1、攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文水性聚氨酯涂料的制備及性能研究 學(xué)生姓名： 蔣 治 國(guó) 學(xué)生學(xué)號(hào)： 202110904010 院系： 生物與化學(xué)工程學(xué)院 年級(jí)專業(yè)： 2021 級(jí)應(yīng)用化學(xué) 指導(dǎo)教師： 范 文 娟 助理指導(dǎo)教師： 常 會(huì) 二一四年六月摘 要現(xiàn)代涂料的開(kāi)展方向是高效能、高性能、無(wú)公害、高環(huán)保、低污染、節(jié)能且符合可持續(xù)開(kāi)展。本論文以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、和甲基丙烯酸羥乙酯為單體，用乳液聚合的方法合成了一種可光固化水性丙烯酸酯樹(shù)脂乳液，與亞硫酸氫鈉封端的MDI混合制備了水性聚氨酯丙烯酸酯涂料，考察了反響溫度，乳化劑，攪拌速率及單體配比等對(duì)乳液聚合的影響，研究了丙烯酸酯乳液與MDI的配比對(duì)漆

2、膜性能的影響。用紅外光譜( IR ) 分析了共聚乳液的結(jié)構(gòu)，用差示掃描量熱儀DSC測(cè)試了共聚物的熱性能。結(jié)果說(shuō)明：在80時(shí)，參加1gOP-10和十二烷基硫酸鈉在150轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，各個(gè)單體配比合成的乳液性能最好。關(guān)鍵詞：丙烯酸酯，異氰酸酯，乳液聚合，封端ABSTRACTThe development direction of modern paint is a high performance, high performance, non pollution, high environmental protection, low pollution, energy saving and su

3、stainable developmentIn this thesis, butyl acrylate, methacrylic acid, and methyl methacrylate as monomer, by emulsion polymerization to synthesize a kind of light curable waterborne acrylic resin emulsion, and Sodium Bisulfite terminated MDI was prepared by mixing aqueous polyurethane acrylate coat

4、ings, the reaction temperature, emulsifier, stirring rate and the molar ratio of monomers on emulsion polymerization of acrylic emulsion, and the ratio of MDI on the properties of coating. Using infrared spectroscopy (IR) analysis of the structure of copolymer emulsion, using differential scanning c

5、alorimetry (DSC) thermal properties of the copolymers tested. The results showed that: at 80 , adding 1gOP-10 and twelve sodium dodecyl sulfate at 150 rpm, each monomer film performance is the synthesis of the best.Keywords: Acrylate, emulsion polymerization, terminated isocyana目 錄 TOC o 1-3 h z u H

6、YPERLINK l _Toc265951緒論 PAGEREF _Toc26595 1HYPERLINK l _Toc57721.1 引言 PAGEREF _Toc5772 1HYPERLINK l _Toc31893 PAGEREF _Toc31893 1HYPERLINK l _Toc285151.2.1丙烯酸樹(shù)脂涂料的簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc28515 1HYPERLINK l _Toc305701.2.2丙烯酸酯的分類 PAGEREF _Toc30570 1HYPERLINK l _Toc4208 PAGEREF _Toc4208 3HYPERLINK l _Toc314231.

7、3.1聚氨酯涂料的簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc31423 3HYPERLINK l _Toc4161.3.2雙組份聚氨酯涂料 PAGEREF _Toc416 4HYPERLINK l _Toc106891.3.3單組份聚氨酯涂料 PAGEREF _Toc10689 4HYPERLINK l _Toc42191.4 紫外光固化涂料 PAGEREF _Toc4219 5HYPERLINK l _Toc160421.4.1紫外光固化原理 PAGEREF _Toc16042 5HYPERLINK l _Toc199631.5.2 紫外光固化的設(shè)備 PAGEREF _Toc19963 6HYPERLI

8、NK l _Toc203831.5 涂料合成方法 PAGEREF _Toc20383 7HYPERLINK l _Toc11151.5.1 乳液聚合 PAGEREF _Toc1115 7HYPERLINK l _Toc81541.5.2 原位聚合 PAGEREF _Toc8154 7HYPERLINK l _Toc113201.5.3 懸浮聚合 PAGEREF _Toc11320 8HYPERLINK l _Toc17301.5.4 接枝聚合 PAGEREF _Toc1730 8HYPERLINK l _Toc255111.5.5 本體聚合 PAGEREF _Toc25511 9HYPERLI

9、NK l _Toc13081.5.6 溶液聚合 PAGEREF _Toc1308 9HYPERLINK l _Toc16191 PAGEREF _Toc16191 9 HYPERLINK l _Toc83231.6.1 實(shí)驗(yàn)方案 PAGEREF _Toc8323 9HYPERLINK l _Toc194881.6.2實(shí)驗(yàn)意義 PAGEREF _Toc19488 9HYPERLINK l _Toc81242實(shí)驗(yàn)局部 PAGEREF _Toc8124 11HYPERLINK l _Toc49892.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品 PAGEREF _Toc4989 11HYPERLINK l _Toc22189

10、2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器 PAGEREF _Toc22189 11HYPERLINK l _Toc131112.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品 PAGEREF _Toc13111 11HYPERLINK l _Toc263612.2 實(shí)驗(yàn)配方 PAGEREF _Toc26361 11HYPERLINK l _Toc318792.3 實(shí)驗(yàn)步驟 PAGEREF _Toc31879 12HYPERLINK l _Toc170392.3.1 丙烯酸酯樹(shù)脂的實(shí)驗(yàn)步驟 PAGEREF _Toc17039 12HYPERLINK l _Toc206872.3.2 亞硫酸氫鈉封端MDI的實(shí)驗(yàn)步驟 PAGEREF _Toc206

11、87 13HYPERLINK l _Toc265502.4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試 PAGEREF _Toc26550 13HYPERLINK l _Toc302082.4.1 產(chǎn)品外觀 PAGEREF _Toc30208 13HYPERLINK l _Toc190242.4.2 固含量 PAGEREF _Toc19024 14HYPERLINK l _Toc100512.4.3 轉(zhuǎn)化率 PAGEREF _Toc10051 14HYPERLINK l _Toc154742.4.4 粘度測(cè)試 PAGEREF _Toc15474 15HYPERLINK l _Toc30062.4.5 耐水性測(cè)試 PAGEREF

12、 _Toc3006 15HYPERLINK l _Toc308512.4.6 紅外光譜測(cè)試 PAGEREF _Toc30851 15HYPERLINK l _Toc196272.4.7熱性能測(cè)試 PAGEREF _Toc19627 15HYPERLINK l _Toc167622.4.8黏度的測(cè)試 PAGEREF _Toc16762 15HYPERLINK l _Toc33682.4.9玻璃轉(zhuǎn)化溫度的計(jì)算 PAGEREF _Toc3368 15HYPERLINK l _Toc291793 結(jié)果與討論 PAGEREF _Toc29179 17HYPERLINK l _Toc228753.1 測(cè)試

