31]。而环氧丙烯酸酯类树脂光固化速率快、配方多样化，可以满足各种木器涂料的使用要求，但当时该类树脂成本太高，用户难以承受。现如今随着环氧丙烯酸酯树脂的不断发展，树脂生产技术的日益成熟，该类树脂价格下降，已成为UV木器涂料中最常用的光敏低聚物[32]。UV木器涂料主要包括UV腻子漆、UV底漆及UV面漆，其中UV木器涂料的涂装工艺各式各样、对涂料的要求也不尽相同，表1-2列举出了几种具有代表性的UV木器涂料各项基本性能指标[33]。UV木器涂料既能对木器进行装饰，也能保护基材，其中耐磨性成为了UV木器涂料重要评价指标之一。EvansRM[34]等人研究发现涂层耐磨性和其内部结构的断裂功呈正相关，即涂层内部结构的断裂功越大，耐磨性越优异。JingdaHuang等人[35]以纤维素纳米晶为添加物制备了超亲水性木器涂料，发现该涂层在经过200g砂轮摩擦6次后，其水接触角保持不变，具有优异的耐磨性，拓宽了UV木器涂料的应用范围。在近二十年中，用户对木器涂料的性能要求不断提高，所以UV木器涂层也遇到了新的问题亟待解决。表1-2UV木器涂料的性能指标Table1-2TheperformancepropertiesofUVwoodcoating涂料名称涂装厚度

第一章绪论11图1-8改性环氧丙烯酸酯(EA#)的合成路线Fig.1-8Thesynthesisofmodifiedepoxyacrylate(EA#)金银[98]等人利用1,5-己二烯-3,4-二醇(DVG)与烯丙基丁二酸酐(ASH)的酯化产物对环氧树脂进行改性，然后在分子结构末端引入丙烯酰氧基，制备了一系列低黏度改性环氧丙烯酸酯低聚物(DVG-ASH-EA)，具体反应路线如图1-9所示。通过单因素分析对DVG-ASH-EA的合成工艺进行探究，每步反应温度分别为85℃、100℃及105℃时，合成的低聚物黏度最低、储存稳定性最优异。同时与纯EA涂层相比，改性DVG-ASH-EA涂层柔韧性更佳，为0.5mm；固化时间更短，仅为7s。图1-9低黏度改性环氧丙烯酸酯(DVG-ASH-EA)的合成路线Fig.1-9Thesynthesisoflowviscositymodifiedepoxyacrylate(DVG-ASH-EA)(2)有机硅改性环氧丙烯酸酯有机硅低聚物中Si-O-Si键能(450kJ/mol)远大于C-C(345kJ/mol)、C-O(351kJ/mol)键能，同时Si-O-Si旋转能垒低，分子链柔性佳，故将有机硅引入到EA树脂中，能显著提高涂层的耐热性、柔韧性及耐候性[99]。

【参考文献】：
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本文编号：3266138