引发剂在水性光固化乳液的应用

喜欢

来源：互联网
|
2014-12-25
|
0 条评论
|
我要分享
|
T小字　 T大字

目前，自由基光固化技术已得到了广泛的工业应用。但是传统的光固化配方多为油溶性体系，存在着油性体系固有的缺陷。兼具了水性体系[1-2]与光固化技术[3-4]优点的水性光固化系统正处于高速发展阶段，其工业应用也正在逐渐扩大。在水性光固化体系中，光引发剂是及其重要的组分之一。虽然传统的油性光引发剂在水性光固化体系中已被广泛使用，但是小分子光引发剂的诸多弊端同样影响着水性光固化体系的最终性能。与小分子光引发剂相比，聚合物光引发剂在无异味、不迁移等方有特殊的优势[5-10]。本工作的研究目的就是要设计并合成一种新型可聚合光引发剂，并用其制备在同一个分子结构中同时含有光引发基团和双键的水性光固化乳液。由于光引发基团与光交联基团处于同一分子链中，因此不会有相分离的发生，同时由于其将水性体系与光固化技术的优点集于一身，因此这种水性光固化乳液在将来一定会有广泛的应用。
　　
　　1.1原料
　　
　　马来酸酐：分析纯；1-[4-...-羟基羟乙基)-苯基]-2-羟基-2- -1-丙烷、...A型环氧树脂E-20、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸甲酯(MM...、丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)：均为工业级；过氧化苯...(BPO)、二苯胺：分析纯；N，N-二甲基乙醇胺、乙二醇丁醚：化学纯。
　　
　　1.2可聚合光引发剂的制备
　　
　　将98.06g马来酸酐与224.25g1-[4-...-羟基羟乙基)-苯基]-2-羟基-2- -1-丙烷加入到1000mL三口圆底烧瓶中，并加入300mLCHCl3。在N2保护下加热反应，至酸值恒定，然后在旋转蒸发器中将溶剂脱出。
　　
　　1.3水性光固化乳液的制备
　　
　　(1)在聚合物分子链中引入光引发基团：将25g环氧树脂E-20与12197g十四酸加入到500mL圆底四口烧瓶中，加入80mL乙二醇丁醚作溶剂，通氮气保护，升温至110～115℃，反应6h。然后按配方量将BPO溶解于丙烯酸类单体、苯乙烯与可聚合光引发剂的混合液中，然后一起滴加，滴加时间为1h，在氮气的保护下继续发应，1h后补加配方量的BPO，总反应时间控制在4h。然后降温至50℃，进入下一步反应。(2)在聚合物分子链中引入不饱和双键：将GMA、二苯胺混合后，加入到上步所制得的产物中，在高温下反应。在反应过程中跟踪酸值变化，当酸值基本不变时，降温。(3)水性自引发光固化乳液的制备：在50...拌下，在反应液中按配方量加入N，N-二甲基乙醇胺，调至pH值为7左右，在高速搅拌下加入去离子水乳化，即可制得水性光固化乳液。
　　
　　1.4红外表征
　　
　　共聚物的红外表征使用BRUKERTENSOR37红外光谱仪进行测定，并使用KBr压片法制样。
　　
　　1.5铅笔硬度测试方法
　　
　　按照GB/T6739—1996，使用中华牌铅笔进行测试。
　　
　　1.6耐磨性测试方法
　　
　　按照GB/T1769—1979，使用天津市建筑仪器试验机公司的QMX型漆膜耐磨性试验机进行测试。
　　
　　2.结果与讨论
　　
　　2.1水性光固化乳液的设计原理
　　
　　为了合成本工作所研究的水性光固化乳液，必须将光引发基团引入到分子链中。实现这一目的最简便的方式就是使用可聚合光引发剂参与聚合。目前可聚合光引发剂研究的报道比较多，但是考虑到在水性体系中应用的特殊性，还需设计新型的光引发剂分子结构，使其更适用于水性体系。
　　
　　2.1.1可聚合光引发剂的分子设计与合成
　　
　　在光引发剂的分子结构中引入双键的目的是为了将光引发基团引入到分子链中。另外，为了同时兼顾光引发剂的可聚合性与在水性体系中的应用，本实验设计了一种光引发剂，由马来酸酐与光引发剂1-[4-...-羟基羟乙基)-苯基]-2-羟基-2- -1-丙...应制得。使光引发剂的分子中引入了双... 。双键使光引发剂具有了可聚合性，而的存在利于树脂的自乳化过程。因此这种光引发剂适用于水性光固化体系。