当前位置：文档之家 › 阳离子光固化树脂的合成与表征_许泽军

阳离子光固化树脂的合成与表征_许泽军

  • 格式：pdf
  • 大小：206.29 KB
  • 文档页数：3

下载文档原格式

  / 3

合集下载

阳离子型水性UV固化含氟聚氨酯树脂的制备及性能研究

阳离子型水性UV固化含氟聚氨酯树脂的制备及性能研究

阳离子型水性UV固化含氟聚氨酯树脂的制备及性能研究李冠荣;张力;何游;彭毅成;付黎黎;王耿衔【摘要】以二乙醇胺、甲基丙烯酸十三氟辛酯为原料,通过迈克尔加成反应合成一种含氟二元醇(F-DEA),并以此为含氟单体,通过缩合共聚的方法与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG-1000)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)以及季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)反应合成一种阳离子型水性UV固化含氟聚氨酯树脂.利用FT-IR、1H-NMR等手段对产物的分子结构进行表征.采用粒径分析、接触角、X 射线光电子能谱(XPS)以及各种性能测试手段,对乳液、光固化过程及涂膜性能进行分析研究.结果表明:在一定条件下,该树脂能稳定分散在水中,随着含氟量的增加,乳液粒径增大,但光固化效率有所降低,同时热处理后的氟碳链迁移至涂膜表面,所得的光固化涂膜各种性能较好,特别是耐水和耐酸碱性有明显改善.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2014(044)009【总页数】7页(P54-60)【关键词】水性聚氨酯;UV固化;含氟聚合物;表面【作者】李冠荣;张力;何游;彭毅成;付黎黎;王耿衔【作者单位】广东工业大学材料与能源学院,广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广州510006【正文语种】中文【中图分类】TQ637.83水性聚氨酯树脂根据其亲水基团所带电性的不同，可将其分为非离子型、阴离子型和阳离子型。

