水性UV固化涂料作为一种新型、高效、环保的光敏涂料,已发展成为了一个热点研究领域。UV固化涂料的最大亮点为其不含溶剂,从而大大减少了VOC的排放,但往往一般的UV树脂都具有较高的粘度,在应用中需要添加合适的稀释剂,从而使它的粘度和流平性等性能得到改善。稀释剂的加入增加了VOC的排放,同时也对涂料的一些性能有一定的副作用。改用水作溶剂既避免了稀释剂带来的问题,又很大程度上节省了资源。传统水性改性的环氧丙烯酸酯具有光固化速度快,涂膜硬度高及耐磨性等优点,但固化时收缩性强从而具有内应力作用,因而大大降低了其附着力。传统的丙烯酸酯型乳液涂膜具有透明,耐水、耐油、耐热、耐老化、光泽度高等优点,但同时存在附着力差,干燥速度慢等缺点。因此通过将传统丙烯酯类乳液引入可以光固化的基团,试图将线型的丙烯酸酯聚合物通过光固化交联的作用从而构成网状的聚合物结构,从而提高其综合性能。通过丙烯酸酯类聚合物与环氧丙烯酸酯的杂合改性,使其达到性能互补的目的。环氧大豆油为天然降解,资源丰富的环保型的原材料。其耐热性、耐光性、互渗性、低温柔韧性,且挥发度低,无害无毒,绿色环保。但环氧大豆油丙烯酸酯在光固化涂料中光固化速度慢、涂膜耐磨性不足,对其进行进一步的改性及其合成具有可以水性化应用的光固化基料,具有较强的理论意义及实际应用价值。因此本论文从以下两个方面进行了水性UV固化低聚物的制备研究:1.从物理混合法、具有可聚合官能团的苯丙乳液改性、溶剂型苯丙预聚物改性三种方法研究了苯丙乳液水性光固化体系.(1)物理混合法,用苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸等作主要原材料,合成了苯丙乳液。探讨了乳化剂的配比及用量、p H、反应时间/温度、引发剂的使用情况对转化率或对乳液稳定性能的影响。用环氧丙烯酸、马来酸酐等原料合成了水性环氧丙烯酸树脂。并讨论了温度、催化剂种类/量、反应时间等对水性环氧丙烯酸树脂合成的影响。最后把苯丙乳液和环氧丙烯酸树脂按一定比例溶解、混合、涂膜,确定最佳配比。(2)具有可聚合官能团的苯丙乳液的设计与制备研究,用苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸等作主要原材料,聚合成了具有改性官能团的苯丙乳液,并进一步尝试改性引入C=C。探讨了乳化剂的配比及用量、p H、反应时间/温度、引发剂的使用情况对转化率或对乳液稳定性能的影响。(3)溶剂型苯丙预聚物的水性化及光固化性能研究,在甲苯作溶剂的条件下合成具有环氧官能团的苯丙预聚物,再用环氧基与丙烯酸接枝引入C=C,羟基与马来酸酐反应引进羧基,除去溶剂,进行水性化,添加光引发剂184,涂膜。探讨了催化种类/量、反应温度、反应时间等因素对反应或膜性能的影响。2.半酯法合成水性环氧大豆油型UV固化树脂选用可以天然降解,资源丰富的环保型原材料-环氧大豆油,采用半酯法,将甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)与马来酸酐(MAH)或苯酐(PA)合成的半酯化合物与环氧大豆油(ESO)反应制得改性的环氧树脂,最后把改性树脂与马来酸酐反应进行水性化生成了水性UV固化树脂。文章通过一系列的实验对反应温度和催化剂进行分析研究,从而得出了最优的反应条件,并且借助红外光谱仪对反应产物的结构进行了相应的表征分析。