13、結(jié)果 PAGEREF _Toc22875 17HYPERLINK l _Toc228773.2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 PAGEREF _Toc22877 18HYPERLINK l _Toc4066 PAGEREF _Toc4066 19HYPERLINK l _Toc322253.4 紅外光譜分析 PAGEREF _Toc32225 19HYPERLINK l _Toc81093.5 DSC測(cè)試 PAGEREF _Toc8109 20HYPERLINK l _Toc219213.6 單體配比的影響 PAGEREF _Toc21921 23HYPERLINK l _Toc14534 結(jié)論 PAGEREF

14、_Toc1453 26HYPERLINK l _Toc21507參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc21507 27HYPERLINK l _Toc4353致謝 PAGEREF _Toc4353 28緒論自從人們發(fā)現(xiàn)丙烯酸以來(lái)，丙烯酸酯的制備與研究得到了快速的開(kāi)展，以他的耐候性、保色性、耐腐蝕性、成膜性和粘結(jié)性成為了涂料行業(yè)的重要原料。隨著社會(huì)需求的增大，質(zhì)量的要求越來(lái)越高，對(duì)丙烯酸樹(shù)脂的研究也越來(lái)越多，研究效果比擬顯著的是丙烯酸與聚氨酯合成的聚氨酯丙烯酸樹(shù)脂，它成為了人們最愛(ài)的涂料之一。1.1 引言隨者人們生活水品的提高，生活的越來(lái)越好，就對(duì)美的見(jiàn)解越來(lái)越高，而且對(duì)環(huán)境也越來(lái)越重視?？萍嫉奶岣?/p>

15、也伴隨著一些危害也越來(lái)越多，所以人們會(huì)對(duì)身邊的有害健康的越來(lái)越重視。而建筑與人息息相關(guān)，所以也得到了相當(dāng)?shù)年P(guān)注。而涂料作為建筑物就出現(xiàn)在了人們關(guān)注的視野，而且涂料還有美化和保護(hù)材料的作用，就更加的備受關(guān)注了。由于人們的需求，就促使了涂料的高速的開(kāi)展，開(kāi)展的方向是高效、高性能、高環(huán)保、無(wú)公害、節(jié)約能源、低污染、可持續(xù)開(kāi)展等的要求。由于對(duì)環(huán)境的影響，人們對(duì)涂料進(jìn)行了多方面的改造，比擬顯著的就是對(duì)涂料溶劑的研究?，F(xiàn)階段人們認(rèn)為比擬理想的就是以水為溶劑對(duì)環(huán)境影響較低。而水性聚氨酯丙烯酸酯涂料的方案也就越來(lái)越多了。丙烯酸樹(shù)脂涂料的簡(jiǎn)介以丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯為原料合成的樹(shù)脂稱為丙烯酸酯樹(shù)脂，由丙烯酸酯樹(shù)

16、脂為主要基料的涂料屬丙烯酸酯涂料2。丙烯酸樹(shù)脂的根本性質(zhì)是：它的外觀是透明固體，分子量一般是75000到120000，分子式為C3H4O2n,沸點(diǎn)是126，可溶于水。丙烯酸樹(shù)脂對(duì)人體有害，不可吸入。少量吸入會(huì)導(dǎo)致頭痛、惡心、乏力等病癥。皮膚接觸可能會(huì)起痘等等。丙烯酸酯的分類 丙烯酸酯樹(shù)脂涂料分為：溶劑型熱固性丙烯酸樹(shù)脂涂料、高固體份丙烯酸樹(shù)脂涂料、水性丙烯酸樹(shù)脂涂料。溶劑型熱固性丙烯酸樹(shù)脂涂料是由有聚合活性官能團(tuán)的丙烯酸樹(shù)脂涂料的預(yù)聚體與其他的助劑制成的，這種涂料具有： = 1 * GB3 顏色淺，具有很好的保光保色性和耐候性； = 2 * GB3 附著力好，硬度高，涂膜好； = 3 * GB

17、3 耐熱耐化學(xué)性好，交聯(lián)后易產(chǎn)生大分子，固含量高； = 4 * GB3 易存儲(chǔ)等等優(yōu)點(diǎn)。張軍科3等人通過(guò)研究這種涂料，后發(fā)現(xiàn)通過(guò)六亞甲基二異氰酸酯三聚體固化成膜所制備的涂料很適合用于家電、火車(chē)以及汽車(chē)等領(lǐng)域。高固體份丙烯酸樹(shù)脂涂料是在傳統(tǒng)的溶劑型樹(shù)脂涂料根底上開(kāi)展而來(lái)的。于傳統(tǒng)的溶劑型涂料的溶劑對(duì)環(huán)境的污染越來(lái)越中，而人們也越來(lái)越重視環(huán)境問(wèn)題，所以傳統(tǒng)溶劑型涂料逐漸的被淘汰掉了，而取而代之的是水性、高固體份、粉末光固化等對(duì)環(huán)境污染不是很大的涂料所代替。高固體份丙烯酸涂料具有顏色淺、耐候性好、保光保色而且使用方便且污染小，所以成為人們喜愛(ài)的涂料之一。而且還有多人研究了高固體份丙烯酸涂料制備過(guò)程中

18、參數(shù)的影響，例如：王永軍4等人研究了反響溫度與引發(fā)劑兩個(gè)參數(shù)；蔡文生等5探討了聚合時(shí)間、聚合溫度、引發(fā)劑以及反響溶劑等影響因素；劉燦培等6-7給出了引發(fā)劑與粘度的關(guān)系等等都是人們對(duì)這類涂料的研究的重大突破。水性丙烯酸樹(shù)脂涂料是以水為溶劑的丙烯酸涂料。由于環(huán)境的惡化，有機(jī)物的排放被各國(guó)限制，所以低污染性的涂料就成為了國(guó)內(nèi)的主要進(jìn)攻方向，而水性涂料以其優(yōu)良的性質(zhì)和實(shí)用性從而迅速的開(kāi)展。水性涂料又為乳液型，水稀釋型和水溶液型三類。它們的性質(zhì)如表1所示8。表 1 水性涂料的性質(zhì)性能乳液型水稀釋型水溶液型外觀乳白色半透明、透明透明粒徑/um相對(duì)分子量1062104210551035104固含量高中低粘度

