光固化粉末涂料的研制

光固化粉末涂料的研制

熊伟[1]2007年在《紫外光固化粉末涂料用聚酯丙烯酸酯的合成与应用》文中指出本文首先用对二羟甲基环已烷和过量的已二酸,通过熔融法合成了羧基型聚酯。然后通过溶液法,用羧基型聚酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯反应合成了紫外光固化粉末涂料用聚酯丙烯酸酯。研究了催化剂、阻聚剂的种类和浓度以及反应温度对反应转化率和紫外光固化涂膜交联度的影响,用红外光谱(FT-IR)分析了树脂的结构。红外测试结果表明光固化聚酯丙烯酸酯中成功引入了碳碳双键;实验结果表明随着催化剂浓度的增加,反应的转化率也升高,但是当催化剂浓度达3wt%后,反应的转化率增加不明显;随着反应温度的升高,反应的转化率也升高,但是光固化聚酯丙烯酸酯中引入的碳碳双键可能在热引发下发生部分热聚合和其它副反应,使得光固化涂膜的交联度有所降低;2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基(ZJ-701)较对苯二酚(HQ)具有更好的阻聚效果,同时还能提高反应的转化率。适宜的反应体系为:以甲苯为溶剂,3wt%四丁基溴化铵为催化剂,0.1wt%2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基为阻聚剂,于100℃反应3h。然后用熔融法合成了紫外光固化粉末涂料用聚酯丙烯酸酯,研究了二元酸种类及醇酸比对光固化聚酯丙烯酸酯的熔点、磨粉性以及储存稳定性的影响。用差示扫描量热仪(DSC)测试了光固化聚酯丙烯酸酯的熔点。DSC测试结果表明当采用已二酸时,光固化聚酯丙烯酸酯的熔点在100℃左右,满足了光固化粉末涂料用树脂的要求;在光固化聚酯丙烯酸酯的分子链中引入长碳链结构可以降低光固化聚酯丙烯酸酯的熔点;随着醇酸比的增大,光固化聚酯丙烯酸酯的熔点增加不明显,但是树脂的储存稳定性和磨粉性却显着提高。综合考虑,适宜的反应体系为:醇酸比为0.92-0.94,3wt%四丁基溴化铵为催化剂,于120℃反应1h。为了制备满足日常使用和储存的低熔点的光固化聚酯丙烯酸酯,可以在配方中加入部分癸二酸以降低光固化聚酯丙烯酸酯的熔点,同时增大醇酸比,以提高光固化聚酯丙烯酸酯的储存稳定性和磨粉性,适宜的配方为:醇酸比为0.96,癸二酸摩尔含量为10%,此时光固化聚酯丙烯酸酯的熔点在90℃左右,而且储存稳定性和磨粉性能良好,可以满足日常使用、运输和储存。最后对光固化粉末涂料的配方和光固化工艺进行了探讨,适宜的配方为:光引发剂TPO浓度为3wt%,流平剂GLP 505浓度为1wt%,同时涂料中添加0.5wt%安息香和0.5wt%对苯二酚,于110℃熔融流平10min,然后于紫外光固化仪(80W/cm)中固化20s成膜,这样所得的涂膜综合性能最好。

费学梅[2]2009年在《紫外光固化异佛尔酮二异氰酸酯改性环氧丙烯酸酯的合成与应用》文中研究指明紫外光固化涂料具有固化速度快、环境友好、节约能源、可涂装各种基材而受到越来越多的重视。环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯是紫外光固化涂料应用最广泛的低聚物。其中环氧丙烯酸酯具有硬度高、附着力好、固化速度快等诸多优点;聚氨酯丙烯酸酯具有耐磨性好,柔韧性好的优点。本课题基于两种低聚物的特点,希望通过异氰酸酯对环氧丙烯酸酯进行改性来改善环氧丙烯酸酯高粘度、低柔韧性的缺点,以提高其性能,扩大应用范围。本课题选用一种粘度相对较低的环氧树脂——四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯为原料与丙烯酸反应制得四氢邻苯二甲酸二缩水甘油丙烯酸酯,再用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)对其进行改性,得到改性的低聚物。最后用制得的改性低聚物与活性稀释剂、光引发剂以及其它助剂复配,制得紫外光固化涂料,得到最后优化了的配方。采用红外光谱分析法对改性前后的低聚物结构进行了表征。利用旋转粘度仪、热分析、力学性能测试等分析手段研究了低聚物及其固化膜的性能。实验结果,确定了四氢邻苯二甲酸二缩水甘油丙烯酸酯的合成工艺条件,以及使用异佛尔酮二异氰酸酯对其改性的工艺条件。实验证明,使用异佛尔酮二异氰酸酯对四氢邻苯二甲酸二缩水甘油丙烯酸酯进行改性能有效的改善固化膜柔韧性,改性后固化膜的拉伸强度和断裂伸长率分别能达到20 MPa和7%以上。用改性的低聚物制得的紫外光固化涂料具有良好的性能指标,即保持了原有的固化速度快、硬度高、耐腐蚀性好的优点,还具有较好的柔韧性。

