一種新型UV固化預聚體的合成及應用.pdf

1、雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯因其優(yōu)良的粘附性、耐腐蝕性、剛性和熱穩(wěn)定性等而成為應用廣泛的光敏預聚體,傳統(tǒng)的雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯合成時會因體系粘度太大或攪拌不充分而產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象,有的專家提出了在反應容器中加入苯或甲苯作溶劑,降低反應容器中環(huán)氧樹脂的粘度以及反應過程中所產(chǎn)生的環(huán)氧丙烯酸酯黏度,這種生產(chǎn)環(huán)氧丙烯酸酯的方法已逐步在工業(yè)上得到應用,但是,反應后要進行蒸餾、脫除物料中的溶劑苯或甲苯,生產(chǎn)過程較為繁瑣。
　　 正丁基縮水甘油醚(EPG

2、660)作為粘度極低的環(huán)氧化合物,加入到雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯合成體系中時,既能起到稀釋劑的作用,降低體系粘度、防止凝膠,又能參與反應生成低粘度的新型光敏預聚體,于是,本項目提出了在反應容器中加入環(huán)氧樹脂(E-51型),再加入實驗室自制正丁基縮水甘油醚作為稀釋劑生產(chǎn)新型環(huán)氧丙烯酸酯的方法。論文的主要研究內容及成果如下:
　　 第一,以正丁醇和環(huán)氧氯丙烷(ECH)為原料,以三氟化硼乙醚絡合物為催化劑,以氫氧化鈉為成環(huán)的閉環(huán)劑合成EP

3、G660,研究催化劑用量、原料配比和反應溫度三個因素對產(chǎn)物產(chǎn)率和環(huán)氧值的影響,較佳反應條件為:三氟化硼乙醚絡合物質量分數(shù)為0.4％,n(環(huán)氧氯丙烷):n(正丁醇)=1.8:1,n(氫氧化鈉):n(正丁醇)=1.4:1,成環(huán)反應溫度為30℃。
　　 第二,以E-51／EPG660混合物為原料合成新型環(huán)氧丙烯酸酯光敏預聚體,通過對比合成轉化率、反應體系粘度及產(chǎn)物外觀,得出較佳反應條件為:催化劑為四丁基溴化銨(TBAB),質量分數(shù)1.

4、O％,阻聚劑為對甲氧基酚(MEHQ),質量分數(shù)0.2％,反應溫度105℃；探究了EPG660的加入對合成速率、體系粘度和產(chǎn)物外觀的影響,結果表明EPG660的添加有效降低了反應體系的粘度,并在同等反應條件下,能增加合成的速率,當E-51與EPG660投料質量比為5:1時,產(chǎn)物粘度便降低至可涂布施工的較佳粘度值范圍內；利用FT-IR對反應前后樹脂結構進行了分析。
　　 第三,將所合成的新型光敏預聚體加入光引發(fā)劑后配制成紫外光固化涂

5、料,并固化成膜,研究了光引發(fā)劑的選擇及用量以及輻射時間和輻射距離對固化轉化率的影響,得出結論:較佳光引發(fā)劑為質量比為1:1的1-羥基環(huán)已基苯基甲酮(184)和二苯甲酮(BP)復配光引發(fā)劑,質量分數(shù)4％,當輻射距離為10cm時固化速率最快,固化時間為30s:研究合成時EPG660的添加對預聚體固化后涂膜性能的影響,結果表明實驗合成的新型光敏預聚體固化后涂膜具有優(yōu)良力學性能、熱性能、光澤度、耐腐蝕性及耐水性,且E-51與EPG660較佳質量

6、比為5:1,此時合成的預聚體固化后涂膜相比單獨用E-51合成的預聚體固化后涂膜具有更佳的柔韌性,且附著力和硬度良好；利用ATR紅外光譜對固化前后樹脂結構進行了分析。
　　 第四,利用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)對納米SiO2進行表面改性,并與E-51／EPG660混合物作為原料制備的光敏預聚體共混,添加光引發(fā)劑后制成光固化涂膜,考察不同納米SiO2投料比對樹脂粘度、固化效率、涂膜硬度及耐熱性的影響,并用SE