紫外光固化水性聚氨酯的制备及性质研究

光固化聚氨酯弹性涂料的制备及性能研究随着人们对建筑、家居、汽车等领域的个性化和环保要求日益提升，涂料市场也开始向高质量、高效率、高环保的方向转型。

光固化聚氨酯弹性涂料作为一种重要的涂料种类，具有优异的耐久性、问题优秀的拉伸性能和良好的耐热性能等特点，具有广泛的应用前景。

因此，本文将重点探讨光固化聚氨酯弹性涂料的制备及性能研究。

一、制备光固化聚氨酯弹性涂料的方法（一）原材料的选择光固化聚氨酯弹性涂料的制备需要选择两种原材料：聚异氰酸酯和多元醇。

其中，聚异氰酸酯是指二异氰酸酯（TDI）、四氢六亚甲基二异氰酸酯（HDI）和聚异氰酸酯（PUP）等二元异氰酸酯和三元异氰酸酯，多元醇则包括聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚醇酸等。

（二）制备过程制备光固化聚氨酯弹性涂料的过程分为以下几个步骤：1.多元醇与聚异氰酸酯混合将选定的多元醇和聚异氰酸酯混合，并通过加热或搅拌等方式，控制反应温度和时间，使二者充分反应。

2.添加辅助剂和填料将所需的辅助剂和填料加入混合物中，其中辅助剂包括稀释剂、助剂、润湿剂、促进剂等，填料则有白炭黑、纳米氧化钇粉等。

3.分散在混合物中添加分散剂，并在光固化剂存在的情况下，利用高剪切力或高速搅拌将分散剂均匀分散，保证涂料颜色均匀、无颗粒状物质。

4.加入光固化剂在涂料中逐渐加入光固化剂，并控制光照时间和光照强度等参数，使涂层产生交联固化反应。

二、光固化聚氨酯弹性涂料的性能研究（一）耐久性光固化聚氨酯弹性涂料在多种环境条件下，如强酸、强碱、高温、低温等情况下均能保持优良的性能。

经过长时间的使用后，其性能依然能够保持较好稳定性，不发生裂纹、剥落、老化等情况。

（二）拉伸性能光固化聚氨酯弹性涂料的拉伸性能优异，其断裂伸长率可以达到200%以上，能够适应建筑物的多种变形情况，同样适用于汽车大巴、轮船、机车车辆以及各种工业设备的底部涂装弹性层面。

（三）耐热性能光固化聚氨酯弹性涂料的耐热性能优越，能够在高温环境下保持稳定，并不容易生化流动、褪色、老化等现象。

UV固化水性含氟聚氨酯的合成及其性能研究开题报
告
一、选题背景和意义
随着环保意识的不断提高，低VOC（挥发性有机化合物）水性涂料逐渐替代传统的溶剂型涂料成为发展趋势。

其中，水性含氟聚氨酯涂料因具有优良的耐候性、光泽度、耐化学性和防污性，成为近年来研究的热点之一。

同时，UV固化技术的应用也越来越普及，其快速固化、节能环保等特点备受关注。

因此，本课题旨在通过合成含氟聚氨酯树脂，在其中引入UV固化单体，制备出UV固化水性含氟聚氨酯涂料，并对其性能进行研究。

二、研究内容和方法
1. 合成含氟聚氨酯树脂。

采用原位聚合法，在聚酯二元酸、聚醚二元酸、聚醚二元醇和含氟二元醇等原料的作用下，制备含氟聚氨酯树脂。

2. 引入UV固化单体。

将含氟聚氨酯树脂与UV固化单体，如异氰酸酯单体进行反应，引入UV固化基团。

3. 制备水性含氟聚氨酯涂料。

将合成的含氟聚氨酯树脂与水性分散剂混合，制备水性含氟聚氨酯涂料。

4. 对涂料性能进行测试。

测试涂料的固体含量、粘度、PH值、耐候性、光泽度、耐化学性和防污性等性能。

三、预期结果
通过合成含氟聚氨酯树脂，并引入UV固化单体，在制备水性含氟聚氨酯涂料的过程中，可以较好地实现涂料的UV固化和环保性能的提升。

同时，通过测试涂料的性能，可以评价涂料的适用性和实际应用价值。

新型紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的合成与性能研究的
开题报告
一、选题背景
水性聚氨酯丙烯酸酯因其环保、耐化学腐蚀、可调节性能等特点，成为了近年来研究的热点之一。

