健康·安全·环境
第41卷第10期 2011年10月
涂料工业
PAINT & COATINGS INDUSTRY
Vol.41
No.10 Oet.2011
分子结构中碳碳双键对水性UV聚氨酯分散体的影响
黄萍，叶代勇
（华南理工大学化学与化工学院，广州510640）
摘要：采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI）、聚酯二元醇（聚已二酸-1，4丁二醇酯)（PBA）为主要原料合成了环氧改性的、固体分约为50%的水性紫外光固化聚氨酯分散体（PUD）。通过预聚物中聚氨酯分子末端的一NCO基团与丙性能。研究了水性UV分散体的碳碳双键对水性象氨酯的拉伸强度、硬度、粒径等性能方面的影响，同时对涂膜进行动态力学性能测试(DMA)和断面结构表征(SEM）。结果表明：双键含量增加，UV涂料的拉伸强度和硬度增大，分散体和涂料的其他性能基本不变；DMA测试表明随着双键含量的减小，软段的T（s)移向低温，硬段的T,（h）移向高温，相分离趋于完全；SEM测试表明树脂的交联程度越大，抵抗断裂的程度也越大。
关键调：水性聚氨酯；紫外光固化；双键；丙烯酸羟丙酯；季戊四醇三丙烯酸酯
中图分类号：TQ630.6
文献标识码：A
文章编号：02534312(2011)10004806
EffectofCCDoubleBondonthePropertiesofWaterborneUVPUD
HuangPing,YeDaiyong
(School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)
Abstract:A UV curable waterborne epoxy modified polyurethane dispersion with 50% solid content was synthesized with isophorone disocyanate (IPDI), polyester diol (PBA) as the main raw materials. Reaction of OH groups in hydroxypropyl acrylate (HPA) and pentaerythritoltriacrylate (PETA) and NCO groups in polyurethane prepolymer formed carbon carbon double bonds, leading photosensitive. The tensile strength, hardness, particle size and other performance of UV curing waterborme polyurethane films were investigated. Additionally , the dynamic mechanical analysis ( DMA) and cross section structure characterization with SEM of the coating films were tested. The results showed that when the double bond content increased, the tensile strength and hardness of UV coating increased with other properties unchanged. DMA tests showed that when the content of double bond decreased, the T,(s) of soft segment shifted to low temperatures, and the T,(h) of hard segment shifted to the high temperature, thus the phase separation tended to be completed. SEM tests showed that when the degree of cross linked resin increased, the degree of resistance to fracture also increased.
Key Words : waterborne polyurethane; UV curable; double bonds; hydroxypropyl acrylate ; pentaerythri-tol triacrylate
紫外光固化技术是20世纪60年代以来开发的一种高效、节能、环保的高新固化技术，它是指涂料在高能量的紫外光的照射下，光引发剂吸收紫外光产生自由基，引发光敏树脂（预聚物)和活性稀剂分子发生连锁聚合反应，使得液相体系发生聚合、交联和固化)。而水性紫外光固化涂料具有VOC排放量低，固化速度快，节省能源，大大降低了溶剂挥发造成的污染，固化涂膜的综合性能好，降低可燃性，液态废弃物减少，适合高速自动化生产线和对热敏感基材的涂布等诸多优点。随着21世纪的紫外光固化技术的发展，人们环保、节能意识的增强，紫外光固化技术必将趋向高性能、更环保方向发展。目前国外对紫外光固化研究报道较多[2-7】，对于水性紫外光涂
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料中的碳碳双键影响的报道不多见。
目前相关文献主要是研究光固化后涂膜性能的改善，大部分研究均是采用只有一种官能团的丙烯酸酯类引人碳碳双键使其具备感光性能2-7]。本研究同时引人单一官能团的丙烯酸羟丙酯（HPA）和三官能团的季戊四醇三丙烯酸酯（PE-TA），分别比较其光固化后涂膜硬度、拉伸强度等性能方面的影响，由此研究碳碳双键对水性UV涂料的性能影响。
1 1.1
实验部分实验原料
异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI)：工业级，日本三菱化成工业