19、低，與聚合物分子量無(wú)關(guān)較粘，在一定程度上取決于聚合物分子量完全取決于聚合物分子量耐久性好好一般組成復(fù)雜一般簡(jiǎn)單應(yīng)用情況多一般少光澤一般好很好乳液型丙烯酸酯涂料以無(wú)毒、無(wú)味、不爆、不燃、無(wú)污染的水為介質(zhì)，施工性好、易成膜、易枯燥、易透氣?？赏砍珊衲ざ岣呤┕ば蕿閮?yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是：在低溫不能連續(xù)的成膜，對(duì)玻璃化溫度高的聚合物來(lái)說(shuō)室溫不能成膜，成的膜也沒(méi)光澤，由于水的易揮發(fā)性，易產(chǎn)生氣泡和針孔還易形成凹凸不平的膜。水稀釋型膜的優(yōu)點(diǎn)是：易成膜、滲透性好、耐水性好還具有良好的穩(wěn)定性和流平性。缺點(diǎn)是在稀釋時(shí)可能有粘度異?，F(xiàn)象，分散體粘度低，分子量變大。而最后一種水溶液型丙烯酸酯涂料，他非為了熱塑性和熱固性兩

20、種性質(zhì)的涂料，前者耐水性差被淘汰了，后者固化性穩(wěn)定且具有以下優(yōu)點(diǎn)：耐候性好、耐化學(xué)藥品性、保色性好、附著性好和有很高的光澤性和持久性。通過(guò)對(duì)水性丙烯酸酯涂料的種種研究，申欣等9人認(rèn)為水性涂料是如今社會(huì)最有開(kāi)展前途的涂料之一，并看好它將具有一個(gè)美好的前景。聚氨酯涂料的簡(jiǎn)介自從1937年德國(guó)Bayer教授第一次合成聚氨酯開(kāi)始101112也做了這方面的大量研究，并提出了自乳化型水性聚氨酯，由于一些原因開(kāi)發(fā)較慢，知道1972才正式開(kāi)始大量工業(yè)生產(chǎn)，并由于其良好的性質(zhì)得到了人們的認(rèn)可。1970年以后石油危機(jī)的到來(lái)，大大的影響了溶劑型膠粘劑，使得人們不得不像水資源這方面想方法，就有了很多水性膠粘劑的制備工

21、藝，并不斷的改良和完善它，這就使得水性膠粘劑得到相當(dāng)大的開(kāi)展。尤其是最近這些年環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，全球在環(huán)保問(wèn)題的壓力下，不斷的改良水性聚氨酯膠粘劑，就有了更大的開(kāi)展。我國(guó)對(duì)水性聚氨酯的研究也在很久之前就有了。最早是用于制造電泳漆，隨后又研制出了織物整理用水性聚氨酯。在九十年代初，對(duì)PU乳液的應(yīng)用產(chǎn)品研究更加的活潑，使得我國(guó)的水性聚氨酯膠粘劑技術(shù)在綜合性能上得到了很大的進(jìn)步，并且它的應(yīng)用領(lǐng)域也有了逐漸擴(kuò)大的趨勢(shì)。但是和國(guó)外比我國(guó)的這方面的技術(shù)仍然處于開(kāi)發(fā)階段，仍存在產(chǎn)量小，品種單一，研究缺乏而且不夠深入等等的問(wèn)題，這仍需我們的進(jìn)一步探索?？傊趪?guó)內(nèi)的研究，聚氨酯涂料按組分主要分為了兩局部：?jiǎn)谓M

22、份聚氨酯涂料和雙組份涂料。雙組份聚氨酯涂料雙組份聚氨酯類涂料是現(xiàn)目前研究最成熟的一類聚氨酯涂料，具有很多的優(yōu)越性，被廣泛的用于工業(yè)、家庭、和汽車(chē)等行業(yè)。他的組成是羥基樹(shù)脂和含異氰酸根且低粘度的多異氰酸酯固化劑組成，他的膜是由羥基樹(shù)脂的組成與結(jié)構(gòu)所決定。目前它的開(kāi)展方向是向著高固體份和水性化開(kāi)展。單組份聚氨酯涂料單組份水性聚氨酯是以水性聚氨酯為基料，它具有良好的穩(wěn)定性、涂抹力學(xué)性能、耐水、耐溶劑及耐老化性能。純PA乳液不耐磨且耐水性和耐化學(xué)性差，固含量低，應(yīng)用范圍也不廣等，PU和PA性質(zhì)上能相互補(bǔ)助的作用。以丙烯酸樹(shù)脂改性聚氨酯樹(shù)脂制備的涂料簡(jiǎn)稱為PUA。它之所以能被廣泛的應(yīng)用，那是因?yàn)樗奂?/p>

23、聚氨酯和丙烯酸兩種樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)，具有耐磨，耐化學(xué)性還能耐低溫、光澤性好等優(yōu)點(diǎn)。人們又把水性聚氨酯丙烯酸涂料以分散形態(tài)分為了三類：乳液型、溶液型、水分散性。而其中以水性乳液被最看好，也研究的最多。PUA水性乳液涂料又可分為兩類：外乳化性和內(nèi)乳化性。外乳化性的PUA水性涂料不含親水基團(tuán)，它是利用外加乳化劑的方法嘛，在快速旋轉(zhuǎn)攪拌的將聚氨酯丙烯酸分散于水中從而得到PUA水性乳液。外乳化性PUA最大的缺點(diǎn)是外加乳化劑成膜后影響漆膜的機(jī)械性能和耐水性能。而自乳化型PUA是在PUA鏈上引入親水基，并通過(guò)過(guò)自身的親水基團(tuán)自己分散在乳液中。而與傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯涂料比擬，水性聚氨酯涂料膜光澤低，成膜時(shí)間長(zhǎng)且耐溶

24、劑、耐水和耐化學(xué)性都較差，硬度也不夠好等缺點(diǎn)，所以人們就對(duì)水性聚氨酯進(jìn)行了改性，讓它彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)。而水性聚氨酯可通過(guò)交聯(lián)，擴(kuò)鏈，丙烯酸酯復(fù)合等等方法進(jìn)行改性。丙烯酸酯復(fù)合改性就是在預(yù)聚體上參加羥基丙烯酸酯，形成有雙鍵的水性聚氨酯丙烯酸酯復(fù)合樹(shù)脂，并且進(jìn)行雙鍵加成聚合或者是紫外光固化。而目前最具有應(yīng)用前途的是紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸復(fù)合樹(shù)脂涂料。它分子式中同時(shí)含有氨基甲酸酯和丙烯酸酯，固化后具有兩種酯的特點(diǎn)，而且還可以根據(jù)不同的需求調(diào)整它們的配比，從而滿足不同的需要。1.4 紫外光固化涂料我國(guó)對(duì)涂料的輻射固化技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。據(jù)2006年統(tǒng)計(jì)，大約有129家企業(yè)主要采用的是紫外光固化技術(shù)產(chǎn)品

