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印刷行业普遍采用上光油来改善纸制品的外观效果,提高耐水耐摩擦等性能。目前,传统的溶剂型上光油正逐步由环保型的水性上光油和紫外光(UV)固化上光油所替代。应用较多的水性上光油是聚丙烯酸酯类乳液,但其存在干燥速度慢、成膜性较差、光泽度较低等不足。UV固化上光油主要是聚氨酯类,但其含有大量挥发性的活性稀释剂,仍然有害作业人员的身体健康。将水性与UV固化结合的UV固化聚氨酯-丙烯酸酯乳液,可以发挥两者的优点而避免其不足,正受到研究者的重视。本论文先合成UV固化水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液,再选择适宜的光引发剂、活性稀释剂及其他助剂,最后复配研究形成水性UV光油。本研究在丙烯酸酯改性的基础上,利用聚氨酯链段结构的可调节性,改进光油性能,使其更适合在纸张上的应用。主要用甲苯二异氰酸酯(TDI)组成聚氨酯分子链的硬段,赋予树脂力学强度;用聚醚二元醇(DL-1000)组成分子链的软段,提供树脂的柔韧性;用小分子醇扩链剂1,4-丁二醇(BDO)调节NCO/OH比;用二羟甲基丙酸(DMPA)引入亲水基团,中和成盐后获得亲水性;用甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)封端分子链,引入C=C双键,使其能够进行UV固化。研究了乳液合成过程中三个阶段各工艺因素和配比因素对乳液及涂膜性能的影响,即制备水性PUA预聚体的因素:TDI/DL-1000摩尔比、亲水基团(-COOH)含量、NCO/OH摩尔比、HEMA用量以及反应温度和时间、阻聚剂用量等;制备PUA乳液的因素:中和度和分散工艺等;光油配方因素:光引发剂种类和用量、活性稀释剂用量以及预干燥条件等。对乳液合成过程及产品结构性能进行了测试、表征和分析。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)表征了UV固化聚氨酯丙烯酸酯乳液的结构。激光粒度分析仪测试表明,所得水性PUA的粒径分布较窄,平均粒径为50nm左右。经测试得到乳液及光油涂膜柔韧性、硬度、光泽度等性能良好。TG曲线表明最终光油固化涂膜的耐热性良好。DSC曲线显示,固化后涂膜存在相变吸收峰。