非異氰酸酯聚氨酯丙烯酸酯單體的合成及其性能研究.pdf

1、聚氨酯丙烯酸酯是一類非常重要的光固化材料,同時具有聚氨酯和丙烯酸酯兩類材料的特點(diǎn),在光固化涂料、油墨、膠黏劑等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)的聚氨酯丙烯酸酯的生產(chǎn)需使用對人體及環(huán)境危害較大的異氰酸酯,因此環(huán)境友好的非異氰酸酯聚氨酯類材料成為近年來國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文利用合成的非異氰酸酯聚氨酯,制備低粘度、高反應(yīng)活性的聚氨酯丙烯酸酯單體,用作光固化涂料的活性稀釋劑。
　　 本文以環(huán)碳酸酯(EA)、正丁胺(BA)、丙烯酰氯(AC)為原料,先由

2、EA和BA進(jìn)行胺解開環(huán)反應(yīng),制各非異氰酸酯聚氨酯(NIPU1)單體,然后NIPU1與AC進(jìn)行酯化反應(yīng),合成一種單官能度聚氨酯丙烯酸酯活性單體(NIPUA1),通過FT-IR、1H-NMR對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。通過單因素實(shí)驗(yàn)對合成工藝進(jìn)行優(yōu)化。NIPU1合成的較佳工藝條件為:乙醇為溶劑,n(BA):n(EA)=1.2:1,反應(yīng)時間為4h,反應(yīng)溫度為30℃,收率為92.3％。NIPUA1合成的較佳工藝條件為:乙酸乙酯為溶劑,三乙胺為縛酸劑,

3、n(NIPU1):n(AC)=1:1.2,在冰浴下緩慢滴加丙烯酰氯,在25℃下繼續(xù)反應(yīng)4h,阻聚劑用量為原料總質(zhì)量的0.04%,收率為65%。
　　 本文以環(huán)碳酸酯(EA)、二乙醇胺(DEA)和丙烯酰氯(AC)為原料,先由EA和DEA進(jìn)行胺解開環(huán)反應(yīng),制備非異氰酸酯聚氨酯(NIPU2)單體,再通過NIPU2與AC進(jìn)行酯化反應(yīng),合成一種三官能度聚氨酯丙烯酸酯活性單體(NIPUA2),通過FT-IR、1H NMR對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征

4、。通過單因素實(shí)驗(yàn)對合成工藝進(jìn)行優(yōu)化。NIPU2合成的的較佳工藝條件為:二氧六環(huán)為溶劑,用量為100ml,n(EA):n(DEA)=1:1,反應(yīng)時間為4h,反應(yīng)溫度為85℃,收率為87.8%。NIPUA2合成的較佳工藝條件為:以丙酮為溶劑,三乙胺為縛酸劑,n(NIPU2):n(AC)=1:3.9,在冰浴下緩慢滴加丙烯酰氯,滴加完成后繼續(xù)攪拌反應(yīng)0.5h,然后在30℃下繼續(xù)反應(yīng)3h,阻聚劑用量為原料總質(zhì)量的0.06%,收率為43。2%。

5、r>　　 本文采用制備的兩種活性單體與同一種低聚物進(jìn)行固化,測定涂膜的光固化速度、硬度、耐水性以及附著力等基本性能。結(jié)果為:加入兩種活性單體涂料的固化時間均比不加入活性單體的固化時間提高10s以上,并且加入三官能度單體的涂料體系固化時間較單官能度單體的提高了8s;涂料體系中不添加活性單體和加入單官能度單體的涂膜硬度基本一樣,均為2H,而加入三官能度單體的涂膜硬度提高到4H;低聚物單獨(dú)固化成膜后,耐水性較差,而兩種活性單體的親水性都較弱