25、。由于紫外光固化技術(shù)比擬經(jīng)濟(jì)，所以站整個(gè)輻射市場(chǎng)的大局部面積。紫外光固化原理紫外光UV固化技術(shù)是一門(mén)新型的綠色技術(shù)，它是將聚合物經(jīng)過(guò)紫外光的輻射后，使單體瞬間聚合和交聯(lián)固化的技術(shù)。而輻射技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)16： = 1 * GB2 快速固化：幾秒不到就能是使涂料成膜固化，且膜外形可觀性能也好，堅(jiān)硬、耐磨而且美觀。 = 2 * GB2 省時(shí)節(jié)能：不需要烘干，能連續(xù)生產(chǎn)。 = 3 * GB2 低或者沒(méi)有溶劑的釋放。 = 4 * GB2 設(shè)備小投資低。 = 5 * GB2 固化的溫度低接固化快，可實(shí)行熱敏材料的涂布。 UV固化材料以它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在電子、印刷、裝飾、建筑、化工、機(jī)械和汽車(chē)等領(lǐng)域都有應(yīng)用，而

26、以UV竹木地板涂料、阻焊劑和紙張上光開(kāi)展最為快速。紫外光固化的配方體系一般是由反響性齊聚物、光引發(fā)劑和調(diào)節(jié)粘度的稀釋劑構(gòu)成。活性稀釋劑雖然有它的優(yōu)點(diǎn)：揮發(fā)性低、對(duì)環(huán)境污染小且能固化后成為膜的一局部，但是她有強(qiáng)烈的氣味，對(duì)人的皮膚有傷害，而紫外光固化很難使它全部固化，而殘留的活性稀釋劑對(duì)產(chǎn)品性能和平安衛(wèi)生有不好的影響。而且活性稀釋劑能增大膜的收縮率，使得膜的性能下降。所以減少稀釋劑的用量和防止它所帶來(lái)的不利影響就成為了目前紫外光固化技術(shù)的研究方向。水性紫外光固化是結(jié)合了紫外光固化技術(shù)和水性涂料的技術(shù)，是紫外光固化材料研究的新方向17。水的使用不止可以作為樹(shù)脂的稀釋劑和分散介質(zhì)還能消除活性稀釋劑的

27、使用，由此開(kāi)發(fā)出來(lái)的光固化水性涂料具有以下優(yōu)點(diǎn)：齊聚物的高分子量與低的交聯(lián)密度，可以防止活性稀釋劑的固化收縮和涂抹最終的高硬度和高韌性的矛盾現(xiàn)象；水性體系可以方便的調(diào)劑流變性；調(diào)節(jié)配方的固含量可以制成極薄的涂層，適用于刷涂、噴涂等通用的涂布方式而且容易清洗；水是平安且廉價(jià)的，不易燃燒。雖然水性光固化涂料有許多優(yōu)點(diǎn)，但是它也有作為一種水性涂料的缺點(diǎn)，那就是枯燥速度慢、耐水性差等等，因此通過(guò)分子與組份設(shè)計(jì)等等手段，進(jìn)一步研究提高水性光固化涂料就顯得十分的有意義了。由于電子束設(shè)備較貴，投資較大，生產(chǎn)中需要惰性氣體的保護(hù)，運(yùn)行本錢(qián)又很高，因此，經(jīng)濟(jì)的紫外光固化技術(shù)占整個(gè)輻射市場(chǎng)的絕大份額18。 紫外光

28、固化的設(shè)備紫外光固化設(shè)備中，紫外光源分為了蒸汽汞燈和氮燈兩類，而用于油墨和固化涂料的UV光源是蒸汽汞燈。蒸汽汞燈又分為了三種：高壓汞燈、中壓汞燈、低壓汞燈。介紹如下： = 1 * GB2 低壓汞燈低壓汞燈是以185nm和253.7nm為發(fā)射主波長(zhǎng)。低壓汞燈在光化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的不多，雖然它的價(jià)格低，使用壽命長(zhǎng)，但是波長(zhǎng)較短在涂層中穿透程度有限，而紫外光強(qiáng)度低，就導(dǎo)致了光引發(fā)劑反響是產(chǎn)生的自由基在氧抑制作用下被消耗，導(dǎo)致光聚合過(guò)程不好，涂層發(fā)粘。 = 2 * GB2 有電極中壓汞燈中壓汞燈被廣泛用于涂料與油墨等的紫外光固化領(lǐng)域。有電極中壓汞燈的輸出功率要比低壓汞燈高很多，在40-300w/cm之間的

29、功率輸出，工作的外表溫度高達(dá)700。中壓汞燈的光譜輸出很寬，跨于紅外光譜區(qū)、可見(jiàn)光譜區(qū)、紫外光譜區(qū)，有助于光聚合的過(guò)程，中壓汞燈依靠冷卻控制溫度是為了保持恒定的光譜輸出。 = 3 * GB2 高壓汞燈高壓汞燈的工作原理是：有玻璃外殼的高壓汞燈，它通常用輔助電極幫助啟動(dòng)，輔助電極通過(guò)4060千歐的電阻R與不相鄰電極相連接。當(dāng)燈接入電網(wǎng)后，輔助電極和相鄰的主電極之間加有交流220伏的電壓。這兩電極的距離很近，通常只有23mm，所以它們之間有很強(qiáng)的電場(chǎng)。在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，兩相鄰輔助電極之間的輝光放電產(chǎn)生了大量的電子和離子，這些帶電粒子向兩主電極之間的氣體被擊穿，發(fā)生輝光放電，放電電流由電阻R所控制。

30、如R過(guò)小會(huì)使電極燒壞。主電極和電極間擴(kuò)散，使主電極之間產(chǎn)生放電，并很快過(guò)渡到兩主電極之間的弧光放電。在燈點(diǎn)燃的初始階段，是低氣壓的汞蒸氣和氫氣放電，這時(shí)管壓降得很低，約25伏左右；放電電流很大，約為56安培，稱作為啟動(dòng)電流。低壓放電時(shí)放出的熱量使管壁溫度升高，汞逐漸汽化，汞蒸氣壓和燈管電壓漸漸升高，并且電弧開(kāi)始收縮，放電逐步向高氣壓放電過(guò)渡。當(dāng)汞全部蒸發(fā)后，管壓開(kāi)始穩(wěn)定，然后進(jìn)入穩(wěn)定的高壓汞蒸氣放電。1.5 涂料合成方法涂料的合成方法有：乳液聚合、原位聚合、懸浮聚合、接枝聚合、溶液聚合等。 乳液聚合乳液聚合是高分子化合物在水位介質(zhì)中生成的自由基在乳化劑或者其他條件下生成的膠束或乳膠粒中印發(fā)其中

31、的單體進(jìn)行聚合的非均相聚合。它是高分子合成中常用的合成方法，且因其以水作溶劑，在乳化劑的作用下，借助攪拌器機(jī)械攪拌，使單體在水中分散形成乳液，對(duì)環(huán)境十分有利。它的優(yōu)點(diǎn)為聚合反響的速率較快，分子量易于控制，適用于較高分子量聚合物的合成；由于反響在液相中進(jìn)行，聚合時(shí)易于散熱，且聚合溫度相對(duì)其他聚合方式易于控制；因?yàn)橛兴膮⑴c，所以聚合物的粘度相對(duì)較低，可以按不同的要求調(diào)節(jié)到達(dá)不同的粘度；溶劑為水，生產(chǎn)平安，環(huán)境污染少。但是，乳液聚合過(guò)程中也容易發(fā)生破乳現(xiàn)象，且參加的乳化劑等物質(zhì)會(huì)影響產(chǎn)品的一些性能，反響時(shí)需要不停得滴加單體，反響器的生產(chǎn)能力相對(duì)較低，工藝較難控制。例如：賈 鋰,鄭永麗等在丙烯酸樹(shù)脂

