聚氨酯丙烯酸酯的合成及应用

聚

氨

酯

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姓名：樊荣

学号：2009296015

专业：化学

化学化工学院

聚氨酯丙烯酸酯的合成及应用

樊荣 2009296014 化学

（山西大学化学化工学院山西太原030006）

摘要：聚氨酯丙烯酸酯（PUA）体系综合了聚氨酯树脂和丙烯酸酯树脂各自的优点，使得该体系具有耐溶剂性，耐低温性，耐磨性，耐热冲击性，柔韧性和良好的粘结性，成为目前研究比较活跃的体系。本文就对近年来聚氨酯丙烯酸酯的一些合成方法、性能研究及在各个领域中的应用景做一个简单的综述。

关键字：聚氨酯丙烯酸酯合成性能应用前景

Synthesis of polyurethane acrylate and its application

Fan rong 2009296014 chemical

(Chemistry and Chemical Engineering of Shanxi University, Taiyuan, Shanxi 030006)

Abstract: polyurethane acrylate (PUA) system integrated polyurethane resin and acrylic resin and their respective advantages, so that the system is solvent resistance, low temperature resistance, wear resistance, thermal shock resistance, flexibility and good adhesion, becomes the present study comparing active system. The article in recent years polyurethane acrylate some synthetic methods, properties and applications in various fields of king to do a simple review.

Keywords: acrylate polyurethane ，synthesis ，properties ， potential applications

前言

聚氨酯丙烯酸酯（PUA）的分子中含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯键，固化后的胶黏剂具有聚氨酯的高耐磨性、粘附力、柔韧性、高剥离强度和优良的耐低温性能以及聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性，是一种综合性能优良的辐射固化材料。该体系涂料已经广泛应用于金属、木材、塑料涂层，油墨印刷，织物印花，光纤涂层等方面.目前，PUA已成为防水涂料领域应用非常重要的一大类低聚物，鉴于PUA固化速度较慢、价格相对较高，在常规涂料配方中较少以PUA为主体低聚物，往往作为辅助性功能树脂使用，大多数情况下，配方中使用PUA主要是为了增加涂层的柔韧性、降低应力收缩、改善附着力。但是由于PUA树脂优异的性能，对PUA的研究也日益增多，聚氨酯丙烯酸酯也逐步向跟其他类型的树脂共聚形成杂化体系，向水性体系发展，特别是水性体系因直接采用水稀释降低粘度，使制成的涂料更加环保和健康，减少了活性单体的使用，在很大程度上弥补了PUA树脂价格贵的不足，可以扩大PUA树脂的应用范围，同时减少甚至不使用单体，有效地降低了防水涂料的收缩，减少固化时的内应力，增加涂料的附着力和提高涂膜的柔韧。

聚氨酯丙烯酸酯的合成

北京化化工大学材料科学与工程学院的韩仕甸、全养智在2001年对紫外光固化水性聚酯型聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能进行了深入的研究。他们以甲苯2，4-二异氰酸酯、聚已二酸丁二醇酯二醇、二羟甲基丙酸、丙烯酸β羟乙酯为原料合成丁光敏性树脂。经三乙胺中和后得到稳定的自乳化体系。用红外光谱对树脂结构进行了分析．讨论了亲水基团舍量和中和度对乳液粘度和形态的影响以及亲水基团含量对乳液粒径的影响。考察了二羟甲基丙酸／聚己二酸丁二醇酯二醇比例对T g以及膜基本性能的影响。结果表明，随亲水基团(-C00H)含量的增加和中和度的提高，乳液的分散性和稳定性增强，乳液的粘度亦增大；固化膜的吸水率随-CO0H含量的增加而上升；固化膜的T g随DMPA／PBA比例的增加而上升；固化膜具有良好的性能[1]。

中山大学高分子研究所张玲，曾兆华，杨建文，陈用烈在2004年以溶胶-凝胶法制备的硅溶胶为无机相，聚氨酯丙烯酸酯为有机相，以 -甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(TMSPM）为两相间的偶联剂，制得了光固化杂化材料。研究了未固化的杂化体系的稳定性问题，并对其进行了结构表征和性能研究。结果表明：无机相与有机相通过共价键相连，使得杂化体系光固化膜高硬度的获得并没有以柔韧性的损失为代价。在无机物含量较低时，聚氨酯丙烯酸酯二氧化硅杂化体系光固化膜的耐磨性略有提高[2]。

厦门大学材料科学与工程系的陈一虹,黄剑莹,褚佳岩,邹友思在2006年对聚氨酯丙烯酸酯的合成和性能进行了研究。他们以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI) 、聚乙二醇(PEG) 、丙烯酸羟乙酯(HEA) 为原料合成了聚醚型聚氨酯丙烯酸酯(PUA) ,探讨了合成温度、溶剂含量、催化剂含量、聚醚二醇分子质量和单体投料比对聚醚型聚氨酯丙烯酸酯的分子质量及固化膜性能的影响.实验发现PUA预聚物的最佳合成过程为先70℃反应1.7h接着50℃反应 1. 5h;最佳溶剂含量为10%(质量分数) ;最佳催化剂含量为0.3%(质量分数) .当TDI∶PEG∶HEA按2∶1∶2投料可得到组成比和投料比、实测分子质量和理论分子质量均相近的PUA预聚物[3]。

牡丹江师范学院与哈尔滨工程大学的韩俊凤、周继柱、宋伟新在2007年对紫外光固化技术对聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成进行了深入的研究。他们主要采用本体法制备PUV的两种途径进行了研究。第1条路线为先将多元醇与过量异氰酸酯反应，合成NCO 封端的聚氨酯预聚物，再与丙烯酸羟基酯反应引入丙烯酰氧基。这条合成路线的优点是：(1)双键损失少(2)反应时间较短(3)玻璃化转变温度低(4)产物的颜色比较淡。第2条路线是先将丙烯酸羟基酯与过量异氰酸酯反应，生成半加成物，待羟基转化完全后,与计量的多元醇反应生成PUA.(1)黏度低(2)分子质量分布均匀(3)操作过程易控[10]。