董榮江，井年鑫，吳宗暉

(江蘇三木集團(tuán)化工股份有限公司江蘇省樹(shù)脂合成工程中心，江蘇宜興214258)

摘要：用縮二脲、PETA為主要原料合成了九官能度聚氨酯[JuAnZhi]丙烯酸[BingXiSuan]酯(PUA-9)低聚物，通過(guò)C=C雙鍵的轉(zhuǎn)化率表明其有較高的光固化[GuHua]行為，測(cè)試[CeShi]了PUA-9固化[GuHua]膜的硬度、耐黃變性、冷熱循環(huán)測(cè)試[CeShi]、RCA耐磨測(cè)試[CeShi]，并與其他同類產(chǎn)品作了對(duì)比分析，表明PUA-9可作為高檔UV塑膠的主要成膜物。

關(guān)鍵詞：氨基甲酸酯;雙鍵;耐磨性

0 前言

UV固化[GuHua]涂料是一種節(jié)能環(huán)保涂料，廣泛應(yīng)用于各種塑料件表面如汽車部件、光盤(pán)、裝飾板、信用卡、手機(jī)、電腦外殼等塑料基材的涂飾，賦予了塑料良好的光澤度、耐磨性和耐化學(xué)品性等。本文是以季戊四醇三丙烯酸[BingXiSuan]酯、縮二脲為主要原材料合成高官能度聚氨酯[JuAnZhi]丙烯酸[BingXiSuan]酯(PUA-9)，對(duì)產(chǎn)物用紅外表征反應(yīng)[FanYing]活性(雙鍵轉(zhuǎn)化率)，考察產(chǎn)物固化[GuHua]后涂膜的力學(xué)性能及其耐磨性(RCA)、耐化學(xué)品性等，并與常用的環(huán)氧丙烯酸[BingXiSuan]酯及同類低官能度聚氨酯[JuAnZhi]丙烯酸[BingXiSuan]酯(PUA)涂膜性能進(jìn)行對(duì)比分析。

1 試驗(yàn)部分(文章來(lái)源環(huán)球聚氨酯[JuAnZhi]網(wǎng))

1.1 主要儀器及試劑

主要儀器：AVATAR370博里葉紅外光譜儀(美國(guó)NICOLET);TRCA7-IBB耐磨耗試驗(yàn)機(jī)(廣州標(biāo)格達(dá)試驗(yàn)儀器);光固化[GuHua]試驗(yàn)機(jī)(藍(lán)天特?zé)?;耐溶劑擦拭儀(上海精密儀器公司);玻璃儀器。試劑：縮二脲，工業(yè)級(jí);季戊四醇三丙烯酸[BingXiSuan]酯(PETA)、(PUA-6)六官能度聚氨酯[JuAnZhi]丙烯酸[BingXiSuan]酯、SM(6204)二官能度聚氨酯[JuAnZhi]丙烯酸[BingXiSuan]酯、環(huán)氧丙烯酸[BingXiSuan]酯SM(6104)、1-羥基環(huán)己基苯甲酮(SM184)，均為自制;二月桂酸二丁基錫(DBTDL)、對(duì)羥基苯甲醚，化學(xué)純。

1.2 PUA-9合成原理

利用縮二脲結(jié)構(gòu)中的3個(gè)異氰酸根—NCO與季戊四醇三丙烯酸[BingXiSuan]酯中的羥基—OH反應(yīng)[FanYing]，形成氨酯鍵—NHCOO—氨基甲酸酯)而制得PUA-9，反應(yīng)[FanYing]路線見(jiàn)圖1。

1.3 PUA-9合成步驟

在裝有攪拌器、溫度計(jì)和恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中加入2mol縮二脲和0.2%的對(duì)羥基苯甲醚(占反應(yīng)[FanYing]體系的質(zhì)量分?jǐn)?shù))，再向體系中滴加6mol的季戊四醇三丙烯酸[BingXiSuan]酯和0.4%的二月桂酸二丁基錫(占反應(yīng)[FanYing]體系的質(zhì)量分?jǐn)?shù))混合液，維持反應(yīng)[FanYing]溫度在35～45℃，1.5h滴加完畢，滴加完畢后再將體系緩慢升至(70±5)℃，保溫3h，反應(yīng)[FanYing]至—NCO質(zhì)量分?jǐn)?shù)<0.1%停止，冷卻至室溫出料，即得九官能度聚氨酯[JuAnZhi]丙烯酸[BingXiSuan]酯PUA-9。反應(yīng)[FanYing]過(guò)程中—NCO質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定采用二定丁胺法。

1.4 涂膜的制備

按涂料配方體系攪拌均勻，用標(biāo)準(zhǔn)線棒涂于基材上，置于紫外光中進(jìn)行固化[GuHua](采用線功率80W/cm的2×1kW高壓汞燈)。

1.5 PUA-9涂膜性能測(cè)試[CeShi]

1.5.1 PUA-9固化[GuHua]過(guò)程中“C=C”轉(zhuǎn)化率測(cè)定將加入3%光引發(fā)劑SM184的PUA-9涂覆在KBr鹽片后直接于紫外光下進(jìn)行固化[GuHua]，并與紅外光譜儀聯(lián)合使用。固化[GuHua]前PUA-9的“C=C”的含量R0定義為100%，在紫外光照射時(shí)刻下的PUA-9中“C=C”的質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義為Rt，則“C=C”轉(zhuǎn)化率CP可以按下式計(jì)算：

1.5.2 固化[GuHua]膜的硬度、附著力、耐溶劑擦拭、耐磨性測(cè)試[CeShi]

參照GB/T6739通過(guò)鉛筆硬度法測(cè)試[CeShi]固化[GuHua]膜的硬度;參照GB/T1720測(cè)定固化[GuHua]膜的附著力;參照GB/T9274測(cè)定固化[GuHua]膜耐溶劑性;參照ASTM標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定固化[GuHua]膜的RCA耐磨性。