data-full-width-responsive="true"> IPD I改性紫外光固化环氧丙烯酸酯涂料的研究张晓蕾1 ,费学梅2 ,周海军1 ,刘会强3 ,李彦涛1 (11河北省能源研究所,石家庄050081;21衡水宝力工程橡胶有限公司,河北衡水053000; 31河北省化学工业研究院,石家庄050031)0 引 言紫外光固化涂料具有固化速度快、环境友好、节约能源、可涂装各种基材等优点,因而受到越来越多的重视。环氧丙烯酸酯是国内目前光固化产业消耗量最大的一类低聚物,硬度高、附着力好、固化速度快。四氢邻苯二甲酸二缩水甘油丙烯酸酯除具有普通环氧丙烯酸酯类的优点外,还具有黏度低、反应活性适中、粘结强度高、相容性好、电绝缘性良好、超低温性和耐候性好等特点[ 1 ] ,因此可用于许多特殊领域,但是四氢邻苯二甲酸二缩水甘油丙烯酸酯的硬度较高,柔顺性较差。用MD I中的NCO与双酚A型环氧丙烯酸酯的OH反应得到的改性光敏预聚物具有较好柔顺性[ 2 ]。而用异佛尔酮二异氰酸酯( IPD I)的NCO与四氢邻苯二甲酸二缩水甘油丙烯酸酯分子链上的OH反应,以改善其柔顺性还未见有文献报道[ 3 ] 。本文采用异佛尔酮二异氰酸酯对四氢邻苯二甲酸二缩水甘油丙烯酸酯进行改性得到一种改性光敏预聚物,研究了不同NCO与OH配比对产物黏度的影响,并对预聚物的结构、光固化膜的性能等方面进行了表征。1 实验部分1 1 原料四氢邻苯二甲酸二缩水甘油丙烯酸酯:自制; 2 - 羟基- 2- 甲基- 1 - 苯基酮(1173) 、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯( TMP2-TA) 、三丙二醇类二丙烯酸酯( TPGDA) 、1, 6 - 己二醇二丙烯酸酯(HDDA) :均为工业品,天津天骄化工有限公司;甲苯:分析纯,天津市富宇精细化工有限公司;异佛尔酮二异氰酸酯( IPD I) :工业品,德国拜耳公司;二月桂酸二丁基锡:分析纯,天津博迪化工有限公司。1 2 合成工艺将四氢邻苯二甲酸二缩水甘油丙烯酸酯加入装有搅拌器、冷凝管、温度计的三口瓶中,同时加入适量的催化剂、甲苯和IPD I搅拌均匀,升温至80～90 ℃,反应315～4 h,用分光光度计测试反应体系中NCO含量达到一定值时再减压蒸馏除去体系中的甲苯,最后出料得到黄色透明黏稠液体。113 涂膜的制备将合成的改性光敏预聚物与活性稀释剂、光引发剂按一定的比例搅拌混合均匀,涂布于玻璃板上,厚度约01 mm,然后用紫外光固化成膜。114 性能测试用上海昌吉地质有限公司生产的NDJ - 1型旋转黏度计测定改性光敏预聚物的黏度;用上海精密科学仪器有限公司生产的722 s型分光光度计测定反应体系中NCO的含量[ 4 ] ;用深圳市新三思计量技术有限公司生产的CMT7104型微机控制电子万能试验机对光固化膜进行力学性能的测试;用美国PE公司生产的Spectram 100红外光谱仪对改性前后光敏预聚物的结构进行表征;用德国生产的NETZSCH STA 409PC在氮气保护下进行热重分析。2 结果与讨论211 改性光敏预聚物的合成利用四氢邻苯二甲酸二缩水甘油丙烯酸酯中的仲羟基与IPD I的NCO反应,将柔性链段引入预聚物的结构中,增加其韧性。反应物中NCO与OH的物质的量比均小于1,这是因为当IPD I含量较高时, NCO与OH反应形成网状结构使反应体系的黏度增大,随着反应的进行容易发生凝胶。另外由于NCO活性很高,如果体系中反应残余的NCO较多,将影响产物的贮存稳定性,也可能导致凝胶。具体合成工艺如式(1)所示。
用FT - IR对改性前后的光敏预聚物的结构进行了分析,结果如图1所示。
图1中( b) 1 529 cm- 1与3 380 cm- 1为NH的特征峰,而3 380 cm - 1处的NH峰与3 530 cm - 1的OH峰重合使得峰型较大,说明生成了大量的氨酯键,在1 730 cm- 1处是羧基中羰基C O的特征峰,这说明IPD I中的NCO与四氢邻苯二甲酸二缩水甘油丙烯酸酯中的OH反应,生成了IPD I改性的四氢邻苯二甲酸二缩水甘油丙烯酸酯。