而紫外光固化技术则是一种绿色环保的表面处理方法，由于其速度快、效果好、无污染等特点，目前已广泛应用于涂料、油墨、粘合剂等领域。

因此，
将水性聚氨酯丙烯酸酯与紫外光固化技术相结合，可以制备出具有良好属性的新型紫
外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯，可广泛应用于涂料等领域。

二、研究目的
本研究旨在合成新型紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯，在优化合成工艺的基础上，对其性能进行研究。

三、研究内容
1. 合成新型紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯。

本研究首先将水性聚氨酯与丙烯酸酯进行共聚反应，合成出水性聚氨酯丙烯酸酯，随后通过添加紫外光引发剂和交联剂
等在紫外光下进行固化，制备出新型紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯。

2. 优化合成工艺。

根据新型紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的特点和应用要求，对其合成工艺进行优化，以提高固化速度和固化效率。

3. 对新型紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯进行性能研究。

主要研究涂膜的物理、化学性质，如膜厚、硬度、附着力、耐化学腐蚀性等，并通过对比实验证明该材料的
优越性。

四、研究意义
本研究将为紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的开发和应用提供新思路，同时将推动水性涂料在涂装领域的应用，提高涂装材料的环保性能，为经济社会的可持续发展
做出贡献。

UVA紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯材料的制备与性能研究随着科技的不断进步，人们对于材料的性能要求也愈加迫切。

而UVA紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯材料因具有较好的耐化学性、耐热性以及优异的物理机械性能等特点而备受关注。

本文将对其制备与性能方面进行深入探究。

1. UVA紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯材料的制备UVA紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯材料的制备通常包括聚合物的合成、添加剂的添加及制备膜的过程。

下面我们就来简要介绍每个环节的具体操作。

（1）聚合物的合成聚氨酯丙烯酸酯是由聚氨酯分子、丙烯酸酯及聚羧酸等多种单体合成的高分子材料。

通常采用的聚氨酯单体为聚醚型聚氨酯。

具体步骤如下：在反应釜中装入DMPA、PEG200、BDMA和TDI，通过加热反应使反应物混合均匀。

将TMPTA、IBOA、2-HFAA、TPO和TDMAC加入反应釜中，温度保持在50℃~60℃。

反应后的产物经过分子筛脱色、喷淋干燥等多种处理，得到纯度高、颜色透明的聚氨酯丙烯酸酯。

（2）添加剂的添加添加剂的主要功能是改善聚合物的性能，例如提高其固化速度、抗氧化性、抗紫外线性等。

添加剂可分为光引发剂和抗氧剂两类。

其中，光引发剂决定了材料的固化效率和固化速度；抗氧剂则能有效防止材料在固化过程中受到氧化破坏。

（3）制备膜的过程制备膜是将聚合物材料制成具有特定厚度和形状的薄膜，其具体制备过程如下：将制备好的聚氨酯丙烯酸酯涂布在基材上。

通过紫外线照射使聚合物固化成膜。

通过辊压或者浇注技术将膜塑形，形成所需的产品。

2. UVA紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯材料的性能研究UVA紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯材料的研究范围广泛，主要包括耐化学性、耐热性以及物理机械性能等方面。

下面我们就来简单分析一下这些性能指标。

（1）耐化学性UVA紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯具有优异的耐化学性，可用于制备各种化学品容器、化工设备等。

实验结果表明，UVA紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯所制备的容器在顶部放置5%和20% HCl、NaOH溶液不破裂、不变形、不起泡，说明其对化学品的耐腐蚀性能较好。

水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯的制备与改性研究的开题报告题目：水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯的制备与改性研究一、研究背景和意义：水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯是一种具有高固化速率、高耐热性和高耐化学性的新型材料，广泛应用于电子、精密机械、木制家具等领域。

在近年来，随着环保意识的提高，人们越来越重视水性材料的研究和应用。

目前，水性聚氨酯和水性丙烯酸酯已经得到广泛应用，但是水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯的研究还处于初步阶段。

本课题旨在通过制备和改性水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯，探究其结构与性质的关系，为其在各个领域的应用提供理论基础和技术支持。

二、研究内容：1、制备水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯；2、研究改性方法，比较不同改性方法对材料性质的影响；3、对材料进行表征，包括FTIR、NMR、GPC、DSC、TGA和热重分析等；4、测试材料的固化速率、硬度、耐热性和耐化学性等性质；5、探究材料在电子、精密机械、木制家具等领域的应用。

