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紫外光(UV)固化涂料具有节能高效、绿色环保、涂膜性能优越等特点,应用领域越来越广;超支化聚合物具备高度支化的结构、类球形的分子形状、黏度较低的特殊性能。本文结合以上两者的优势,首先以马来海松酸三缩水甘油酯(MPTGE)、马来海松酸(MPA)、环氧氯丙烷(ECH)为原料合成松香基超支化环氧树脂(HBER),再在丙烯酸(AA)的作用下,制备松香基超支化环氧丙烯酸酯(HBEA)并将其应用于紫外光固化涂料中,研究其固化漆膜性能。 首先以MPA、MPTGE、ECH为主要原料,分两步合成HBER,研究了相关的合成工艺条件,并对其结构和性能进行了表征。主要内容如下: 1、第一步MPTGE与MPA反应制得末端为羧基的超支化聚酯(HBPE),适宜的工艺条件为MPA与MPTGE摩尔比为4∶1时,在温度为135℃下反应65 min,得到HBPE;所得产物再与ECH经开环、闭环反应得到HBER,其合适的工艺为ECH与HBPE摩尔比为18∶1时进行开环与闭环反应,在开环酯化反应中,以四丁基溴化铵为催化剂,用量为总物料量的2%,反应温度为100℃。在闭环反应中,以一定浓度的氢氧化钠溶液作为中和剂,在50℃下反应3小时得到产物。 2、对产物进行了FT-IR表征:492 cm-1处为羟基的伸缩振动峰,表明体系中存在大量的羟基;2950 cm-1和2867 cm-1附近分别为甲基和亚甲基吸收峰;1220(v-CH-CH2)、1139(v-C-O-C)、1059(vC-O-),846、760、667(v-CH2) cm-1处出现了缩水甘油酯型环氧树脂的特征吸收峰,说明反应生成了HBER。 其次,HBER与AA发生酯化反应得到分子链中含有碳碳双键的HBEA,文中探讨了合成工艺条件,主要研究内容如下: 1、投料方式的选择:HBER与AA反应过程中合适的投料方式为先将催化剂、阻聚剂均匀分散于AA中,然后将混合液体用滴液漏斗于30 min内滴加到HBER树脂中,适宜的反应温度为90℃,反应时间为2小时,以对苯二酚为阻聚剂,用量为总物料量的0.1%,以N,N-二甲基苯胺为催化剂,用量为总物料量的1%。 2、对产物进行了FT-IR表征,3492 cm-1附近羟基的伸缩振动峰面积增大,这表明体系中有大量新的羟基生成,1627 cm-1附近出现了丙烯酸碳碳双键的拉伸振动吸收峰,HBER曲线上环氧基团特征峰的消失,说明AA通过反应接到了HBER上。 最后以HBEA为低聚物制备紫外光固化涂料,研究了不同配方组成对涂膜性能的影响,考察了涂膜的固化行为以及相关性能,主要内容如下: 1、适宜的涂料配方是预聚物HBEA用量占总投料量的74%,使用复合光引发剂184/1173,用量为总投料量的4%,并且184与1173质量比为5∶5;使活性稀释剂HDDA、TMPTA等,用量为总投料量的20%,并且HDDA与TMPTA质量比为7∶3。以Foamex810作为消泡剂,Flow300作为流平剂,用量分别占投料量的0.3%、0.4%。 2、在上述制备条件下得到的固化膜外观为浅黄透明薄膜,同时,固化膜具有较好的硬度、热稳定性、冲击强度、耐化学腐蚀性,但是柔韧性与附着力稍差,有待进一步改进。