文档介绍：西安科技大学
硕士学位论文
UV固化聚氨酯丙烯酸酯水性乳液的合成及应用
姓名:涂天平
申请学位级别:硕士
专业:材料物理与化学
指导教师:李会录
2011
论文题目:UV 固化聚氨酯丙烯酸酯水性乳液的合成及应用
专业:材料物理与化学
硕士生:涂天平(签名)
指导老师:李会录(签名)
摘要
为响应二十一世纪高效、节能、绿色和环保的时代主题,水性紫外光固化体系以其
无毒性、无污染、无刺激性和生产安全等优点,在众多的固化体系中脱颖而出,是目前
较为活跃的研究和开发领域。
本文以甲苯二异氰酸酯(MDI)、聚醚二元醇(PO3114)、二羟甲基丙酸(DMPA)、丙烯
酸羟乙酯(HEA)和三乙胺(TEA)为原料,通过三步法合成了亲水性优异,能进行紫外光
固化的阴离子型水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA),并将其乳化制得水性 PUA 乳液。
研究了水性聚氨酯丙烯酸酯树脂及其乳液的合成,确定了水性上光油和油墨的配
方。讨论了光引发剂的种类和用量、中和剂种类、中和度、固含量以及反应物配比对光
固化速度的影响,同时对光固化膜的性能进行了测定,并讨论了亲水基团含量、中和度、
固含量和异氰酸指数(R 值)对乳液性能的影响。
结果表明:随亲水基团含量和中和度的提高,分子链亲水性增强,乳液粒径下降,
乳液的分散性、稳定性均得到提高;在光固化性能方面,光引化剂优选 Darocur4265,
最佳用量为 2%,中和度为 80%时光固化速度最快;用 NaOH 作为中和剂时光固化速度
快于三乙胺(TEA),但乳化不完全。反应物的最佳配比为 n(TDI):n(PO3114):n(HEA):
n(DMPA)=6:2:4:3;合成树脂的固化膜具有良好的耐水、耐溶剂和耐酸性,但耐强碱性
较差。
在上光油配方的合成中,随固含量的提高,粘度上升,固化膜的光泽度先增加,后
略微下降,光固化时间先增加后减小,固含量在 70%-80%之间最为合适;pH 值太高,
粘度降低,光泽度降低,pH 值太低,碱性太弱,粘度太高,光泽度降低,pH 值在 8-9
最为合适;在油墨配方的合成中,固含量越高,固化速度越快;颜料对光引发剂存在屏
蔽作用;比热容较小的基材会加快光固化速度。
关键词:UV 固化;水性乳液;聚氨酯丙烯酸酯;光引发剂
研究类型:实验研究型
Subject : Synthesis and Applications of UV-curing Polyurethane Acrylates
Emulsion
Specialty : Materials physics and chemistry
Name : Tianping Tu (Signature)
Instructor: Huilu Li (Signature)
ABSTRACT
In response to the 21st century high efficiency,energy saving,green and environmental
protection,water-borne UV curable system stands out in numerous curing system,with non-
toxic,non-polluting,without excitant and production safety advantages,which is relatively
active research and development fields.
This paper introduce that an excellent hydrophilic and ionic UV-curing water-borne
polyurethane acrylates (WPUA) was synthesized through the three-step synthesis method,
with toluene disocyanate(TDI),polyether glycol(PO3114),dimethylol propionic acid(DMPA),
hydroxyethyl acrylate(HEA) and triethylamine(TEA),which was made the water-borne poly-
urethane acrylate emulsion.
The water-borne polyurethane acrylates emulsion(WPUA),water-based polish oil an