涂料文集
聚醚类芳香族聚氨酯丙烯酸酯合成工艺的研究
余宗萍 ( 南浔明大涂料 ( 浙江 ) 有限公司技术部 313009)
摘要:探讨了聚醚类芳香族聚氨酯丙烯酸酯的合成工艺及其性能影响因素。
关键词:聚醚聚氨酯丙烯酸酯;合成工艺;影响因素
0 前言
在紫外光 (UV) 固化的低聚物中,聚氨酯丙烯酸 酯 (PUA) 是仅次于环氧丙烯酸酯的第二大类光固化聚合物。据美国 2002 年的统计表明,聚氨酯丙烯酸酯大约占紫外光固化聚合物的 40 %左右。这主要是由于聚氨酯丙烯酸酯的合成灵活性强、柔软性、硬度、固化速度、耐候性等性能可以按事先设计进行控制。另外,大量的研究和实践证明聚氨酯具有以下 特点:优异的机械耐磨性和柔韧性,断裂伸长率高;涂膜具有优良的耐化学品性和耐高、低温性能;附着 力好。
在 PUA 中,最先开发用于 UV 涂料的以聚醚芳香族聚氨酯丙烯酸酯较多。主要是改善柔韧性方面与环氧丙烯酸酯拼合使用,在成本上也是最低的一类聚氨酯丙烯酸酯,所以在国内也是应用量最大的 一 类 PUA 。据笔者多年的生产实践,聚醚类芳香族聚 氨酯丙烯酸酯在贮存稳定性和性能指标上都存在一个难于突破的瓶颈问题。本文结合实验和生产进行 有关合成工艺的探讨。
1 实验部分
1 . 1 主要原料
甲苯二异氰酸酯 (TDI) ,工业一级,日本三井化学;聚醚 ( 羟值 100 ~ ll0mgKOH / g) ,工业一级,上海 高桥化工厂;丙烯酸羟丙酯 (HPA) ,工业一级,北京东 方压克力化工厂;聚氨酯体系专用抗氧剂;无水丁醇,化学纯,上海医药集团化学试剂公司;苯甲酰氯,化学纯,上海医药集团化学试剂公司;三丙二醇二丙烯酸酯 (TPGDA) ,纯度 99 . 5 %, UCB 公司;特制催化剂。
1 . 2 合成原理
聚氨酯的合成非常灵活,多种结构的 PUA 聚合 物可以通过相对分子质量、反应官能团、柔软性、模 量等几方面的设计进行合成。基本合成原理是:
本实验的合成原理为:
1 . 3 合成工艺
在三口烧瓶里加入聚醚和微量的苯甲酰氯,于 30 ~ 40 ℃ 搅拌 20min 后,加入抗氧剂,用 30min 滴加完 TDI ,在 72 ~ 75℃ 控温 4 h 后加入TPGDA和含有阻聚剂的 HPA ,于 82 ~ 85 ℃反应 2 h 后,升温至 95 ~ 98 ℃ ,当 NCO % <0 . 5 %时,加入无水丁醇,控温 0 . 5 h ,加入余下的 TPGDA ,搅匀,出料。
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