【摘 要】
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由于蓖麻油（CO）天然含有羟基,可以直接用于合成聚氨酯丙烯酸酯（PUA）,但产物的热机械性能会受到蓖麻油长链脂肪结构的限制,无法与石油基PUA媲美,从而不满足现代工业应用的要求。因此通过对蓖麻油基PUA低聚物进行加硬改性,制备出具有优异的热机械性能的PUA涂层,对促进绿色涂料产业的发展具有重要意义。以蓖麻油为多元醇原料,与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）反应,随后用单官能团丙烯酸羟乙酯（HEA）或三
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由于蓖麻油（CO）天然含有羟基,可以直接用于合成聚氨酯丙烯酸酯（PUA）,但产物的热机械性能会受到蓖麻油长链脂肪结构的限制,无法与石油基PUA媲美,从而不满足现代工业应用的要求。因此通过对蓖麻油基PUA低聚物进行加硬改性,制备出具有优异的热机械性能的PUA涂层,对促进绿色涂料产业的发展具有重要意义。以蓖麻油为多元醇原料,与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）反应,随后用单官能团丙烯酸羟乙酯（HEA）或三官能团季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）进行封端得到一系列不同官能度的蓖麻油基PUA预聚物。PETA封端剂添加量增多会提高固化涂层的物理交联密度,从而提高涂层的玻璃化转变温度（Tg）、热稳定性、力学性能等性能。但是当PETA增加到一定量后,涂层的收缩应力增长也会随之加快,体系内聚强度增大,对附着力、柔韧性等性能造成不利影响。因此,当封端剂HEA和PETA以物质的量比为1:1复配时制备的固化涂层（H1-P1）的综合性能最优。此时,涂层H1-P1的硬度为5H,附着力0级,柔韧性3mm,拉伸强度达到22.81MPa,断裂伸长率为3.50%。另外,己二醇二丙烯酸酯（HDDA）与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）两种稀释剂复配加入涂料体系中得到的固化涂层性能更具有竞争性。它们的协同作用不仅加快了涂层的固化速率,而且可以提高体系的双键转化率,改善固化涂层的凝胶含量、吸水率和表面物理性能。以IPDI、蓖麻油和HEA合成了蓖麻油基聚氨酯丙烯酸酯（COPUA）,以正硅酸乙酯（TEOS）和3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MEMO）通过溶胶-凝胶法制备了改性硅溶胶,将其作为无机相与COPUA有机相复合得到了UV固化COPUA/Si O2杂化材料。调节MEMO与TEOS的物质的量比得到一系列改性硅溶胶,通过测试确定了MEMO与TEOS最佳物质的量比为1:1（MT-1）。在此基础上,改变COPUA/Si O2杂化材料中MT-1的添加量,复合固化后得到相应涂层。用TEM、SEM、TGA等对杂化材料和涂层进行结构表征,测试复合涂层的力学性能和表面性能。当MT-1添加量为COPUA树脂质量的15%时,涂层内部Si O2粒子分布均匀,涂层表面光滑平整,光透过率达到100.20%,硬度为5H,附着力0级,柔韧性1mm,涂膜拉伸强度达到13.52MPa,断裂伸长率为7.49%,耐老化性能优异,在环保型UV固化塑料涂料的应用方面具有很好的潜力。
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