紫外光固化聚氨酯离型剂的制备及其性能研究

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离型膜是一种具有防粘和保护效果的膜,由特殊分子结构的离型剂涂布于基材表面固化制得。目前市场上常见的离型剂主要是溶剂型有机硅离型剂,该类离型剂的催化剂为铂金类化合物,成本较高。且在涂布阶段必须使用到有机稀释溶剂,不可避免地会产生环境问题,对人体造成伤害。有机硅离型剂制得的离型膜在使用过程中,若长时间放置,还会发生不同程度的硅转移,容易产生粘卷现象,起不到应有的防粘和保护效果。因此,开发性能高效、涂布环保、成本低廉的离型剂是非常有研究意义的。本文将光固化交联技术结合到聚氨酯离型剂中,制备了一系列离型膜样品,并对其性能进行了相关测试。全文研究内容如下:(1)本论文利用酰胺化反应制备了一种含氟扩链剂(FMPG),然后以羟丙基封端聚二甲基硅氧烷(PSi)、含氟扩链剂(FMPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(HEMA)为反应物,在二月桂酸二丁基锡(DBTDL)的催化作用下合成了一系列紫外光固化氟硅嵌段聚氨酯离型剂(FSPU)。最后以此为主体树脂,配合活性稀释剂甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA),在光引发剂1173的作用下经紫外光固化制得了一系列氟硅离型膜样品。结果表明:离型剂与活性稀释剂之间具有良好的相容性,且所有的样品均具有优异的耐热性能和耐溶剂性能。随着含氟扩链剂含量的增加,H2O和CH2I2在离型膜表面的接触角增大,分别可达116.54°和80.11°,表面自由能由22.03 mN/m降低到17.81 mN/m。离型力、永久离型力和老化离型力分别从6.94 g/25mm、7.55 g/25mm和8.23 g/25mm降低到5.70 g/25mm、6.31 g/25mm和6.99 g/25mm,属于轻型离型膜的范围且附着力皆可至1级及以上。(2)本论文利用上述除含氟扩链剂外的反应物制备了一种紫外光固化聚硅氧烷聚氨酯离型剂(SPU),并以此为主体树脂,选择三种不同的活性稀释单体甲基丙烯酸三氟乙酯(TFMA)、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA),在光引发剂1173的作用下经紫外光固化制得了一系列氟硅离型膜样品。结果表明:离型剂与不同活性稀释单体之间均具有良好的相容性,且所有的样品均具有优异的热稳定性和耐溶剂性能。随着稀释单体含氟链长的增加,H2O和CH2I2在离型膜表面的接触角增大,分别可达119.46°和82.25°,表面自由能由24.07 mN/m下降到16.70 mN/m。离型力、永久离型力和老化离型力分别从7.42 g/25mm、8.03 g/25mm和8.55 g/25mm降低到5.36 g/25mm、5.87g/25mm和6.54 g/25mm,属于轻型离型膜的范围且附着力皆可至1级及以上。(3)本论文以端羟基聚丁二烯(HTPB)、硬脂酸二乙醇胺(ODDEA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(HEMA)为反应物,在二月桂酸二丁基锡(DBTDL)的催化作用下制备了一种紫外光固化聚丁二烯型聚氨酯离型剂(HTPU)。然后利用制得的离型剂为主体树脂,配合甲基丙烯酸异辛酯(IOMA)、甲基丙烯酸十二酯(LMA)和十八烷基甲基丙烯酸酯(ODMA)三种不同的活性稀释剂,在光引发剂1173的作用下经紫外光固化制得了一系列非硅离型膜样品。结果表明:离型剂与不同活性稀释剂之间具有良好的相容性,且所有的样品均具有优异的耐热性能和耐溶剂性能。当稀释单体为十八烷基甲基丙烯酸酯(ODMA),添加量为30 wt.%时,H2O和CH2I2在离型膜表面的接触角分别为119.46°和82.25°,表面自由能为17.43 mN/m。离型力、永久离型力和老化离型力分别为27.65 g/25mm、28.14 g/25mm和30.64 g/25mm。此时,离型膜的离型力较低且附着力较高,可达0级,离型性能优异。
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