環(huán)氧樹脂網(wǎng)(seethedealer.net)最新報道[此消息來源于網(wǎng)絡(luò)]。 通過簡單的氨酯化反應(yīng)合成一種含雙鍵的二元醇(HEA-IPDI-TMP,以下簡稱HIT)作為擴鏈劑,將其引入聚氨酯主鏈中,合成了一種新型的可UV固化水性聚氨酯。通過FTIR紅外光譜證實該二元醇合成成功并引入聚氨酯主鏈中。測試證明UV固化后涂膜具有良好的耐水耐溶劑性,較好的機械性能及耐熱性能。 關(guān)鍵詞:UV固化;耐水耐溶劑性;耐熱性;機械性能 0引言 近年來,由于環(huán)保法規(guī)對VOC的限制,水性聚氨酯取得較快的發(fā)展,并在涂料、(文章來源環(huán)球聚氨酯網(wǎng))黏合劑、織物涂飾劑等方面得到廣泛的應(yīng)用[1-2]。然而,水性聚氨酯的許多性能,如耐水耐溶劑性、機械性能等遠遠不如溶劑型聚氨酯,這大大地限制了它的發(fā)展。自20世紀(jì)70年代,UV固化技術(shù)迅速發(fā)展。由于具有較高的交聯(lián)密度,UV固化樹脂具有較高的硬度、較好的耐水耐溶劑性以及良好的機械性能[3]。常規(guī)的UV固化聚氨酯一般是用含有單羥基的丙烯酸類化合物(如丙烯酸羥乙酯HEA)對聚氨酯預(yù)聚體進行封端,然后乳化,涂膜干燥固化[4]。然而這樣造成一種矛盾,即雙鍵含量和聚氨酯預(yù)聚體的分子量無法同時提高,造成固化后樹脂性能有所缺陷。白晨艷等[5-9]通過酯化反應(yīng)合成一種含雙鍵的二元醇作為擴鏈劑,引入聚氨酯主鏈中,從而有效地解決了這一問題。但是,由于合成過程為酯化反應(yīng),副產(chǎn)物水需要除去,且酯化反應(yīng)條件稍苛刻。本文采用更為溫和的氨酯化反應(yīng),同樣合成了一種含有雙鍵的二元醇作為擴鏈劑,反應(yīng)過程中不產(chǎn)生水,且反應(yīng)更容易進行。將此擴鏈劑引入聚氨酯主鏈中,得到一種新型的可UV固化PUD,成膜后固化得到性能優(yōu)異的涂膜。 1試驗部分 1.1試驗原料 異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI),Aldrich,工業(yè)級;丙烯酸羥乙酯(HEA),北京東方化工廠,工業(yè)級;三羥甲基丙烷(TMP),二羥甲基丙酸(DMPA),Aldrich,化學(xué)純;1,4-丁二醇(BDO),上海試劑一廠,化學(xué)純;聚四氫呋喃二元醇(PTMG2000),天津石化三廠,工業(yè)級;三乙胺(TEA),上海試劑一廠,分析純;二月桂酸二丁基錫(DBTDL),2,6-二叔丁基甲酚(BHT),上海試劑一廠,化學(xué)純;光引發(fā)劑1173,Ciba公司,工業(yè)級;HCl溶液,濃度為0.6533mol/L,自配。 1.2合成 1.2.1含雙鍵二元醇(HEA-IPDI-TMP,以下簡稱HIT)的合成 在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管的三口瓶中,加入定量HEA與IPDI,并加入適量阻聚劑,一定溫度下反應(yīng),反應(yīng)過程中通過二正丁胺-鹽酸滴定法測定—NCO含量,—NCO值達到理論值時停止反應(yīng),加入TMP、DBTDL,并加入適量溶劑AC,反應(yīng)至產(chǎn)物紅外光譜中—NCO基團消失結(jié)束反應(yīng)。具體合成過程見圖1。
1.2.2UV-PUD的合成 在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管的三口瓶中,加入PTMG2000、IPDI在90℃下反應(yīng)2h,加入DMPA、BDO和HIT,并加入催化劑反應(yīng)至—NCO理論值,加入TEA中和,加水乳化加入光引發(fā)劑1173。具體合成過程見圖2。合成過程中通過改變擴鏈劑BDO與HIT的用量可制得雙鍵含量不同的乳液。
圖2含雙鍵 UV-PUD 合成過程 2測試部分 2.1—NCO含量測定 采用二正丁胺-鹽酸滴定法,異氰酸根質(zhì)量分數(shù)按以下公式計算:
式中:V0——空白試驗所消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,mL; Vt——試樣所消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,mL; c(HCl)——鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol/L; m——試樣質(zhì)量,g。 2.2FTIR測試 樣品的傅里葉變換紅外光譜(FTIR)通過Burker公司的VECTOR-22型FT-IR光譜儀,采用NaCl窗片液膜法進行測試,譜圖記錄范圍為4000~500cm-1。 2.3乳液黏度的測定 使用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)黏度計,恒溫下測定。 2.4耐水性 涂膜的耐水性可由涂膜在水中浸泡后的吸水性來衡量,具體測試步驟如下:將UV光固化后的膜裁成3cm×1cm的形狀,在室溫下放入烘箱中真空干燥24h后測定其干重(md)。然后將其放入蒸餾水中,測定其在不同的浸泡時間時的濕重(mt),則涂膜在不同浸泡時間時的吸水率可由下式計算:
當(dāng)水在涂膜中的溶漲達到平衡時,吸水率達到飽和,稱之為最大吸水率(Wm)。 2.5凝膠含量測試 按照ASTMD2765-01標(biāo)準(zhǔn)測試凝膠含量,具體做法是:取在相同固化條件下固化得到的樣品烘干后,對其進行稱重(W0),然后置于索式抽提器中,以二甲苯為溶劑120℃抽提12h,取出未溶物在60℃/133.3~266.6Pa(1~2mmHg)條件下干燥72h,對干燥后的樣品稱重(W),凝膠含量由下式計算(每個樣品重復(fù)3次,取平均值):
2.6機械性能測試 使用電子拉力機(ModelTY8000型)。按照GB-T528-1998進行測試,每個樣品重復(fù)三次,取平均值。 2.7耐熱性測試(TGA) TGA測試采用ShimadzuTGA-50H熱重分析儀,加熱速度為10℃/min,氮氣保護,樣品的質(zhì)量在6~10mg,溫度范圍在室溫至600℃。 3結(jié)果與討論 3.1FTIR紅外光譜分析 圖3為含有雙鍵二元醇HIT的紅外光譜圖。在譜圖中位于3340cm-1為—OH的吸收峰與氨基甲酸酯的—NH—的吸收峰的疊合;1701cm-1處C=O基的伸縮振動νC=O;在1540cm-1處可以看到C—N鍵的變形振動δC-N;在1636cm-1處可以明顯的看到C=C鍵的伸縮振動峰νC=C;在1410cm-1處可以看到較強的=CH2和=CH—鍵中C—H鍵的面內(nèi)搖擺振動δ=CH;在982cm-1處可以看到=CH2和=CH—鍵中C—H鍵的面外搖擺振動δ=CH;在810cm-1處可以看到=CH—鍵中C—H鍵的彎曲振動。以上特征表明了成功地合成了含有雙鍵的二元醇。
圖3含有雙鍵二元醇HIT的紅外光譜圖 以上就是這篇文章的詳細內(nèi)容。 環(huán)氧樹脂 - seethedealer.net -(責(zé)任編輯:admin) |