目前，对阴离子型水性聚氨酯的报道［1-3］较多，其产品也已经得到广泛应用。

由于季铵盐型的阳离子水性聚氨酯在水性化过程中工序比较复杂，而且其乳化后的产品稳定性较差，因此，成果主要停留在实验研究阶段［4-6］，能实现工业化的产品还比较少。

研究阳离子型环氧胶粘结材料的光固化过程

研究阳离子型环氧胶粘结材料的光固化过程

研究阳离子型环氧胶粘结材料的光固化过程胶粘剂是一种常见的材料，用于在各个领域进行粘接、封闭和固化。

而阳离子型环氧胶是其中一种常用的胶粘剂。

光固化是一种常见的胶粘剂固化方式，通过光源的照射，使胶粘剂中的光敏剂发生化学反应，从而实现胶粘剂的固化。

本文将对阳离子型环氧胶粘结材料的光固化过程进行研究。

阳离子型环氧胶是一种特殊的胶粘剂，其主要成分为环氧树脂和阳离子型光敏剂。

环氧树脂是一种高分子化合物，具有优异的粘接性能和耐化学腐蚀性能。

而阳离子型光敏剂则是一种能够吸收特定波长的光源并转化为化学能的物质。

当阳离子型光敏剂受到特定波长的光源照射时，会发生光引发的离子聚合反应，从而引发阳离子型环氧胶的固化。

阳离子型环氧胶粘结材料的光固化过程可以分为三个阶段：光源照射、光敏剂激发和环氧树脂固化。

在光源照射阶段，需要选择适当的光源来照射阳离子型环氧胶。

常见的光源有紫外线灯和激光器。

紫外线灯是一种常见的光源，其波长范围通常在200到400纳米之间。

激光器则具有较高的能量密度和较窄的波长范围，可以提供更高效的光固化效果。

在光敏剂激发阶段，光源的照射会激发阳离子型光敏剂中的光敏分子。

光敏分子吸收光能后，会发生光引发的离子聚合反应。

这个反应会使光敏剂中的光敏分子发生分解，形成活性离子。

这些活性离子具有较高的反应活性，可以引发环氧树脂分子之间的交联反应。

在环氧树脂固化阶段，活性离子与环氧树脂中的环氧基团发生反应，形成交联结构。

交联结构具有较高的强度和耐热性，能够增强阳离子型环氧胶的粘接性能和耐用性。

需要注意的是，光固化过程不仅受到光源强度和光源波长的影响，还受到光敏剂浓度、固化时间和固化温度等因素的影响。

光敏剂浓度越高，光引发的离子聚合反应速度越快，固化时间越短。

固化温度则可以调节固化反应的速率和胶粘剂的性能。

总结起来，阳离子型环氧胶粘结材料的光固化过程是一个复杂的化学反应过程。

通过选择适当的光源和光敏剂，调节固化时间和固化温度，可以实现阳离子型环氧胶的高效固化。

一种自由基和阳离子双重聚合UV光固化树脂及其制备方法[发明专利]

一种自由基和阳离子双重聚合UV光固化树脂及其制备方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910873253.2(22)申请日 2019.09.12(71)申请人 烟台艾格路电子科技有限公司地址 264003 山东省烟台市高新区航天路77号5号楼一楼(72)发明人 孙玉玉　高嵩　王福永　(74)专利代理机构 上海思牛达专利代理事务所(特殊普通合伙) 31355代理人 丁剑(51)Int.Cl.C08F 283/10(2006.01)C08F 220/18(2006.01)C08F 220/32(2006.01)C08F 222/14(2006.01)C08F 220/40(2006.01)C08G 59/17(2006.01)(54)发明名称一种自由基和阳离子双重聚合UV光固化树脂及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种自由基和阳离子双重聚合UV光固化树脂，它是由下述质量百分比的各原料组成的：改性低聚物30％-70％、单体25-60％、光引发剂0.1％-0.9％、染料0.1-1％、剩余的为助剂。

本发明合成的树脂具有无毒、气味小、不易燃、聚合速率快，聚合体积收缩小、不受氧气阻聚等优点，应用更加广泛；本发明的树脂粘度可从200-100000cps之间自由调节，适用于不同的施胶工艺，尤其在3D打印中前景广阔。

权利要求书1页 说明书5页 附图2页CN 110563896 A 2019.12.13C N 110563896A1.一种自由基和阳离子双重聚合UV光固化树脂，其特征在于，它是由下述质量百分比的各原料组成的：改性低聚物30％-70％、单体25-60％、光引发剂0.1％-0.9％、染料0.1-1％、剩余的为助剂。

2.根据权利要求1所述的一种自由基和阳离子双重聚合UV光固化树脂，其特征在于；所述改性低聚物是采用环氧氯丙烷与双酚A反应制备双酚A环氧树脂低聚物；然后将得到的双酚A环氧树脂低聚物与甲基丙烯酸按照1:1的摩尔比反应制备得到。

