UV-固化聚氨酯丙烯酸酯纳米杂化涂料的合成、固化反应动力学与功能.pdf

Classified Index: CODE: 10075 U.D.C.: NO: A Dissertation for the Degree of M.Science Synthesis, Curing Kinetics and Properties of UV-Cured Polyurethane -Acrylate Nanocomposites Coatings Candidate ：Ma Ying ying Supervisor ：Prof. Gao Jun-gang Academic Degree Applied for ：Master of Science Specialty ：Polymer Chemistry and Physics University ：Hebei University Date of Oral Examination ：June, 2012 摘 要 摘 要 为了使聚氨酯丙烯酸酯具有更加优异的性能，本文合成了乙烯基笼型倍半硅氧烷 (V-POSS)、甲基丙烯酰氧基丙基笼型倍半硅氧烷(MAP-POSS) 以及甲基丙烯酰氧丙基三 甲基硅烷（MAPTMS ）改性的纳米二氧化硅，研究了纳米粒子的加入量对紫外光固化聚 氨酯丙烯酸涂料的固化行为、热性能及力学性能的影响。 1. 采用了示差扫描量热仪（DSC ）、动态力学谱仪（DMA ）研究了V-POSS/环氧丙 烯酸酯/丙烯酸酯聚氨酯的非等温固化反应动力学。结果表明，固化反应过程符合自催化 反应机理，当V-POSS双键的含量为环氧丙烯酸酯/聚氨酯丙烯酸酯双键的60%时，玻璃 化转变温度达到最大值，提高了5.2 oC 。 2.制备MAP-POSS 改性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯涂料，对MAP-POSS/ 甲基丙烯酸 缩水甘油酯(GMA)/聚氨酯丙烯酸酯(PUA)的聚合原理、动态力学性能、热性能以及漆膜 的耐酸碱性进行测试。结果表明，MAP-POSS 的加入，改善了体系的热性能，当 MAP-POSS 的加入量为20wt%时，初始分解温度提高了7 oC 。MAP-POSS 的质量分数为 10%时，玻璃化转变温速度提高12.6 oC ，漆膜具有优异的耐酸碱性。 3.制备了聚氨酯丙烯酸酯，并且加入改性二氧化硅，测试了涂料非等温固化反应及动 态力学性能。结果表明，该体系固化后，可以形成均一的体系，固化过程可以用自催化 Šesták-Berggren （S-B ）动力模型描述。当改性二氧化硅质量分数为10%时，玻璃化温度 达到最大值，提高了7.3 oC 。 关键词 紫外光固化涂料 聚氨酯丙烯酸酯 笼型倍半硅氧烷 固化动力学 热性能 I Abstract Abstract In order to obtain UV-curable polyurethane-acrylate (PUA) coating with more excellent performance, in this paper, the methylacryloylpropyl polyhedral oligomeric silsesquioxanes (MAP-POSS), polyhedral oligomeric silsesquioxane containing vinyl group (V-POSS) and nano-SiO2 were sy