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超支化聚合物由于具有独特的球形多分枝结构，与线性类似物相比有许多优点：如粘度低、溶解性好、活性高、与其它材料有较好的相容性等，可被用于制备高性能的超支化聚合物基有机/无机杂化涂料。但目前对UV固化超支化聚合物基杂化涂料的研究还很少。本论文采用不同分子量和不同程度丙烯酸化的聚氨酯对超支化聚酯的端羟基改性，制得的超支化聚氨酯丙烯酸酯(HBUA)作为有机组分，以溶胶--凝胶法制备的乙烯基改性的硅溶胶为无机组分，通过UV固化制备硬度高、柔韧性好、耐磨性优良的HBUA/SiO<,2>杂化涂料。研究HBUA/SiO<,2>杂化涂料的组成、结构与性能，及其UV固化反应动力学，为进一步研究高性能超支化聚合物/无机杂化涂料提供科学与技术依据。论文的研究内容和成果包括如下四点。
第一：通过溶胶一凝胶法用正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二乙氧基硅烷(DDS)和甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)制备了可UV固化的透明有机硅/SiO<,2>杂化涂料，系统考察了杂化涂料的储存稳定性，并用FT-IR和固体<29>Si-NMR研究了杂化涂料在UV辐照下C=C转化率和硅氧烷的缩聚度，还研究了UV固化有机硅/SiO<,2>杂化漆膜的性能。发现制备有机硅/SiO<,2>杂化涂料各组分的最佳摩尔比：n<,DDS>/n<,TEOS>=2/3，n<,MPTMS>/n<,TEOS>=1/3，n<,EtOH>/n<,Si-O>=1，nHC1/nsi-O=0.006，n<,H2O>/n<,si-O>=0.6，在此条件下制备的杂化涂料可稳定存放300d以上。有机硅/SiO<,2>杂化涂料经UV固化240s后其双键的转化率为81.0％，杂化漆膜中硅氧烷的缩聚度为89.5％。由于在高度交联的Si02网络结构中引入线性Si-O-Si链段，而且无机网络和有机网络间通过共价键方式结合起来，具有良好的相容性，使得漆膜既有高硬度又有良好的柔韧性。当TEOS、MPTMS和DDS的摩尔比为6：2：3时漆膜的综合性能最佳，透光率为94.8％，摆杆硬度为0.72，附着力为0级，柔韧性为4mm，冲击强度为35kg.cm。
第二：采用超支化聚酯(H20)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)和乙氧基柔性链段长度不同的乙氧化甲基丙烯酸羟乙酯(EnHEMA)合成一系列可UV固化的超支化聚氨酯丙烯酸酯(HBUA)，并用GPC、FT--IR、<1>H-NMR和DSC对HBuA进行表征，还探讨了原料配比对超支化聚酯的端羟基丙烯酸改性程度、预聚物分子量及其分布、粘度和玻璃化转变温度的影响。发现合成HBUA的最佳反应条件是：采用0.5 wt.％二月硅酸二丁基烯的催化剂在35℃反应150min，制得含异氰酸酯基团的加成物IPDI/HEMA，然后在70℃条件下与H20反应180 min，制得透明清澈的HBUA。其粘度比线性的聚氨酯丙烯酸酯(PUA)低得多。随着EnHEMA的含量增大及其乙氧基柔性链段增长，HBUA的分子量分布变宽，丙烯酸改性程度和玻璃化转变温度(T<,g>)均降低，且粘度增大。
第三：采用Photo-DSC、FT-IR、DMA和TG等测试表征手段，研究不同预聚物结构对HBUA的UV固化反应动力学及漆膜性能的影响。结果表明，随着EnHEMA的含量增大及其柔性乙氧基链段增长，HBUA漆膜的Tg和硬度降低，附着力和柔韧性增大，而冲击强度和耐磨性则在甲基丙烯酸羟乙酯与(2)乙氧化甲基丙烯酸羟乙酯的摩尔比为1：3时制备的HBUA4最佳，冲击强度为40 kg.cm，300圈磨耗量仅为20.2mg。HBUA漆膜的热失重主要可分为两个阶段：在320℃～360℃间的热失重主要对应HBUA中聚氨酯丙烯酸酯支链分解，在380℃～450℃间的热失重是由于HBUA的核心单元——超支化聚酯分解引起的。不同固化气氛对HBUA体系的固化速率影响很大，在空气中HBUA4的最大反应速率(R<,p>)和最终碳碳双键转化率(P)均比在N<,2>中的相应值低；超支化结构的HBLJA由于其碳碳双键密度大且都分布于球形分子表面，其Rp懈和P均比线性结构的PuA高；当光引发剂Darocur1173的浓度为4wt.％、活性单体己二醇二丙烯酸酯的浓度为20wt.％时，HBUA4体系具有较快的反应速率及最高的最终碳碳双键转化率，分别为7.25J/g.s和84.5％。
第四：将不同结构的HBUA与用TEOS和MPTMS制备的改性硅溶胶杂化，制备了一系列可UV固化的HBUA/SiO<,2>杂化涂料，研究杂化涂料的配比对杂化漆膜的结构、界面相容性及性能的影响，并研究了杂化涂料的UV固化反应动力学。发现超支化结构的HBUA比线性结构的PUA更有利于提高杂化涂料的储存稳定性，当TEOS与MPTMS的摩尔比为3：1时，杂化涂料的胶凝时间高于210d。HBUA/SiO<,2>杂化漆膜的有机/无机相间具有良好的相容性，SiO<,2>纳米粒子均匀地分布于有机相中。HBUA/SiO<,2>杂化涂料与线性结构的PUA制备的PUA/SiO<,2>杂化涂料相比，前者的Rp、P和T<,g>均较高，且热稳定性较好；用MPTMS改性，可改善HBUA/SiO<,2>杂化漆膜界面相容性、提高T<,g>和热稳定性能；随着无机组分用量的增加，HBUA/SiO<,2>杂化漆膜的T<,g>增大。当改性硅溶胶用量为40wt.％时，HBUA/SiO<,2>杂化漆膜的性能最好，透光率为94.8％、摆杆硬度为0.78、附着力为0级、柔韧性为4mm、冲击强度为43kg.cm、300圈的磨耗量仅为16mg。