阳离子光固化单体氧杂环丁烷的合成及表征

阳离子光固化单体氧杂环丁烷的合成及表征

阳离子光固化单体氧杂环丁烷的合成及表征一、阳离子光固化单体氧杂环丁烷的背景知识嘿呀，小伙伴们！今天咱们来唠唠阳离子光固化单体氧杂环丁烷这玩意儿。

这个氧杂环丁烷啊，在光固化领域那可是相当重要的存在呢。

它就像是光固化这个大舞台上的一个小明星，虽然不起眼，但起着非常关键的作用。

你想啊，在很多工业和科技应用里，光固化技术越来越流行，而氧杂环丁烷就是这个技术里的重要组成部分。

它可以让很多材料在光照下迅速固化，改变它们的性质，变得更有用。

比如说在涂料方面，涂上含有氧杂环丁烷的涂料，一光照，立马就变得坚硬又耐磨，就像给东西穿上了一层超级铠甲。

二、合成过程那这个氧杂环丁烷是怎么合成的呢？这可就有点像做饭啦。

首先呢，得准备好原料，这些原料就像是做菜的食材一样重要。

然后通过一系列的化学反应，就像在锅里翻炒食材一样。

可能会有加热、搅拌这些操作，而且每个步骤都得小心翼翼的，稍微有点差错，可能就合成不出想要的氧杂环丁烷了。

比如说反应的温度啊，必须控制在一个合适的范围，就像烤蛋糕，温度高了就烤糊了，低了就烤不熟。

在合成过程中，可能还会用到一些特殊的催化剂，这些催化剂就像是魔法粉末，能让反应更快更顺利地进行。

三、表征的重要性说完合成，咱们再聊聊表征。

表征就像是给氧杂环丁烷做一个全面的体检。

通过表征，我们能知道合成出来的氧杂环丁烷到底是什么样的，质量好不好，纯度够不够。

就好比我们买东西，得看看这个东西有没有瑕疵一样。

表征可以用很多方法，比如说用光谱分析，就像用X光去透视氧杂环丁烷的内部结构，看看原子们是怎么排列的。

还有用质谱分析，这就像是给氧杂环丁烷称体重，看看分子的质量是多少。

这些表征结果能告诉我们很多信息，比如这个氧杂环丁烷能不能很好地应用在光固化体系里。

四、实际应用中的表现在实际应用中，氧杂环丁烷真的是超级给力。

比如说在3D打印领域，它可以让打印的材料快速固化成型，这样就能提高打印的速度和质量。

在电子行业里，它可以用于制作电路板上的涂层，保护电路板不受外界环境的影响。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1 .1 .1 原料与溶剂 甲基丙烯 酸甲酯(M M A): 天津市科密欧化学试剂有限公司 , 分析纯 ;丙烯酸 丁酯(BA):上海试剂一厂 , 化学纯 ;苯乙烯(St) : 天津市广成化学试剂有限公司 , 分析纯 ;甲基丙烯 酸缩水甘油酯(GMA):上海 试剂有限公司 ;引发 剂(AIBN);链转移 剂 ;丙酮 , 天津 市化 学试 剂三 厂 , 化学纯 ;甲苯 :天津新通精细化工有限公司 , 分 析纯 ;乙酸丁酯 :天津市博迪化工有限公 司 , 分析 纯 ;阳离子光引发剂 P I :Om nicat 432 ;反应型环氧 活性 稀 释 剂 :JX —13 , 丁 基 缩 水 甘 油 醚 , 环 氧 值
＊通信联系人 :吴璧耀 , 男 , 硕士 , 教授 , 硕士生导师 .研究方 向 :功能高分子材料 、复合材料 .
8 0
武汉工程大学学 报
第 30 卷
上 , 厚度为 40 ～ 60 μm , 置于紫外光固化机中距光 源 3 cm 处曝光 , 制备得到不同光照时间的光固化 涂膜 . 1 .5 阳离子光固化树脂的特性粘度
预聚物体系中引发剂浓度(Omnicat 432 , 添加 量质量百分数 3 %)固定不变的条件下 , 考查不同 GM A 含量对固化膜膜性能的影响 , 如表 1 .
第4期
许泽军 , 等 :阳离子光固化树脂的合成与表征
81
表 1 不同 G M A 含量对固化膜膜性能的影响 T able 1 G M A co ntent o n different curing pro per ties
0 引 言