32、水溶膠的乳液法合成中，用甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸乙酯,丙烯酸;十二烷基硫酸鈉,乙二醇乙醚,異丙醇,十二硫醇,過(guò)硫酸鉀為原料，采用種子乳液聚合的方式制備了丙烯酸樹(shù)脂，并考察了產(chǎn)物的分子量，透光率，外表張力，粒徑，粘度和粒子形態(tài)。得到了分子量的大小對(duì)水溶膠透光率的影響及溶劑和堿的參加會(huì)使外表張力降低，粘度先減小而后上升。 原位聚合原位聚合就是把反響單體填充到納米層狀物的空間中，參加催化劑讓反響在納米層間發(fā)生的聚合反響，反響主要由反響開(kāi)始、單體預(yù)聚合和預(yù)聚體聚合三個(gè)局部。使用原位聚合反響生成的產(chǎn)物具有高性能的成膜性，且因?yàn)榉错懺诩{米空間中進(jìn)行，環(huán)境污染少。但是，由于高性能納米材料的技術(shù)還不夠成熟，而且

33、現(xiàn)在納米材料市場(chǎng)價(jià)格較為昂貴，因此使用原位聚合工業(yè)化生產(chǎn)丙烯酸樹(shù)脂會(huì)使成大幅度提高，經(jīng)濟(jì)性差。例如：周琳婷在原位聚合法制備丙烯酸樹(shù)脂粉末涂料中用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、十二烷基硫酸鈉、過(guò)硫酸銨、OP-10、納米級(jí)二氧化鈦為原料，采用原位聚合法制備了丙烯酸樹(shù)脂。考察了產(chǎn)品的玻璃化溫度和表征結(jié)構(gòu)，得到了反響溫度和引發(fā)劑的用量對(duì)反響的影響，反響溫度在80度時(shí)轉(zhuǎn)化率達(dá)最大引發(fā)劑的用量較少時(shí)單體剩余量大，過(guò)多時(shí)轉(zhuǎn)化率大，分子量相應(yīng)減小。 懸浮聚合懸浮聚合就是單體以液滴狀態(tài)懸浮于水中，參加引發(fā)劑進(jìn)行自由基聚合的方法，反響分為鏈的引發(fā)、鏈的增長(zhǎng)、鏈的轉(zhuǎn)移及鏈的終止幾個(gè)步驟。懸浮聚合的優(yōu)點(diǎn)：由于

34、反響在液相中進(jìn)行，所以聚合反響熱容易擴(kuò)散，反響溫度易于控制，反響產(chǎn)物的分子量分布較小。而且聚合反響的產(chǎn)物為固相，成顆粒狀，易于別離和枯燥；缺點(diǎn)：由于反響單體為有機(jī)物不溶于水，所以反響中需要參加分散劑，但聚合完后很難別離出去，會(huì)對(duì)產(chǎn)物性能造成影響，且聚合產(chǎn)物成顆粒狀時(shí)會(huì)包藏少量單體，致使反響轉(zhuǎn)化率降低。例如：馮春苗，吳奎錄等在懸浮聚合法制備應(yīng)用于PVDF卷材面漆中的丙烯酸樹(shù)脂中，以甲基丙烯酸甲酯、氨基樹(shù)脂、丙烯酸乙酯、過(guò)氧化二苯甲酰、氯化鎂、氫氧化鈉、硫酸、去離子水為原料進(jìn)行懸浮聚合生產(chǎn)丙烯酸樹(shù)脂，主要考察了碳酸鈣、氫氧化鎂和氧化鋁這三種分散劑的應(yīng)用情況。實(shí)驗(yàn)證明了利用氯化鎂和氫氧化鈉水溶液現(xiàn)配

35、制出的氫氧化鎂分散劑顆粒更細(xì)，保護(hù)能力更強(qiáng)，穩(wěn)定性更好。例如：毛名飛，羅正湯等在涂料用固體丙烯酸樹(shù)脂的懸浮聚合研究中，用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸為單體，采用懸浮聚合方式制備了涂料用的丙烯酸樹(shù)脂，考察了產(chǎn)物的粘度指標(biāo)，得到了影響聚合物分子量大小和粒徑大小的因素大小順序?yàn)殒溵D(zhuǎn)移劑用量、溫度、引發(fā)劑。 接枝聚合接技聚合又稱接技反響，是指在一種或幾種單體組成的聚合物的主鏈上，通過(guò)一定的途徑接上由另一種單體或幾種單體組成的支鏈的共聚反響。例如：鄔潤(rùn)德等在聚硅氧烷接技丙烯酸樹(shù)脂的合成中，利用聚硅氧烷中未反響的烷氧基和烴基與丙烯酸樹(shù)脂中的羥基在80攝氏度下反響進(jìn)行接技?？疾炝私蛹季?/p>

36、合中鹽酸和水的用量對(duì)產(chǎn)物的樹(shù)脂涂膜性能和涂層性能的影響，比擬了接技聚合和原位聚合兩種改性方法與未改性樹(shù)脂，得到了用原位復(fù)合和接枝反響改性共聚丙烯酸樹(shù)脂可提高聚硅氧烷和丙烯酸樹(shù)脂的相容性,改性樹(shù)脂既保存了共聚丙烯酸樹(shù)脂的優(yōu)良的物理機(jī)械性能,又提高了它的耐熱性、耐溶劑性和耐鹽霧滲透性。 本體聚合本體聚合的條件很廣可以在氣相、液相或固相中進(jìn)行，是單體直接在引發(fā)劑、熱、光或高能射線輻射的作用下進(jìn)行聚合的方法。用本體聚合制得的聚合物可直接進(jìn)行成型加工或擠出造粒，無(wú)需介質(zhì)回收，該工藝最關(guān)鍵的局部是反響散熱問(wèn)題，因此在工藝方面可以對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化有效利用廢熱，提高能量利用率。目前本體聚合經(jīng)常采取兩段聚合法，第一