马越峰[3]2002年在《光固化粉末涂料的研制》文中认为近年来随着环境保护意识的提高,大大促进了对低污染、环保型涂料的研究开发。粉末涂料出现正是这些涂料品种的典型代表。但普通的粉末涂料存在固化温度偏高,不能用于热敏性底材,限制了其应用范围。如何降低粉末涂料的固化温度引起了研究者的很大兴趣。引入光固化技术,开发光固化粉末涂料被认为是解决这一难题的最好方法。 本文以研究光固化粉末涂料基体树脂目的,开发了适合于此类涂料用的不饱和聚酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂。研究了不饱和聚酯的合成工艺、单体选择、物料配比与分子量、玻璃化温度之间的关系:研究了环氧丙烯酸酯合成过程中反应温度、催化剂、物料配比的不同对树脂性能的影响。确定了这两种光敏树脂的合成工艺。 本文还系统的考察了树脂在光固化时,两种基体树脂配比的不同、光引发剂用量的变化、光照时间的不同对于涂料固化交联度的影响。研究了交联度变化对于涂膜性能的影响。并研究了叁缩水甘油异氰酸酯(TGIC)改性体系与端基改性不饱和聚酯体系的固化情况。研究表明在合适固化条件下,自制的光敏树脂具有较快的光固化速度,可以制得固化交联度合适,具有良好物化性能的涂料;并得到了基体树脂的配比、光引发剂用量与光照强度之间的关系。

佀庆法[4]2002年在《热固性丙烯酸粉末涂料的研制》文中进行了进一步梳理首先以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和苯乙烯(St)为原料,偶氮二异丁氰(AIBN)为引发剂,甲苯作溶剂,采用溶液聚合法合成粉末涂料用丙烯酸树脂。讨论了引发剂、温度、溶剂和保温时间等对粉末涂料性能的影响,确定了合成粉末涂料用丙烯酸树脂的最佳工艺为:引发剂用量4%(wt),反应温度为80℃,单体滴加时间为1小时,保温2小时。然后采用熔融挤出混合法制备丙烯酸粉末涂料,探讨了不同工艺条件对粉末涂料性能的影响,确定了粉末涂料的制备工艺条件为:T_融=100℃,T_挤=120℃,挤出遍数为两遍,螺杆转速=900r/min。通过傅立叶变换红外(FTIR)、差示扫描量热分析仪(DSC)等对丙烯酸粉末涂料的固化工艺、固化条件和固化反应动力学进行了详细的研究。确定了粉末涂料用丙烯酸树脂及粉末涂料的最佳配方和制备工艺条件,讨论了固化温度、固化时间和粉末粒度对涂膜性能的的影响。利用人工老化加速仪和TGA对涂膜的耐侯性、热老化性能进行了测试。初步探讨了光固化丙烯酸树脂的制备条件。

魏伟[5]2008年在《光固化粉末涂料树脂的合成与应用》文中研究表明紫外光(UV)固化粉末涂料是一种无溶剂、能耗低、固化温度低、固化速度快、生产效率高的新型环保型涂料。可作为其主体树脂的超支化聚合物是一类具有高官能度、球形对称叁维结构以及分子间和分子内不发生链缠结的新型合成高分子。它们具有粘度低、互溶性好、活性高,且很容易对其表面的多个官能团进行改性等特点,可以改善涂料的流动性,降低VOC,提高漆膜的各项性能,成为当前光固化涂料主体树脂研究的热点。本论文研究了分别以叁羟甲基丙烷、季戊四醇和乙氧基季戊四醇为核与2,2-二羟甲基丙酸、对甲苯磺酸通过准一步熔融缩聚反应合成的常温为玻璃态的不同代数脂肪族超支化聚酯。采用13C NMR、FI-IR、GPC、DSC等方法对其结构和性能等进行了分析与表征。用甲基丙烯酸和硬脂酸-甲基丙烯酸为反应试剂,并分别用甲基丙烯酸和硬脂酸-甲基丙烯酸对超支化聚酯进行端基改性,得到了部分端基改性超支化树脂。将得到的改性超支化树脂应用于紫外光固化涂料,经红外流平和紫外灯固化后成膜。应用柔韧性能测试、涂膜铅笔硬度测试、涂膜抗冲击性测试和附着力测试等检测方法对涂膜进行了固化性能分析。得出:以季戊四醇为核的二代改性树脂达到4H较高的铅笔硬度,以乙氧基季戊四醇为核第叁代改性树脂的涂膜抗冲击性能为35Kg/cm、铅笔硬度为2H、附着力为1-2、涂膜表观光滑平整,综合性能较好,作为紫外光固化粉末涂料主体树脂有很好的应用前景。

