EP专题之UV(一)丙烯酸酯(D)3

    【建材网】电子束(EB)固化是在紫外固化基础上，发展起来的辐射固化新技术。与传统的热固化相比，具有**、经济、环保等特点，日益受到人们的重视，被誉为21世纪热固性树脂生产的新技术。据专家介绍，人们对EP光固化的研究，始于19世纪70年代末。其目标是获得航空航天用高性能热固性树脂。通过对乙烯基酯、丙烯酸酯，以及甲基丙烯酸酯等体系的光固化，表明由于这些体系产品内应力高、空洞含量大、机械性能差、吸水率高，和玻璃化转变温度(Tg)低等缺点，而难以在航空航天等高技术领域得到应用。材料科学家继而将眼光投向环氧树脂，光固化环氧树脂能克服以上缺点，可获得高性能结构材料，并在固体发动机壳体材料等应用。专家就近年来世界环保法规日益完善，以紫外光固化涂料(UVCC)、水性涂料、高固体分涂料，和粉末涂料为代表的环保型绿色涂料则应运而生，成为人们关注和研究的热点。UVCC由光敏树脂(低聚物)、活性单体、光引发剂和各类添加剂组成。低聚物是含有C=C不饱和双键的低分子质量树脂，主要是不饱和聚酯、环氧丙烯酸酯(EA)、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、多烯/硫醇体系、聚醚丙烯酸酯、水性丙烯酸酯、阳离子树脂等。环氧丙烯酸酯综合性能优良，是目前应用较广泛，用量较大的光固化低聚物。
　　
　　由图1可以看出，在第1步反应中，加入一定量的DBTDL，-NCO含量随着反应时间的增加逐步减少，在前1.5h反应较为剧烈下降的很快；随着时间的延长反应变得平和，到2h后反应速率已经降得很低了；同时还可以看到增加催化剂用量时，反应速率明显增加。实验中还发现，当催化剂的质量分数超过0.13%时，反应速度极快变得不易控制。据专家介绍，试验表明催化剂质量分数为0.05%～0.08%时，反应速率较快且反应过程较易控制。对于第2步反应，采用不同量的DBTDL进行试验时发现，催化剂的用量对反应速率的影响不是很明显。
　　
　　2、阻聚剂的选择
　　
　　由于反应体系中HEA及产物中都含有C-C双键，在较高的温度下容易发生聚合。因此在反应过程中，必须加入适量阻聚剂防止发生凝胶。据专家介绍，本实验采用对羟基苯甲醚作为阻聚剂，试验发现阻聚剂用量太少不足以阻止凝胶的发生，用量过多会使得聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化效果变差，一般应控制在1%左右效果较好。
　　
　　3、反应物配比
　　
　　原料配比是加成酯化过程中的一个重要因素，据专家介绍，以DBTDL为催化剂，对羟基苯甲醚为阻聚剂，在相同的反应温度和反应时间条件下，考察反应原料的不同配比对合成反应的影响，结果见表1。

    由表l可以看出在相同的反应条件下，随着HEA量的增加反应体系中的一NCO减小，反应速度加快，选择n(PETL)：n(IPDI)：n(HEA)=1：4：4.12比较合适。