三、研究方法：1、制备水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯，采用原位聚合法；2、改性方法包括改变聚合物结构、添加改性剂等；3、对材料进行表征，采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、核磁共振谱仪（NMR）、凝胶渗透色谱仪（GPC）、差式扫描量热仪（DSC）、热重分析仪（TGA）、热重分析-质谱联用仪（TGA-MS）和元素分析仪等；4、测试材料性质，包括固化速率、硬度、耐热性和耐化学性等；5、采用扫描电子显微镜（SEM）观察材料形貌，分析材料应用性能。

四、研究预期成果：1、成功制备水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯；2、探究改性方法对材料性质的影响；3、明确材料结构与性质的关系；4、为材料在电子、精密机械、木制家具等领域的应用提供理论基础和技术支持。

五、研究进度安排：1、第一年：制备水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯，进行表征和性质测试，并初步探究改性方法；2、第二年：深入研究改性方法，比较不同改性方法对材料性质的影响，并对材料进行结构与性质的关系分析；3、第三年：对材料进行应用性能测试，并撰写论文及申请专利。

【现代涂层技术】水性紫外光固化超支化聚氨酯的制备孙道兴*，毛伟，苗小（青岛科技大学环境与安全工程学院，山东青岛 266042）摘要：以聚环氧丙烷二醇醚(PPG1000)、季戊四醇、2,2–二羟甲基丙酸(DMPA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要聚合单体，甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为封端剂，合成了超支化紫外光固化水性聚氨酯树脂。

研究了各组分用量对涂膜性能的影响，确定了较佳工艺条件，并用红外光谱和核磁共振谱对该超支化聚氨酯树脂的结构进行了表征。

试验结果表明，当n(季戊四醇)∶n(PPG1000)= 1∶6，羧酸含量为0.40 mmol/g，Irgacure 184光引发剂的用量为树脂固含量的3.0%时，可得到黏度低、稳定性和溶解性好、光敏性强、涂膜综合性能优良的超支化水性聚氨酯涂料。

关键词：涂料；紫外光固化；超支化水性聚氨酯；季戊四醇中图分类号：TQ630.1 文献标志码：A文章编号：1004 – 227X (2011) 05 – 0055 – 04Preparation of waterborne ultraviolet-curable hyperbranched polyurethane // SUN Dao-xing*, MAO Wei, MIAO XiaoAbstract: A hyperbranched UV-curable waterborne polyurethane resin was synthesized with polypropylene glycol (PPG1000), pentaerythritol, 2,2–dimethylol propionic acid (DMPA) and isophorone diisocyanate (IPDI) as main monomers and 2–hydroxyethyl methacrylate (HEMA) as terminating agent. The effects of the dosages of various components on the properties of the coating were studied. The optimal process conditions were determined. The structure of the hyperbranched polyurethane resin was characterized by IR spectroscopy and C13-NMR spectroscopy. The results showed that a hyperbranched UV-curable waterborne polyurethane coating with low viscosity, good stability and solubility, high photosensitivity and excellent comprehensive performance can be obtained at a molar ratioof pentaerythritol to PPG1000 1 : 6, carboxylic acid content 0.4 mmol/g and Irgacure 184 photoinitiator 3.0% of solid content.Keywords: coating;ultraviolet curing; hyperbranched waterborne polyurethane; pentaerythritol收稿日期：2010–10–02 修回日期：2010–12–30基金项目：山东省自然科学基金项目（ZR2010BL022）；青岛市基金项目（08-1-3-17-jch）。

