新型光敏性预聚物的合成及其在油墨中的应用

新型光敏性预聚物的合成及其在油墨中的应用

论文摘要

紫外光固化技术具有适用性广、节能、高效、经济和环保的特点。本文创新性地合成了可光固化的氨基丙烯酸树脂和有机硅改性聚氨酯丙烯酸树脂,并将他们作为预聚物分别应用于光成像阻焊油墨和UV塑料油墨。本文第一部分由三聚氰胺、甲醛、β-丙烯酸羟乙酯合成了光敏性氨基丙烯酸树脂(β-丙烯酸羟乙酯改性三聚氰胺甲醛树脂,HEA-MF),考察了投料比、反应温度、反应时间、催化剂用量等因素对HEA-MF合成的影响,优化了合成条件。用红外光谱分析了产物的主要基团,表征了产物的结构;用DSC分析了羟甲化反应产物六羟甲基三聚氰胺的熔点;用高压液相色谱仪(HPLC)分析了醚化产物的醚化度。获得优化反应条件为:羟甲基化反应投料比为1:8,反应温度为70℃,反应时间为3.5h;醚化反应投料比为1:10,反应温度为105℃,反应时间为5小时。合成的HEA-MF贮存性能良好,游离甲醛含量低。本文第二部分HEA-MF作为活性稀释剂和硬化剂应用于光成像阻焊油墨。将其与酚醛环氧丙烯酸树脂复配,用傅立叶实时红(FT-RTIR )对其光聚合性能进行了研究,用热失重分析仪(TGA)分析涂膜的耐热性能,考察了光引剂浓度、HEA-MF含量、HEA-MF醚化度对漆膜性能的影响;将HEA-MF应用于光成像阻焊油墨,用视频变焦显微镜分析了显影图形,考查了HEA-MF含量、HEA-MF醚化度和不同硬化剂等因素对漆膜性能的影响,结果表明,具有良好的光聚合性能和显影性能,光级值达到12,改善了油墨的硬度、耐热稳定性和综合性能,且气味小。本文第三部分用丙酮法以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇(PEG-400)、三羟甲基丙烷(TMP)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(SCA-1113)为原料,二月桂酸二丁基锡(DBTDL)为催化剂,分三步合成了可光固化的有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯(Si-M-PUA)。优化得到的反应条件:第一步反应温度3040℃,第二步反应温度4045℃,第三步温度控制60-65℃。用傅立叶红外光谱法对产物结构进行表征,证明得到了目标产物。将合成的PUA作为基体树脂,配以活性稀释剂、光引发剂、助剂等制成塑料油墨,将其应用于不同基材的塑料上,考察了不同PUA的比例、光引发剂复配和用量,活性稀释剂复配体系和用量对光固化塑料油墨性能的影响,实验结果表明,Si-M-PUA有助于提高油墨的附着力,且得到了综合性能较好的塑料油墨。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 UV 光固化技术概述
  • 1.2 UV 光固化油墨应用
  • 1.2.1 阻焊油墨
  • 1.2.2 UV 塑料油墨
  • 1.3 UV 光固化油墨的组成
  • 1.3.1 UV 光固化油墨低聚物的研究进展
  • 1.3.2 光引发剂
  • 1.3.3 活性稀释剂
  • 1.3.4 添加剂
  • 1.4 本课题的研究的目的和意义
  • 1.4.1 课题的来源
  • 1.4.2 课题的研究目的和课题的研究意义
  • 1.4.3 课题的研究内容
  • 第二章 光敏性氨基丙烯酸树脂(HEA-MF)的合成
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 实验原料
  • 2.2.2 实验仪器及设备
  • 2.2.3 HEA-MF 的合成及反应机理
  • 2.2.4 HEA-MF 的合成工艺
  • 2.2.5 HEA-MF 性能的测定
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 氨基丙烯酸酯树脂性能指标
  • 2.3.2 产物的红外光谱表征与分析
  • 2.3.3 合成工艺参数的确定
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 HEA-MF 在光成像阻焊油墨中性能测试
  • 3.1 前言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 实验原材料
  • 3.2.2 实验仪器
  • 3.2.3 液态光成像阻焊油墨的制备
  • 3.2.4 漆膜性能测试
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 HEA-MF 对光固化性能的影响
  • 3.3.2 HEA-MF 对漆膜热性能的影响
  • 3.3.3 HEA-MF 对显影性能的影响
  • 3.3.4 HEA-MF 含量对油墨漆膜性能的影响
  • 3.3.5 HEA-MF 醚化度对油墨漆膜性能的影响
  • 3.3.6 不同硬化剂对漆膜性能的影响
  • 3.4 结论
  • 第四章 有机硅改性聚氨酯丙烯酸的合成及在塑料油墨中的应用
  • 4.1 前言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 实验原材料
  • 4.2.2 实验仪器
  • 4.2.3 合成工艺原理
  • 4.2.4 PUA 及Si-M-PUA 合成
  • 2.4.5 有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯(Si-M-PUA)的制备
  • 4.2.6 塑料油墨的配制
  • 4.2.7 分析测试方法
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 产物的红处光谱分析
  • 4.3.2 PUA 的光固化性能
  • 4.3.3 活性稀释剂配比对漆膜性能的影响
  • 4.3.4 光敏树脂PUA 的复配对漆膜性能的影响
  • 4.3.5 丝印UV 固化塑料油墨的配制及性能
  • 4.4 本章小结
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文
  • 相关论文文献

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