吴良义[6]2007年在《光固化不饱和聚酯树脂研究进展》文中指出综述了光固化不饱和聚酯树脂体系研究进展,其中包括:不饱和聚酯光敏预聚物的合成,可见光固化树脂,光固化UPR复合材料,光固化粉末涂料,紫外光固化胶衣树脂,光固化胶粘剂等。

尹宪立[7]2013年在《UV光固化涂料及其研究进展》文中研究表明介绍了UV光固化涂料的特点及固化机理,并对紫外光固化涂料中的光引发剂、活性单体、低聚物等方面进行了综述。详细介绍了紫外光固化涂料的主要品种,包括UV光固化油性涂料、UV光固化水性涂料、UV光固化粉末涂料阐述了紫外光固化涂料的研究进展。

孙晓[8]2008年在《一种新型紫外光固化涂料的制备与性能的研究》文中进行了进一步梳理紫外光固化涂料是20世纪60年代开发的一种环保节能型涂料。由于该技术具有无污染、无毒性、无刺激等优点,因而近几年来受到人们的广泛关注。在我国,随着经济规模的迅速扩大及对环保的日益重视,作为环保型“绿色工业”的紫外光固化涂料的研究、开发和应用也越来越多。本文系统的介绍了基于不饱和聚酯酰胺脲树脂的光固化体系。不饱和聚酯酰胺脲光固化涂料是以不饱和聚酯酰胺脲树脂为主体与稀释剂单体外加其他填料、助剂共同配制成的涂料体系。本文的主要研究内容有:以顺丁烯二酸酐为不饱和酸单体,以癸二酸、邻苯二甲酸酐为饱和酸单体,与丙二醇、新戊二醇、尿素等共聚,制备得到了新型不饱和聚酯材料。通过对缩聚反应原料的选择与配比、反应程度的控制、阻聚剂种类及用量的研究,得到了不饱和聚酯酰胺脲树脂的最佳合成条件为:醇比酸的过量率即e’=0.0675,癸二酸(SA):苯酐(PA)=4:1,丙二醇(PG):新戊二醇(NPG)=7:1,反应的酸值=50,阻聚剂(对苯二酚)用量为0.015%。对影响光固化效果的主要因素进行了系统研究,分别探讨了光引发剂、稀释剂等因素对光固化速率及凝胶含量的影响;稀释剂对涂膜硬度、附着力等性能的影响等。确定不饱和聚酯酰胺脲树脂的最佳紫外光固化条件为:光引发剂(安息香双甲醚)用量为3-4%,交联剂的用量为50%。通过对光引发剂的紫外吸收光谱测试,分析得知安息香双甲醚比其它光引发剂在相同波长处有较强的吸收峰,进一步证明了安息香双甲醚比其他引发剂引发固化效果好。用红外扫描跟踪紫外固化前后特征基团吸收峰的变化,分析紫外固化机理。通过TG/DSC技术研究了其光固化过程及热稳定性,发现涂料的热稳定性较好。

刘宁[9]2010年在《环氧树脂/聚氨酯型UV固化粉末涂料的合成及性能研究》文中提出紫外光(UV)固化粉末涂料是一种无溶剂、能耗低、固化温度低、固化速度快、生产效率高的新型环保型涂料。其综合了传统粉末涂料和辐射固化技术诸多优点,是涂料工业的前瞻性产品。本文用环氧树脂604、环氧氯丙烷、丙烯酸、四甲基氯化铵、四丁基溴化铵、氢氧化钠等合成出环氧值为0.23的多官能度环氧树脂,再与丙烯酸反应进而制得多官能度环氧丙烯酸酯,并研究了反应温度及催化剂种类等对合成多官能度环氧丙烯酸酯的影响。。用叁羟甲基氨基甲烷与顺丁酸酐反应合成出超支化聚酯,然后与甲苯-2、4二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯、二月桂酸二丁基锡等合成出超支化聚氨酯。将合成的两种树脂按一定配比制成熔融温度低、流平性、储存稳定好的光固化粉末涂料的基体树脂,使制得的光固化粉末涂料的熔融温度进一步降低,固化时间也缩短,使得粉末涂料在热敏性基材上的应用成为可能。利用红外光谱和氢核磁共振波谱对合成出的多官能度环氧丙烯酸酯和超支化聚氨酯进行分析,与设想结构相吻合。对不同引发剂及引发体系进行了研究,考察不同引发剂及引发体系对固化性能的影响。对不同引发剂固化后涂膜的热稳定性进行探讨,发现光引发剂TPO和TPO/651引发固化的涂膜具有较好的热稳定性,起始分解温度分别是331℃和293℃。对制得的光固化粉末涂料组分配比进行正交实验分析,各配方经红外流平和紫外灯固化成膜,应用涂膜铅笔硬度测试、涂膜抗冲击性测试和附着力测试等检测方法对涂膜进行了固化性能分析。用多指标试验分析综合评分方法进行评分,得出较优的UV固化粉末涂料配方。对光固化粉末涂料的物理机械性能和耐化学药品性能进行了分析,完全可以满足涂料使用要求,并与热固性粉末涂料和UV液态涂料涂膜性能进行了比较,探讨了其工业化应用前景。

