水性聚氨酯丙烯酸酯的合成
添加日期:[2018-5-14 9:23:43]
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   随着工业的迅速发展,性能优越的高分子材料被广泛的应用于生产和生活的各个方面,为此为了使生产和生活联系联系的更紧密,为了使生活的质量更加环保健康,有必要也研究一些实用和环保的产品。聚氨酯丙烯酸酯(PUA)体系综合了聚氨酯树脂和丙烯酸酯树脂各自的优点,使得该体系具有耐溶剂性,耐低温性,耐磨性,耐热冲击性,柔韧性和良好的粘结性,成为目前研究比较活跃的体系。该体系涂料已经广泛应用于金属、木材、塑料涂层,油墨印刷,织物印花,光纤涂层等方面。传统的UV固化体系主要由光引发剂、功能性低聚物、活性稀释剂(单体)、光稳定剂及各种辅助剂组成,其采用活性稀释剂代替有机溶剂降低体系黏度且起交联作用,有效地降低了VOC排放量;但这些活性稀释剂多具有低蒸气压、毒性和刺激性,在光照结束后仍会残留在产品中,对环境及人体健康产生不良影响,而且单体降低体系黏度的程度也有限。低聚物相对分子量较大则黏度也较大,且其黏度难以调节控制,故非水性UV固化体系很难做到不用稀释剂而配制100%固含量的光固化体系。为了避免使用活性稀释剂以减少VOC排放量,提高UV固化体系的综合性能,水性UV固化体系成为该领域新的发展趋势。对水性UV固化体系的研究,不仅具有环保效应,而且还具有很大的经济效益。水性UV固化低聚物是随着20世纪末水性UV固化材料的开发而产生,它可分为乳液型、水分散型、水溶性三大类。水性UV固化体系用水取代传统的UV固化体系中的活性稀释剂,解决了由于易挥发有机组分导致的环境污染、刺激性和不安全性等问题,是一种综合了水性体系与UV固化技术优点的结合体。因而,近来得到了广泛关注及快速发展。国内外都相应推出了水性UV固化产品;但是水性UV固化体系也存在缺点,具体的水性UV体系的特点:
  (1)、用水代替活性稀释剂稀释低聚物,黏度调节容易;VOC及毒性、刺激性等问题得到解决;
  (2)、可用水或增稠剂方便地控制流变性,适用通用的涂布设备,便于喷涂;
  (3)、可实现薄涂层涂布,降低成本;且得到薄膜型固化膜,有利于提高固化膜对底材的附着性;
  (4)、可避免由于使用活性稀释剂所引起的固化膜收缩率;
  (5)、设备、容器等易于清洗;
  (6)、降低了低聚物体系的易燃性;
  (7)、易于得到光固化前的无粘性干膜,涂料用时可堆放和修理,简化防尘操作;
  (8)、固化前干膜的机械刮伤易于修补;
  (9)、可以使用高相对分子质量的低聚物,又不用相对分子质量低的活性稀释剂,从而克服了光固化膜高硬度和高柔韧性不能兼顾的矛盾。
  在许多工业领域中,水性UV固化体系一般由低聚物、光引发剂、助剂和水组成。低聚物是该体系重要的组成,它决定了固化膜的物理机械性能,如硬度、柔韧性、强度、耐磨性、附着力、耐化学品性等,紫外光固化技术因为其环保和节约能源而广泛应用于涂料、油墨和黏合剂等多个领域,特别是在涂料行业。随着人们对环境的关注,限制和减少挥发性有机物(VOC)排放的法规的制定和实施,光固化涂料因以上诸多优点逐渐代替传统的溶剂型涂料。另一方面,紫外光固化涂料的一般配方包含光引发剂、活性单体及官能低聚物即环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯(聚醚或聚酯)和不饱和聚酯。其中,由于作为光固化涂料主要组成部分的合成树脂黏度高,使用时需要加入一定量的活性单体,而活性单体的挥发性又使其成为了潜在的环境污染源。近些年来,在制备紫外光固化涂料的过程中,用“水”来代替活性单体,开发水性光固化树脂已经成为该领域研究的热点。

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