光固化环氧-丙烯酸酯的合成制备及其涂膜表征课件.pptVIP

课题设计结题报告

题目：光可固化环氧-丙烯酸涂料合成制备及涂膜性能测试学

目录

光固化涂料

环氧丙烯酸树脂

实验

结论

参考文献

光固化涂料

紫外光固化涂料的特点及发展概况

UV固化原理

活性稀释剂

光引发剂

阻聚剂

UV固化原理

紫外光固化需要依靠光引发剂产生自由基或阳离子引发聚合，交联反应通过不饱和双键进行，在UV辐射下，液态UV材料中的光引发剂被激发，产生自由基或阳离子，引发材料中带不饱和双键的化合物（聚合物、预聚物和单体）发生聚合反应，交联成网状固化膜。如图1-2所示。

图1-1UV固化原理图

UV固化原理

首先，光引发剂受紫外光照射被激发成活性体（自由基或阳离子），该活性体与预聚物和单体中的C=C双键反应，形成增长链。该增长链进一步反应，形成更长的聚合物链，若有多官能度聚合物或单体存在，就会产生交联网络结构。最后，活性体的耦合与歧化使反应终止。UV固化原理如下图所示。

UV固化原理

如图：

活性稀释剂

活性稀释剂是涂料配方中又一重要组成,它的主要功能可概括为稀释降低黏度和调节固化膜性能。主体树脂通常决定了固化膜的主要性能,但主体树脂粘度往往很高,室温下可达数十帕/秒,难以直接涂膜展开,故调制配方时必须调低其黏度。

阻聚剂

阻聚剂是能使烯类单体的自由基聚合反应完全终止的物质。这种作用称阻聚。阻聚剂分子与链自由基反应，形成非自由基物质或不能引发的低活性自由基，从而使聚合终止。为了避免烯类单体在贮藏、运输等过程中发生聚合，单体中往往加入少量阻聚剂，在使用前再将它除去。一般，阻聚剂为固体物质，挥发性小，在蒸馏单体时即可将它除去。本文所用的阻聚剂对苯二酚能与氢氧化钠反应生成可溶于水的钠盐,所以可用5％～10％的氢氧化钠溶液洗涤除去。

环氧丙烯酸树脂的特性、研究概况及应用

环氧丙烯酸酯（EA）是固化领域中用量最大的一类光固化树脂。

根据结构类型,环氧丙烯酸酯一般分为以下四种类型：

1、双酚A缩水甘油醚类环氧树脂的丙烯酸酯;

2、环氧化油(豆油或亚麻子油)的丙烯酸酯;

3、线型酚醛环氧的丙烯酸酯(偏重于特定用途);

4、含有丁基缩水甘油醚,但这类的工业意义不大。

目前应用量最大的环氧丙烯酸酯类是双酚A缩水甘油醚类环氧树脂丙烯酸酯。因环氧树脂因含有极性高且不易水解的脂肪族羟基和醚键，且双酚A型环氧树脂分子主链上刚性苯基和柔性羟基交替排列，成膜后涂膜具有良好的物理机械性能、黏附力强、化学稳定性好、成型收缩率低、热稳定性好以及电绝缘性等优点。而且原料易得、价格便宜，被广泛用在胶黏剂、涂料和油墨等行业。

环氧丙烯酸树脂的制备

用具有优异性能的高聚物,引入“双键”,使其具有光反应活性,这是从分子设计角度出发考虑制备感光性高分子的思路。为此,我们从各种性能要求着手,选用低相对分子质量环氧树脂与丙烯酸反应生成环氧丙烯酸聚合物。

环氧丙烯酸树脂的制备

本文采用环氧树脂(E-44)与丙烯酸在催化剂四丁基溴化铵的作用下反应制备环氧丙烯酸预聚物。制备方法可概括如下:

实验

主要试剂

实验仪器及设备

环氧丙烯酸树脂的制备

酸值的测定

红外光谱表征

UV固化涂膜的制备

涂膜性能测试

表征结果与讨论

主要试剂

表1

试剂名称 规格 产地

表1

环氧丙烯酸树脂的制备

在带有搅拌器，回流冷凝管，温度计和滴液漏斗的200mL三口瓶中，加入39g的环氧树脂，然后水浴加热升温,当温度达到60℃左右时开动搅拌,继续升温到90℃，搅拌下滴加14.2g溶有阻聚剂的丙烯酸和1g催化剂，控制反应温度为85～95℃,并在该温度范围内0.5h内滴加完毕。升温到110℃恒温反应4h后，测酸值，当酸值不大于5mgKOH/G时，降温到90℃左右，加入活性稀释剂进行稀释，搅匀后降温至60℃,倒入棕色瓶中贮存待用，即得到丙烯酸环氧树脂。

（实验条件：反应温度110℃，反应时间4h，催化剂用量0.8％，单体配比：丙烯酸／环氧树脂为1．05：1（摩尔比）；收率90％，粘度为186mPa（25℃））

酸值的测定

称取0.5～1g自制的环氧丙烯酸酯树脂于250ml锥形瓶中,用20ml丙酮（也可以用甲苯-乙醇）溶解,加入三滴酚酞指示剂,用0.1mol/L的氢氧化钾-乙醇溶液滴定进行滴定至变色,保持30s不褪色,并记录所用碱液的体积,以备计算用。

按GB2895-82不饱和聚酯树脂酸值的测定方法来测定酸值。

反应前的理论酸值计算:

反应前的理论酸值=酸的摩尔数*56.10*1000/反应物总质量

反应过程中酸值计算:

酸值=C*V*56.10/M

式中,C为KOH-乙醇溶液浓度(mol/L);V为消耗KOH-乙醇溶液体积(mL/L);M为取出样品质量(g)。

残余酸值率P的定义:

P=酸值/反应前的理论酸值