双固化聚氨酯的制备及其性能研究

论文摘要

紫外光固化是一种环保技术,具有环境友好、效率高、经济和节约能源等优点,在日益苛刻的环保要求下,该项技术获得了前所未有的发展,已被广泛用于电子材料封装、塑料制件表面保护、木地板上光、汽车小面积修补等行业中。然而对于一些形状比较复杂的基材,其应用受到了限制,为此国内外研究者开发了光/暗双重固化体系。本研究以传统光固化技术为基础,制备线形和超支化丙烯酸酯/硅氧烷双固化树脂,研究两种体系的固化行为、涂层性能及形貌等,并最终将超支化双固化树脂用于制备有机/无机杂化体系。具体研究内容如下：线形双固化聚氨酯体系的研究制备具有丙烯酸酯端基和三乙氧基硅烷侧链的线形光/潮气双固化聚氨酯树脂,以其为预聚物,调节配方,制备一系列的双固化涂料,研究了这些体系的固化工艺、涂层性能及热性能。结果表明：体系发生了明显的潮气固化,且潮气固化后涂层硬度、附着力及热性能等均有明显提升。超支化双固化聚氨酯体系的研究通过"AA’+CB2"一步法合成羟端基的超支化聚氨酯,并对其改性制备了一系列具有不同端基比的丙烯酸酯/三甲氧基硅烷的超支化聚氨酯树脂,以其为光/潮气双固化预聚物,研究双固化体系的潮气固化机理,结果表明：涂层的潮气固化过程是硅氧烷水解缩合的过程,形成一种均相体系,并没有明显无机纳米颗粒形成。通过对双固化涂层的表面形貌、动态力学性能、热性能和基本性能的研究,结果表明：超支化双固化涂层经过潮气固化后,涂层表面的粗糙度随着树脂中三甲氧基硅烷端基含量的增加先下降后上升；这些涂层具有良好的阻尼性能（较高的阻尼因子和较宽的温度范围）；超支化双固化涂层的基本性能和热稳定性都随着树脂中三甲氧基硅烷端基含量的增加而提升。光固化超支化有机无机杂化体系的研究以双固化超支化聚氨酯体系为基础,通过溶胶-凝胶,原位聚合分别制备SiO2和TiO2光固化有机无机杂化体系,研究了杂化体系的结晶性能、表面形貌、动态力学性能和热性能,结果表明：制备的有机无机杂化体系,无机相是以非晶型形式存在；有机无机杂化体系制备的光固化涂层,其表面粗糙度随着无机物质的含量增加而增加；动态力学性能表明杂化涂层的玻璃化温度随着无机物质的增加先下降后上升；热性能研究表明杂化涂层中的无机物质,降低了低温热稳定性,提高了高温热稳定性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 光固化的现状、基本原理、特点、应用、发展趋势
• 1.1.1 光固化的现状
• 1.1.2 光固化的基本原理
• 1.1.3 光固化的特点
• 1.1.4 光固化的应用
• 1.1.5 光固化的发展趋势
• 1.2 超支化聚合物的发展现状、合成机理、结构和性能、表征其应用
• 1.2.1 超支化聚合物的发展现状
• 1.2.2 超支化聚合物的合成机理
• 1.2.3 超支化聚合物的结构与性质
• 1.2.4 超支化聚合物的表征
• 1.2.5 超支化聚合物的应用
• 1.3 本文的研究思路及内容
• 1.3.1 存在的问题
• 1.3.2 本文的研究思路及内容
• 第二章 线形双固化聚氨酯的制备及其性能研究
• 2.1 线形双固化聚氨酯的合成
• 2.1.1 传统光固化聚氨酯丙烯酸酯的制备及其改性
• 2.1.2 实验原料
• 2.1.3 预聚物的制备
• 2.1.4 NCO基团的测试
• 2.2 预聚物的表征
• 2.3 光固化涂料及涂层的制备
• 2.3.1 光固化涂料的配制
• 2.3.2 涂层的制备
• 2.4 光固化涂层的性能测试
• 2.4.1 涂层的测试方法
• 2.4.2 光照时间对涂层性能的影响
• 2.5 潮气固化工艺的研究
• 2.5.1 正常工作环境下潮气固化研究
• 2.5.2 温度对潮气固化的影响
• 2.6 双固化涂层的热性能研究
• 2.7 本章小结
• 第三章 超支化聚氨酯的制备及其表征
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 制备超支化聚氨酯
• 3.1.3 表征
• 3.2 结果讨论
• 3.2.1 超支化聚氨酯的结构表征
• 3.2.2 超支化聚氨酯的分子量测试
• 3.2.3 超支化聚氨酯的热性能
• 3.3 本章小结
• 第四章 超支化双固化聚氨酯的制备及性能研究
• 4.1 超支化双固化树脂的合成
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 预聚物的合成
• 4.2 涂层和材料的制备
• 4.2.1 超支化光固化涂料的配制及涂层的制备
• 4.2.2 材料的制备
• 4.3 表征
• 4.4 结果讨论
• 4.4.1 树脂的结构表征
• 4.4.2 材料的表征
• 4.4.3 涂层的表面形貌表征
• 4.4.4 动态力学性能研究
• 4.4.5 涂层的基本性能
• 4.4.6 涂层的热性能研究
• 4.5 本章小结
• 第五章 光固化超支化有机无机杂化体系的研究
• 5.1 前言
• 5.2 超支化有机无机杂化溶胶的制备
• 5.2.1 实验原料
• 5.2.2 树脂的合成
• 5.2.3 超支化有机无机杂化溶胶的制备
• 5.2.4 光固化超支化有机无机杂化涂层及测试材料的制备
• 5.3 表征
• 5.4 结果讨论
• 5.4.1 光固化超支化聚氨酯的结构表征
• 5.4.2 超支化杂化树脂的结构表征
• 5.4.3 溶胶的表征
• 5.4.4 有机无机杂化材料的结晶性研究
• 5.4.5 有机无机杂化材料的动态力学性能研究
• 5.4.6 有机无机杂化体系的表面形貌研究
• 5.4.7 有机无机杂化材料的热性能研究
• 5.4.8 杂化涂层的基本性能
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 硕士期间发表论文
• 致谢