许杰[10]2005年在《紫外光固化粉末涂料的工艺研究》文中研究指明紫外光固化粉末涂料是通过紫外光激发生成自由基或活性阳离子进行交联聚合、固化涂层,适合于热敏性底材的涂敷。近年来国外对紫外光固化(UV Curing)粉末涂料的研究开发日趋活跃,部分产品正开始走向市场。但对于光固化工艺的研究很少有人问津。开展紫外光固化工艺的研究,对光固化涂料的推广应用具有重大的现实意义。 本文以开发绿色环保涂料为研究对象,制备了系列不饱和聚酯。在研究了树脂配方结构与膜性能的影响规律的基础上。选用自制的无定形-半晶形不饱和聚酯为光固化粉末涂料的基体树脂,研究了不同的涂料配比、流平工艺、光固化工艺、填料等对涂料的附着力、抗冲击性、耐溶剂性、硬度、光泽度等膜性能及凝胶含量的影响规律。特别是深入探讨了流平工艺、固化条件、填料的加入等因素对凝胶含量与涂膜性能的关系。确定了可行的涂料固化工艺。研究结果为光固化粉末涂料的开发和应用提供了理论基础和技术依据。 论文考察了两种树脂的配比、引发剂种类和浓度对凝胶含量的影响。发现随着引发剂浓度的提高,涂膜的的凝胶含量增加,膜的硬度和抗冲击性提高。涂料中随着半晶形树脂量的增加,涂膜的抗冲性明显提高。因此选择紫外光固化适合的光引发剂类型和引发剂浓度和涂料中两种树脂的配比决定涂料的膜性能及应用性能。 研究了涂料体系的流变和流平性能,测试了涂料的粘度和熔融温度,发现流平温度大于半晶型树脂的熔点时,涂膜才具有较高的光泽。确定合适的红外流平温度和时间。 涂料膜性能的高低不但和涂膜树脂的性能有关,而且和涂料的固化工艺也有很大关系。紫外光固化过程包括确定紫外光的强度、固化时间、固化距离、膜的厚度等,这些因素影响涂膜的凝胶含量和涂膜的机械性能。对这些参数的调节从而得到涂膜性能的最优化。 研究发现,填料的加入对涂料的性能也有很大影响。填料的加入导致硬度的提高,但使涂膜附着性能和抗冲强度下降。

参考文献:

[1]. 紫外光固化粉末涂料用聚酯丙烯酸酯的合成与应用[D]. 熊伟. 合肥工业大学. 2007

[2]. 紫外光固化异佛尔酮二异氰酸酯改性环氧丙烯酸酯的合成与应用[D]. 费学梅. 河北工业大学. 2009

[3]. 光固化粉末涂料的研制[D]. 马越峰. 浙江大学. 2002

[4]. 热固性丙烯酸粉末涂料的研制[D]. 佀庆法. 西北工业大学. 2002

[5]. 光固化粉末涂料树脂的合成与应用[D]. 魏伟. 北京化工大学. 2008

[6]. 光固化不饱和聚酯树脂研究进展[J]. 吴良义. 热固性树脂. 2007

[7]. UV光固化涂料及其研究进展[J]. 尹宪立. 涂料技术与文摘. 2013

[8]. 一种新型紫外光固化涂料的制备与性能的研究[D]. 孙晓. 湖南大学. 2008

[9]. 环氧树脂/聚氨酯型UV固化粉末涂料的合成及性能研究[D]. 刘宁. 华南理工大学. 2010

[10]. 紫外光固化粉末涂料的工艺研究[D]. 许杰. 浙江大学. 2005

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