37、階段保持較低的轉(zhuǎn)化率，這一階段體系的粘度不大，易于散熱。第二階段進(jìn)行薄層聚合或緩慢聚合，還可采用在聚合反響發(fā)生過(guò)程中，采用連續(xù)反響的方式進(jìn)行。 溶液聚合溶液聚合就是將單體與引發(fā)劑溶解在適當(dāng)溶劑中進(jìn)行聚合的反響。其聚合物中支化與交聯(lián)產(chǎn)物較少，反響物為液體，便于運(yùn)輸。在反響時(shí)可利用溶劑的回流溫度控制反響溫度，且有利于散熱。但其單體濃度低使得反響速率較低，因此設(shè)備生產(chǎn)能力和利用率也相對(duì)較低，反響時(shí)易與溶劑發(fā)生副反響，聚合產(chǎn)物相對(duì)分子質(zhì)量較低。并且溶劑循環(huán)回收費(fèi)用高，本錢(qián)增加，經(jīng)濟(jì)性能降低，在環(huán)境方面，溶劑揮發(fā)造成污染大，且溶劑一般易燃危險(xiǎn)性高。溶液聚合是涂料用丙烯酸樹(shù)脂的傳統(tǒng)合成方法，目前正向水溶性

38、涂料的方面開(kāi)展。 實(shí)驗(yàn)方案本實(shí)驗(yàn)分為兩局部：一局部是合成丙烯酸酯，另一局部是合成亞硫酸鈉封端MDI。丙烯酸酯的合成是以甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸為單體，OP-10和十二烷基硫酸鈉作為乳化劑，引發(fā)劑是過(guò)硫酸鈉，并在強(qiáng)力。強(qiáng)度下攪拌，合成乳液。MDI的合成是以硫酸氫鈉、無(wú)水乙醇、水、MDI按一定的比例混合，在低溫0-4下攪拌合成。然后將兩局部按一定的比例混合合成水性聚氨酯丙烯酸樹(shù)脂涂料。實(shí)驗(yàn)意義現(xiàn)代涂料的開(kāi)展方向是高效能、高性能、高環(huán)保、無(wú)公害、低污染、節(jié)能、符合可持續(xù)開(kāi)展的要求。隨著人們生活水品的提高，人們對(duì)美的要求也越來(lái)越高，對(duì)環(huán)境的保護(hù)也越來(lái)越嚴(yán)格。而傳統(tǒng)的溶劑型涂料已無(wú)法滿足

39、要求，被新型的水性涂料、粉末和高固體份涂料所代替。新型的涂料具有很好的耐候性、耐化學(xué)腐蝕性、抗氧化性、耐熱性、耐玷污性并且具有低的外表能等等優(yōu)良的性質(zhì)。而光固化和水性涂料都是現(xiàn)目前較好的涂料，本論文以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、和甲基丙烯酸羥乙酯為單體，用乳液聚合的方法合成一種可光固化水性丙烯酸酯樹(shù)脂乳液，與亞硫酸氫鈉封端的MDI混合制備水性聚氨酯丙烯酸酯涂料，此涂料與傳統(tǒng)涂料相比，更加環(huán)保，且具有高效、高性能、高環(huán)保、無(wú)公害、低污染等等的優(yōu)良性能。2實(shí)驗(yàn)局部2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品 實(shí)驗(yàn)儀器本實(shí)驗(yàn)的儀器有250mL三口燒瓶一個(gè)，鐵架臺(tái)一臺(tái)，恒溫水浴鍋一臺(tái)，攪拌器一臺(tái)，直形冷凝器一個(gè)，溫度計(jì)100一

40、只，分液漏斗一個(gè)，膠頭滴管兩個(gè)，燒杯假設(shè)干，PH試紙5.5-9.0，玻璃棒兩個(gè)，外表血6個(gè)等。 實(shí)驗(yàn)藥品制備丙烯酸樹(shù)脂的藥品：丙烯酸丁酯BA、甲基丙烯酸MAA、甲基丙烯酸羥乙酯HEMA；乳化劑：十二烷基硫酸鈉K12和OP-10為分析純；引發(fā)劑：過(guò)硫酸銨，分析純；調(diào)節(jié)PH的是碳酸氫鈉NaHCO3，分析純；去離子水。亞硫酸氫鈉NaHSO3；去離子水；無(wú)水乙醇； 2，4-二苯基甲烷二異氰酸酯與4，4- 二苯基甲烷二異氰酸酯的混合物MDI-502.2 實(shí)驗(yàn)配方制備丙烯酸樹(shù)脂所用的配方見(jiàn)表2：表2 實(shí)驗(yàn)配方原料配方一/g配方二/g配方三/g配方四/g配方五/g配方六/g配方七/g配方八/g配方九/gBA

41、42444640HEMA4681012149MAA2825OP-10K12過(guò)硫酸銨去離子水110110110110110110110110110碳酸氫鈉亞硫酸氫鈉封端MDI的配方：25g亞硫酸氫鈉、75g水、無(wú)水乙醇、25gMDI。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1：圖1 實(shí)驗(yàn)裝置圖2.3 實(shí)驗(yàn)步驟 丙烯酸酯樹(shù)脂的實(shí)驗(yàn)步驟1將恒溫水浴鍋裝滿水，翻開(kāi)加熱裝置，調(diào)節(jié)溫度在50，用150mL燒杯稱取110g去離子水備用；2當(dāng)溫度上升到80時(shí)，用電子天平稱取 OP-10和十二烷基硫酸鈉參加250mL三口燒瓶中，參加30g去離子水溶解；3裝置好儀器，翻開(kāi)攪拌裝置，控制攪拌強(qiáng)度在150轉(zhuǎn)/分，開(kāi)始對(duì)乳化劑預(yù)熱乳化；4用電子天

42、平稱取8g碳酸氫鈉，溶解于100mL燒杯中備用；5用電子天平稱取6g甲基丙烯酸于150mL燒杯中，緩慢參加碳酸氫鈉溶液中和，并用玻璃棒攪拌；6用電子天平稱取過(guò)硫酸銨于100mL燒杯中，用30g水溶解；7用電子天平稱取丙烯酸丁酯，4g甲基丙烯酸羥乙酯和甲基丙烯酸于100mL燒杯中，混合均勻；8當(dāng)溫度升至75時(shí)，參加中和酸，并參加15%的混合單體和20%的引發(fā)劑作種子，升溫至80，保溫半個(gè)小時(shí)；9保溫后開(kāi)始滴加剩余單體和引發(fā)劑，均勻滴加，在1.5小時(shí)時(shí)間內(nèi)滴完；10滴加完后，繼續(xù)保溫2小時(shí)；11保溫完成后，降溫至45，繼續(xù)攪拌10分鐘，去下三口燒瓶，測(cè)量溶液PH；12關(guān)閉儀器，拆下裝置，清洗儀器，

