【摘 要】
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可剥离涂料广泛应用于国防、汽车、电子、建筑等领域产品在加工、贮存、运输等过程的临时性防护,环保和高效是其主要的研究方向,尤其是用于水转印油墨防护的可剥离涂料,目前仍以溶剂型涂料为主流产品,开发环保且固化速度快的水转印油墨用可剥离涂料非常必要。本文首先采用热塑性丙烯酸酯为基体树脂,通过优选光固化单体制备LED固化水转印油墨用可剥离涂料;进而设计合成丙烯酸酯光敏共聚物以降低涂料的粘度和提高固化膜的拉伸
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可剥离涂料广泛应用于国防、汽车、电子、建筑等领域产品在加工、贮存、运输等过程的临时性防护,环保和高效是其主要的研究方向,尤其是用于水转印油墨防护的可剥离涂料,目前仍以溶剂型涂料为主流产品,开发环保且固化速度快的水转印油墨用可剥离涂料非常必要。本文首先采用热塑性丙烯酸酯为基体树脂,通过优选光固化单体制备LED固化水转印油墨用可剥离涂料;进而设计合成丙烯酸酯光敏共聚物以降低涂料的粘度和提高固化膜的拉伸强度;其次,本文制备了不同软段聚氨酯丙烯酸酯,优选二元醇以获得低表面能且易于剥离的固化膜。具体研究内容如下:(1)采用线性热塑性丙烯酸酯共聚物(PA-20)为基体树脂,通过溶解性能和光固化膜的剥离性能优选活性稀释剂,以制备光固化互穿网络结构的可剥离涂料。通过涂料的粘度,光固化行为,固化膜的力学性能和剥离性能等研究活性稀释剂的最佳比例。研究结果表明,长链烷基丙烯酸酯(KSM-1)和丙烯酸异冰片酯(IBOA)为优选活性稀释剂,当PA-20与活性稀释剂质量比为1.0/1.7,施工温度为45℃时,体系粘度满足施工条件;随着辐照强度和光引发剂含量增加,双键转化率增加,辐照强度为100 m W/cm~2,辐照时间为20 s,光引发剂TPO用量为3.0~3.5 wt.%时,双键转化率达92%以上,固化膜的力学性能较为优异;同时,IBOA含量增加,固化膜的拉伸强度增加,断裂伸长率先增加后减小,IBOA含量为20 wt.%时,拉伸强度为1.75 MPa,断裂伸长率达最大值为202.68%,在光油基材上的剥离强度为0.40 N/25mm,表面能为36.29 m J·m-2。(2)为了进一步降低可剥离涂料的粘度和提高固化膜的拉伸强度,采用甲基丙烯酸异丁酯(i-BMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料合成端羧基的丙烯酸酯共聚物(PBM),进而与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)反应合成丙烯酸酯光敏共聚物(G-PBM),以其代替不同含量的PA-20,制备光固化互穿网络结构的可剥离涂料,研究其用量对可剥离涂料粘度、固化行为的影响,重点分析其对固化膜力学性能和剥离性能的影响。研究结果表明,随着G-PBM含量增加,可剥离涂料体系粘度逐渐降低,固化膜的拉伸强度先增加后减小,断裂伸长率逐渐减小,当G-PBM含量为10 wt.%时,膜的拉伸强度达到最大值,为2.80 MPa,断裂伸长率为186.34%,在光油基材上的剥离强度为0.24 N/25mm,72 h吸水率达到最低值为1.10%。同时,固化膜热稳定性能优异,可从金属、玻璃等基材表面剥离。(3)采用不同软段二元醇(HPDMS1000、HPDMS3000、HTPB),异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),丙烯酸羟甲酯(HEA)和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为原料合成低表面能聚氨酯丙烯酸酯。通过研究不同软段结构对可剥离涂料固化行为、固化膜力学性能和剥离性能的影响,以优选二元醇。在此基础上,研究R值(?NCO与?OH物质的量之比)对可剥离涂料的影响。研究结果表明,软段为HPDMS3000,R值为1.50,封端剂为PETA时,固化膜具有良好的力学性能和剥离性能,拉伸强度为1.68 MPa,断裂伸长率为70.18%,表面能为14 m J·m-2,在光油基材上的剥离等级为5级,易于剥离。
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