紫外光固化体系按引发体系的不同可分为阳 离子光固化体系 、自由基光固化体系 、混杂化光固 化体系[ 1 ～ 4] .紫外光固化体系的主要组成部分是光 固化树脂 , 它由两部分组成 :光引发体系和可固化 的活性树脂 .阳离子光固化涂料[ 5 ～ 7] 是借助于阳离 子型光引发剂经紫外线照射后 , 引发剂裂解成超 强酸的质子而引发聚合反应 , 生成高分子涂膜的 一种涂料 .阳离子光固化 涂料较自由基光固化涂 料的优点是反应时不受氧气影响 , 在离开紫外光 源后存在后固化现象反应仍可持续进行 , 且涂膜 收缩性小 , 涂膜各项性能优良 .本文考察阳离子光 固化的树脂的合成 , 并试图利用 Om nicat 432 作为 阳离子光引发剂 , 研究各 种条件对光固化速度和 涂膜的影响 .
YX 型玻璃缸恒温水浴 ;乌氏粘度计 ;电子分 析天平 ;紫外光固化机 :KW —4AC 型 , 上海凯美特 功能陶瓷技术有限公司产品 , 光源为 4 根 9 W 紫 外灯 , 起始波长 253 .7 nm , 峰值波长 365 nm ;傅立 叶红外分光 光度仪 :Impact 420 型 , 美国 Nicolet 公司 ;涂膜铅笔划痕硬度仪 :Q HQ-A 型 , 天津市材 料试验机厂 ;漆膜冲击试验器 :天津市精料材料试 验机厂 ;漆膜弹性测量器 :天津市材料试验机厂 . 1 .3 光固化树脂预聚物的合成
聚合物的平均分子量 主要可由粘均 分子量 、 质均分子量 、重均分子量三种形式来表示 , 由于实 验条件的限制 , 故由粘均 分子量来代表树脂的平 均分子量 , 并且采用乌氏粘度计进行测量 .通过纯 溶液流出时间 t0 和溶液流出时间 t , 即可求出溶液 的相对粘度 ηr 和增比粘度 ηsp :η=t/ t0 ;ηsp =(t t0 )/ t0
the gel co nte nt
图 2 表明 :树脂中甲基 丙烯酸缩水甘 油酯单 体单元的比例对该涂膜体系的光固化凝胶率具有 非常大的影响 , 随着 GMA 含量的增加 , 凝胶率呈 上升趋势 , 且在 w(GM A)=20 .70 %是呈 现最佳 效果 . 2 .3 不同 GMA 含量对固化膜膜性能的影响
b .通过 F T-IR 研究 了该体系光固 化前后反 应物与产物红外光谱 , 环氧基团 915 cm -1 处特征
吸收峰的强弱变化说明环氧基团在紫外光照后确 实参与了固化反应被消耗了 .
参考文献 :
[ 1] 吴世康 .高 分子光化 学导论-基 础和应 用 , 北京 :科学 出版社 , 2003:110-132.
按一定比例称取少量的合成 树脂 、活 性稀释 剂 JX —13 、阳离子光引发剂 Omnicat 432 , 并加入 适量的甲苯 , 搅拌使其完全溶解并 混合均匀后用 GB 1727-92 中 6 .1 章节所述刷涂法涂布于各基材
收稿日期 :2008-04-09 作者简介 :许泽军(1987-), 男 , 湖北仙桃人 , 本科生 .
[ 7] Decker C , M o ussa K .Kine tic Study of the Catio nic Pho to po ly merizatio n o f Epo xy M onomer s.Jo urnal of Po ly me r Science Pa rt A :P oly mer Chemistry , 1990 , 28 :3429-3443 .
2 试验结果与讨论
2 .1 固化膜的红外光谱分析 不同的光照时间对涂膜的红外光谱[ 8] 的影响
如图 1 所示 .
图 1 涂膜经不同的紫外光照时间后的红外光谱图 F ig .1 IR spectr um o f cao ting film af te r U V ir radiatio n 注 :a :空白 ;b :体系加入光引发剂光照 30 min 后 ;c:体 系加入光 引发剂光照 60 min 后 .
0 .587 mol/ 100 g . 1 .1 .2 涂 装 基材 载 玻片 , 尺寸 为 8 mm ×8 m m , 使 用前经丙 酮擦洗 ;马口 铁 , 符 合国家标 准 GB 2520 规定 , 尺寸为 50 mm ×120 m m ×0 .2 ～ 0 .3 mm的试板 ;玻璃板 , 符合 GB 4871 规定 , 尺寸 为 90 mm ×120 mm ×3 m m 的试板 . 1 .2 仪器及设备