43、整理實(shí)驗(yàn)臺(tái)，記錄數(shù)據(jù)；13取少量液體于三個(gè)外表皿上，放入烘箱中在75枯燥24小時(shí)，稱重。 亞硫酸氫鈉封端MDI的實(shí)驗(yàn)步驟1稱取NaHSO3固體于三口燒瓶，參加75g水?dāng)嚢瑁?參加無(wú)水乙醇于三口燒瓶，冰水浴冷卻使三口燒瓶的溫度為0-4度；3稱取25gMDI滴加至三口燒瓶30min滴加完，繼續(xù)反響3h后出料。然后按丙烯酸酯樹(shù)脂與MDI分別是10:1、10:2、10:3的體積比混合，然后制膜，并檢測(cè)其膜的性能。2.4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試本實(shí)驗(yàn)將根據(jù)QB/T 2223-1996完成產(chǎn)品的外觀、固含量、轉(zhuǎn)化率、粘度、紅外光譜、DSC等的測(cè)試。其中外觀用目測(cè)的方式，固含量和轉(zhuǎn)化率及吸脹率用計(jì)算方式，粘度和紅外光譜及

44、玻璃化溫度用檢測(cè)手段。 產(chǎn)品外觀產(chǎn)品外觀：試驗(yàn)完成時(shí)，產(chǎn)品為白色乳液狀，外表呈現(xiàn)藍(lán)光。稱取少許于玻璃片上，用玻璃棒推平，使其分布均勻。在25下烘干，當(dāng)乳液外表成膜后，逐漸升溫至45。 固含量理論固含量計(jì)算方法：式中：H-理論固含量；R-除去水樣品的質(zhì)量；T樣品總量。實(shí)際固含量的測(cè)試方法：實(shí)驗(yàn)完成后，取少量產(chǎn)品1g到2g于三個(gè)已烘至恒重的外表皿上，分別稱量外表皿和外表皿加上產(chǎn)品后的重量a、b，將參加產(chǎn)品的外表皿放在105的烘箱中烘干至恒重，取出后稱量烘干后外表皿的總量為c，w為實(shí)際固含量。那么實(shí)際固含量的計(jì)算公式為：計(jì)算三組取平均值。 轉(zhuǎn)化率計(jì)算方法：式中：X-轉(zhuǎn)化率；W-實(shí)際固含量；H-理論固

45、含量。 粘度測(cè)試采用涂-4測(cè)試儀，測(cè)試的是條件黏度，即為一定量的式樣在一定溫度下從規(guī)定孔徑的孔所流出的時(shí)間，單位用s表示。 耐水性測(cè)試將產(chǎn)品取少量于玻璃片上在105下的烘箱中烘干至恒重，取出后冷卻，放入蒸餾水中侵泡，計(jì)算時(shí)間，當(dāng)產(chǎn)品開(kāi)始溶解，發(fā)脹，膜自然損壞時(shí)，記錄時(shí)間，即為產(chǎn)品的耐水時(shí)間。 紅外光譜測(cè)試紅外光譜儀型號(hào)為NICOLET-380。將固化劑乳液傾倒在潔凈的培養(yǎng)皿中, 于室溫下枯燥12 h, 然后在60枯燥箱中放置6 h, 取出冷卻并用KBr粉末壓片后進(jìn)行紅外光譜測(cè)定。熱性能測(cè)試差示掃描量熱儀型號(hào)為T(mén)A-Q20在程序控制溫度下，測(cè)量輸入到試樣與參比物的公路差與溫度的關(guān)系。差示掃描量熱

46、儀記錄到的曲線稱為DSC曲線，它以熱流率為縱坐標(biāo)，以溫度或時(shí)間為橫坐標(biāo)來(lái)檢測(cè)多種熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。黏度的測(cè)試涂-4杯檢測(cè)儀一臺(tái)，將儀器放在一個(gè)水平的平臺(tái)上，將樣品裝滿于杯中，然后翻開(kāi)閥門(mén)并記錄時(shí)間，所記錄的時(shí)間就是樣品的粘度，單位s。玻璃轉(zhuǎn)化溫度的計(jì)算Tg是玻璃轉(zhuǎn)化溫度，即玻璃態(tài)物質(zhì)在玻璃態(tài)和高彈態(tài)之間相互轉(zhuǎn)化的溫度。樹(shù)脂的玻璃化溫度直接影響到涂料的穩(wěn)定性，一般Tg越高那么穩(wěn)定性越好，但是Tg過(guò)高會(huì)使涂料的加工性能以及流平性下降，因此丙烯酸酯樹(shù)脂的Tg一般在60110之間，丙烯酸酯共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以通過(guò)Fox方程來(lái)進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)，F(xiàn)ox方程如下所示： 式中： X1，X2，.為單體百分

47、比； Tg1，Tg2，.為相應(yīng)共聚單體均聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，Tg的單位為K。不同單體的的均聚Tg溫度如下表所示：表4 不同單體的均聚Tg溫度單體Tg/K甲基丙烯酸408甲基丙烯酸羥乙酯328丙烯酸丁酯1173 結(jié)果與討論3.1 測(cè)試結(jié)果實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果如下：表3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果配方原液外觀膜外觀理論固含量/%實(shí)際固含量/%轉(zhuǎn)化率/%粘度/s耐水性/hpH配方一乳白色泛藍(lán)光平整，光滑，透明10配方二乳白色泛藍(lán)光平整，光滑，透明11配方三乳白色泛藍(lán)光平整，光滑，透明13配方四乳白色泛藍(lán)光平整，光滑，透明14配方五乳白色泛藍(lán)光平整，光滑，透明15配方六乳白色泛藍(lán)光平整，光滑，透明7816配方七乳白色泛藍(lán)

48、光平整，光滑，透明16配方八乳白色泛藍(lán)光平整，光滑，透明17配方九乳白色泛藍(lán)光平整，光滑，透明1210:1乳白色泛藍(lán)光平整，光滑，透明-4810:2乳白色泛藍(lán)光平整，光滑，透明-4510:3乳白色泛藍(lán)光平整，光滑，透明-43由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出水性聚氨酯丙烯酸樹(shù)脂涂料要比水性聚氨酯涂料要好很多，它更加的穩(wěn)定。且不同的比例的水性聚氨酯丙烯酸樹(shù)脂涂料的性質(zhì)也上下不同，配比越高越不穩(wěn)定。3.2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在做丙烯酸樹(shù)脂時(shí)：實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，三口燒瓶中為微白色液體，冷凝管中有白色煙霧浮動(dòng)。隨著攪拌器的攪拌液體會(huì)產(chǎn)生大量氣泡，這是因?yàn)橛腥榛瘎┐嬖凇Ｓ斜椒幼杈蹌┐嬖诋?dāng)參加單體時(shí)，溶液變?yōu)榘咨?，成乳液狀，隨著單體和堿