生物基环保型紫外光固化水性聚氨酯涂料的制备及其性能表征的开题报告1. 研究背景及意义随着环保意识的提高和环境保护政策的加强，生物基环保型涂料成为研究的热点。

水性聚氨酯涂料由于其低挥发性和对环境友好，已成为替代传统溶剂型聚氨酯涂料的首选材料。

然而，由于水性聚氨酯涂料的固化需要较长时间，其在实际应用中存在固化不完全、耐候性差等问题。

而利用紫外光固化技术可以解决这些问题。

因此，制备生物基环保型紫外光固化水性聚氨酯涂料具有重要的科学意义和应用价值。

2. 计划研究内容本研究计划采用生物基原料制备水性聚氨酯涂料，并将其进行紫外光固化改性，以提高涂料的固化速度和耐候性。

具体研究内容如下：（1）制备水性聚氨酯涂料。

选用生物基原料和聚氨酯预聚体作为主要原料，通过改变配方比例、分子量、官能团等方式，制备具有良好性能的水性聚氨酯涂料。

（2）紫外光固化改性。

将制备好的水性聚氨酯涂料与紫外光引发剂进行混合，然后在紫外光照射下进行固化改性，以提高涂料的固化速度和耐候性。

（3）性能表征。

采用FT-IR、TG/DTA、SEM等手段对制备的生物基环保型紫外光固化水性聚氨酯涂料进行性能表征，包括固化速度、表面形貌、耐候性等。

3. 预期研究成果本研究计划制备出生物基环保型紫外光固化水性聚氨酯涂料，并通过性能表征对其进行评估。

预期研究成果如下：（1）制备出具有良好性能的生物基环保型水性聚氨酯涂料。

（2）成功进行紫外光固化改性，提高了涂料的固化速度和耐候性。

（3）对制备的生物基环保型紫外光固化水性聚氨酯涂料进行性能表征，为进一步应用提供基础数据。

4. 研究意义本研究将探究生物基环保型紫外光固化水性聚氨酯涂料的制备及其性能表征，具有以下意义：（1）利用生物基原料制备涂料，具有环保性和可持续性。

（2）采用紫外光固化技术改性，提高涂料的固化速度和耐候性。

（3）为产业界提供一种环保性能卓越、市场潜力大的新型涂料材料。

5. 参考文献[1] 闫宝荣, 董伟, 张吉虎等. 环保型水性聚氨酯涂料的研究进展[J]. 涂料工业, 2017, 47(9):6-9.[2] 高翠娥, 杨娟, 董伟等. 生物基紫外光固化涂料的研究进展[J]. 涂料工业, 2019, 49(12):14-19.[3] Pan J, Wang Y, Hsieh Y L. UV-curable waterborne polyurethane coatings: Synthesis, characterizations and properties[J]. Progress in Organic Coatings, 2010, 69(4):434-440.。

论紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备与性能紫外光固化水性涂料继承和发展了传统紫外光（UV）固化技术和水性技术的许多优点，绿色健康、对环境低污染甚至无污染、黏度低易喷涂、不易发生火灾、安全性好，近年来得到快速的发展，已成为涂料发展的热门方向之一。

紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯结合了聚氨酯和聚丙烯酸酯二者的优点，既具有良好的耐候性、耐水性，又具有良好的柔韧性、耐磨性、附着力等性能。

一、紫外光固化的技术概述紫外光固化技术作为一种绿色的快速发展技术，在２０世纪６０年代初就己经脱颖而出，进入人们的视野。

紫外光固化相比于其他固化手段，具有固化速率快、效率高、有机挥发分含量低、设备投资少、低能耗等优点，被广泛应用于涂料、油墨、齿科修复材料及３Ｄ打印等诸多领域，在世界各国倡导绿色科技的影响下飞速发展，发展前景十分可观。

1. 紫外光固化特点紫外光固化是指光引发剂经紫外光照射后，会产生活性种（包括自由基或者阳离子），从而引发具有化学反应活性的液态乙烯基的单体或者预聚物发生聚合，形成交联网状结构，固化成膜。

其过程如下图所示。

紫外光固化过程2. 紫外光固化原理紫外光固化的实质是光聚合反应，根据其机理不同，可以将其划分成两种主要的聚合类型：一类是自由基聚合，一类是阳离子聚合。

光引发自由基聚合是紫外光固化产品中应用最广的一类聚合反应。

光引发自由基聚合是指光引发剂经紫外光的照射后，会吸收光能进而分解形成自由基，引发不饱和双键发生交联聚合反应。

光聚合的另一类反应则是阳离子光聚合。

阳离子光引发剂受激发后，会分解出超强质子酸，起催化功能，使低聚物中的环氧开环或使不饱和双键断开，从而发生聚合反应。

二、光固化水性涂料的优缺点1. 光固化水性涂料的优点（1）以水作为稀释介质，稀释低聚物或树脂，易于调节体系黏度，廉价易得。

（2）流变性用水或增稠剂就能得到方便地控制，适用于辊涂、淋涂、喷涂等多种涂布方式，施工便利。

（3）黏度用水调节，使得有机溶剂的含量下降，降低了VOC，减少了刺激性和毒性，对环境低污染甚至无污染，对人体健康无影响。