3 结 语
a .通 过阳 离子 光固化 环氧 树脂 膜性 能 的实 验 研究表明 :GM A 的含量对附着力 、柔韧性 、耐冲击 性影响较小 , 膜附着力优良 , 均为 0 级 , 柔韧性 、耐 冲击性都有最优性 ;而对铅笔硬度的影响较大 , 且 在 w(GMA)=20 .70 %时出现了最大值达到 6 H .
[ 5] L ohse F , Zw eifel H .Recent A dvance s in Catio nic Pho to po ly merizatio n of Epo xides . A dvance in Po ly me r Science , 1986, 78 :69-76.
[ 6] 任 华 , 张 秋禹 , 李 丹 , 等 .阳离 子型 光引 发聚 合 . 化学通报 , 2006, 69 :1-8 .
得到 的固化 薄膜 同盖 玻 片一 起 精确 称 重(m2 ) 后 , 于丙酮中浸泡 5 h , 然后真空干燥箱 50 ℃下干 燥 10 h 后 , 再放 于干 燥器内 冷却 至室 温后 称重 (m3), 用式(1)计算凝胶率(Ge %):
G e %=(m3 -m1 )/(m2 -m1) ×100 % (1) 式(1)中 m1 —玻 片 质量 ;m2 —浸 泡 前质 量 ; m3 —浸泡后质量 . 1 .7 涂膜的性能测试与红外分析 a.红 外 光 谱 分 析 :使 用 美 国 Nicolet 公 司 Im pact 420 傅立叶红外分光 光度仪 , 以 涂膜法测 定 , 全扫描 ; b .铅笔硬度 :按 GB 6739-96 标准 , 使用天津 市材料试验机厂 QH Q-A 型涂膜铅笔划痕硬度仪 测试 ; c .漆膜附着力 :采用 GB/ T 9286 标准 , 在划 格后用粘着力为(10 ±1)N/ 25 mm 宽为 25 mm 的 胶带进行剥离 , 观察涂膜的附着力 ; d .漆膜耐冲击性 :采用 GB/ T 1732-93 标准 , 用冲击试验器测定其耐冲击性能 ; e .漆膜柔韧性 :采用 GB/ T 1731-93 标准 , 在 柔韧测定器测定其柔韧性能 .
并外推至 C ※0 ,得特性粘度[ η] =19.62 mL ·g -1 . 1 .6 凝胶率的测定
取多组盖玻片 , 分别标上记号 1 、2 、3 、4 ……并 且称其质量为 m1 , 然后用移液管各 吸取 0 .1 mL 上述配好的树脂溶液分别滴于用丙酮擦洗干燥的 盖玻片上 , 黑暗处用匀胶机匀胶成膜后 , 形成了质 量为 0 .005 0 g ±0 .000 5 g , 厚度约 60 μm 的涂 膜 , 置于紫外光固化仪中 光照固化得到不同光照 时间的固化薄膜 .
915 cm -1 为端环氧基不对称伸缩振动的特征 吸收峰 .图 1 表明 :随着光照时间的延长 , 表征环 氧基的特征振 动的吸收 峰 915 cm -1 面积不 断缩 小 .这说明在紫外光照的条件下 , 环氧基发生了阳 离子开环聚 合反应 , 最终会形成具 有交联结构的 涂膜 . 2 .2 不同 GMA 含量对光固化速度的影响
摘 要 :采用以 AI BN 为引发剂 , 巯基乙醇为链转移剂合成聚丙烯酸酯型阳离子光固化涂料 , 研究了树脂合成 中甲基丙烯酸缩水甘油酯单体的用量对对涂膜附着力 、铅笔 硬度 、柔韧性 、耐冲击性的 影响 , 考察了紫外 光照 时间以及树脂中环氧基含量对涂膜凝胶率的影响 .红外光谱分析表明 :在 紫外光光固化期间 , 涂膜发生了环氧 基的开环聚合反应 . 关键词 :环氧树脂 ;阳离子光固化 ;甲基丙烯酸缩水甘油酯 中图分类号 :T Q323 文献标识码 :A
预聚物体系中引发剂浓度(Omnicat 432 , 添加 量质量百分数 3 %)固定不变的条件下 , 考查树脂 中甲基丙烯酸缩水甘油酯单体单元的比例对光固 化速度的影响 , 其结果如图 2 所示 .
图 2 光照时间与凝胶含量的关系 Fig .2 T he rela tionship be tw een light time and