49、的參加溶液會(huì)有微紅色出現(xiàn)，是因?yàn)樵趩误w藥品中，在反響時(shí)被氧化出現(xiàn)微紅，但隨著反響的進(jìn)行微紅色逐漸褪去，溶液最后變?yōu)槿榘咨⒊尸F(xiàn)藍(lán)光。出現(xiàn)微紅的原因是因?yàn)楸┧岫□ゲ患儯鉀Q方法是用氫氧化鈉精餾。呈現(xiàn)藍(lán)光的原因與其粒徑的大小有關(guān)，說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)聚合產(chǎn)物符合預(yù)期效果。做MDI的實(shí)驗(yàn)時(shí)，三口燒瓶中液體為無(wú)色，隨著反響的進(jìn)行液體漸漸變?yōu)槿榘咨?，?shí)驗(yàn)結(jié)束后，樣品放置幾小時(shí)后會(huì)產(chǎn)生白色固體。那是因?yàn)楫惽杷狨ヅc水結(jié)合而成的產(chǎn)物。在本次實(shí)驗(yàn)中，為探究自行擬定配方可行性，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)嘗試。探究了反響聚合溫度范圍在75-90，反響溫度高于90時(shí)，由于反響過(guò)快，將導(dǎo)致反響發(fā)生暴聚；還探究了攪拌強(qiáng)度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影

50、響，攪拌強(qiáng)度較低時(shí)，局部反響過(guò)快，聚合生成固體，而攪拌過(guò)快時(shí)，乳液發(fā)生破乳現(xiàn)象，析出大量顆粒狀固體，影響產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率和性能。因此，經(jīng)過(guò)了嘗試，調(diào)整攪拌速率在120轉(zhuǎn)/分到180轉(zhuǎn)/分左右；本實(shí)驗(yàn)采用的種子乳液聚合的方式，其優(yōu)點(diǎn)是：聚合反響的速率較快，分子量易于控制，適用于較高分子量聚合物的合成；由于反響在液相中進(jìn)行，聚合時(shí)易于散熱，且聚合溫度相對(duì)其他聚合方式易于控制；溶劑為水，生產(chǎn)平安，環(huán)境污染少。3.4 紅外光譜分析圖2為配方二的丙烯酸樹(shù)脂的紅外光譜圖。圖中1150cm-1處的吸收峰為亞甲基-CH2的伸縮振動(dòng)峰；值為1640cm-1-1680cm-1處的吸收峰為烯烴碳碳雙鍵C=C的伸縮振動(dòng)峰

51、；值為1725cm-1處的吸收峰為羰基C=O的特征峰；值為2983cm-1處的吸收峰為甲基-CH3的伸縮振動(dòng)峰；值為3350cm-1處的吸收峰為羥基的特征峰。由圖3為聚氨酯丙烯酸酯的紅外光譜圖，在2340 cm-1處一NCO吸收峰消失，說(shuō)明一NCO基已經(jīng)全部反響。3426 cm-1處為一NH鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰，2944 cm-1處為CH2的伸縮振動(dòng)吸收峰，17374 cm-1處為C=O的伸縮振動(dòng)吸收峰，1636 cm-1處為C=C的伸縮振動(dòng)吸收峰，1686 cm-1處為N-H變形振動(dòng)吸收峰，1561 cm-1處為NH的彎曲振動(dòng)吸收峰和CN的伸縮振動(dòng)吸收峰的合頻，1451 cm-1處為CH2的變

52、形振動(dòng)吸收峰，1512 cm-1處為苯環(huán)骨架振動(dòng)吸收峰。 1636 cm-1處為C=C的伸縮振動(dòng)吸收峰。圖4為封端前MDI紅外光譜圖和封端后MDI紅外光譜圖，從圖4可以看出,封閉后產(chǎn)物中2250-2300cm-1的-NCO基團(tuán)特征吸收峰消失,對(duì)應(yīng)的在3 346 cm-1附近圖2 配方二的樹(shù)脂紅外光譜圖3 聚氨酯丙烯酸紅外光譜圖圖4 封端前MDIA紅外光譜圖和封端后MDIB紅外光譜圖出現(xiàn)了-NH基團(tuán)的特征譜帶,說(shuō)明-NCO與活潑H反響生成了-NH;在1683cm-1出現(xiàn)了-NHCOO基團(tuán)中-CO-伸縮振動(dòng)的特征譜帶。紅外光譜結(jié)果說(shuō)明產(chǎn)物的-NCO已經(jīng)被完全封閉。3.5 DSC測(cè)試由圖5和圖6可知

53、，觀察不到涂料的玻璃化溫度，其原因是因?yàn)橥苛系牟ＡЩ瘻囟仁窃诔叵?，所以通過(guò)DSC圖觀察不到。而由圖5可知丙烯酸樹(shù)脂的分解溫度是327,是因?yàn)樵?27下反響熱變化，而且可以從圖看出為吸熱反響，所以由圖可認(rèn)為該溫度為分解溫度。而由圖6可知，MDI的解封溫度是119，峰值是135，是因?yàn)樵?19時(shí)反響熱發(fā)生了變化，且由圖可看出該反響是吸熱反響，所以可認(rèn)定該溫度是DSC的解封溫度。3.6 單體配比的影響單體的選擇對(duì)產(chǎn)品的物化性質(zhì)有很大的影響，在本實(shí)驗(yàn)中通過(guò)調(diào)節(jié)酸和酯的配比來(lái)探究樹(shù)脂的水溶性和成膜性。功能單體選用甲基丙烯酸提供羧基親水基團(tuán)，并作為反響固化時(shí)的交聯(lián)基團(tuán)。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，用此技術(shù)和配方能生產(chǎn)出丙

54、烯酸樹(shù)脂。表3可知當(dāng)酸的量改變時(shí)，產(chǎn)品聚合會(huì)有影響，單體會(huì)有不同程度的剩余量。適當(dāng)調(diào)整酸和酯的配比對(duì)粘度的影響并不是很大。該產(chǎn)品的水溶性可觀，但是酸的量增加會(huì)使產(chǎn)品更快的溶解于水中，而酸的量減少時(shí)，產(chǎn)品溶解于水中的時(shí)間會(huì)增加，其水溶性降低。圖7是甲基丙烯酸的量對(duì)耐水性的影響，隨著酸的增加，耐水性都會(huì)降低，是因?yàn)榧谆┧岷?COOH易溶于水，所以隨著酸的增加吸水量增加就導(dǎo)致了耐水性的下降。圖8是甲基丙烯酸羥乙酯對(duì)固含量的影響，當(dāng)甲基丙烯酸羥乙酯的參加量為10g時(shí)，固含量最高；當(dāng)參加量為12g時(shí)，固含量最低。丙烯酸樹(shù)脂中羥基含量對(duì)乳液聚合反響有較大的影響。當(dāng)羥基單體含量在10g以上時(shí)，隨著羥基單體用量的增加，聚合過(guò)程中產(chǎn)生的凝聚物增多，固含量下降，這是因?yàn)楸┧崃u乙酯是水溶性較大的單體，隨著用量的增加，其在水相中溶解得就越多，單體在引發(fā)劑作用下在水相中進(jìn)行自由基聚合，形成乳膠粒子，當(dāng)乳化劑用量一定時(shí)，由于外表缺少乳化劑的保護(hù)，再加