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·1616· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷
水性 UV 固化涂料结合了水性树脂和传统光固 （IPDI），工业级，德国拜耳公司；2,2-二羟甲基丁
化技术的优点，已成为 21 世纪的绿色产业研究热 酸（DMBA），工业级，江西南城红都化工科技开发
点。其中 UV 固化聚氨酯丙烯酸酯乳液作为水性 UV 有限公司；三乙胺（TEA）和丙酮，分析纯，天津
固化树脂中最具代表性的一类，具有高效、节能、 化学试剂厂；季戊四醇三丙烯酸酯（PETA），工业
环保及适用性广泛和性能优异等优点 [1-2] ，广泛应用
于涂层、粘合剂及油墨等领域 [3-4] 。光固化水性聚氨 级，广州谛科复合材料技术有限公司；聚乙二醇 600
酯丙烯酸酯乳液根据亲水基团的不同主要分为磺酸 双丙烯酸酯（PEG600DA）、2-羟基-2-甲基-1-[4-（2-
盐和羧酸盐型，两者间主要差异在于磺酸型聚氨酯 羟基乙氧基）苯基]-1-丙酮（光引发剂 2959），工业
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[6]
乳液固含量高于羧酸型 ，但耐水性较差 。传统的 级 ，日本 良制 化学公 司； 二月桂 酸二 丁基 锡
UV 固化聚氨酯丙烯酸酯乳液具有固含量低（<40%） （DBTDL），分析纯，天津市福晨化学试剂厂。
[7]
的缺点 ，其改善的方法主要通过引入聚合物离子
其中，二月桂酸二丁基锡（DBTDL）、三乙胺
含量或引入小分子乳化剂来提高聚合物的亲水性，
（TEA）和丙酮，在使用前用 4A 分子筛脱水处理两
但此类树脂具有干燥速度慢、小分子乳化剂向表面
迁移等原因造成的胶膜光泽度低、强度差等弊端 [8-9] 。 周。4A 分子筛在使用前于 350 ℃马弗炉里干燥 8 h，
而聚乙二醇 600 双丙烯酸酯（PEG600DA）具有的 冷却至 200 ℃左右放入干燥器，冷却后使用。聚己
内酯二元醇（PCL）在 110~120 ℃，真空度 0.09 MPa 下
亲水性聚氧乙基，可作为聚氨酯分散乳化剂改善聚
合物分散性以提高乳液固含量；同时其端位的丙烯 脱水 3 h。
酸酯基团，可与不饱和树脂发生光化学聚合，提高 1.2 PWPUA 乳液的合成
胶膜交联密度和物理性能 [10] 。 称取 8 g（53.99 mmol）脱水后的亲水扩链剂
结合课题组前期研究成果 [11-13] ，以 n(NCO)/ DMBA 和一定量的丙酮一并加入到装有温度计、搅
n(OH)=1.3，w(PETA)=10.38%的乳液为基础，以二 拌器、冷凝回流管和通氮导管的四口烧瓶中，氮气
羟甲基丁酸（DMBA）作为亲水扩链剂，采用先中 保护，在 50 ℃下搅拌至 DMBA 完全溶解后，缓慢
和后聚合方法制备出季戊四醇三丙烯酸酯（PETA） 滴加过量三乙胺（7.4 g，73.12 mmol） ，继续反应 2 h，
封端的聚氨酯预聚体，然后将聚乙二醇 600 双丙烯 得到羧酸铵盐型 DMBA 中间体，然后加入 IPDI
酸酯（PEG600DA）作为可聚合非离子乳化剂引入 （29 g，130.46 mmol）和 PCL（32 g，32 mmol），
到乳液中，制得质量分数为 54%的 PWPUA 乳液， 升温至 80 ℃，反应 3 h 后降温至 60 ℃然后加入 PETA
考察加入 PEG600DA 含量对乳液及固化后胶膜性能 （8 g，26.84 mmol）和 DBTDL（0.08 g，0.127 mmol），
的影响。以期解决传统 UV 固化水性聚氨酯在干燥 反应 2 h 左右，采用二正丁胺滴定法测定当 NCO 摩
速度、表面物性及强度方面的缺陷，为 UV 固化水 尔 分数到 达理 论值时 ，加 入定量 丙酮 （ 20 g，
性聚氨酯的研发提供新思路。 344.35 mmol）降低预聚体黏度，在高速搅拌下缓慢
加入溶解有 PEG600DA 的去离子水溶液对聚氨酯预
1 实验部分
聚体进行分散，然后 40 ℃保温搅拌 1 h，置于旋转
1.1 主要试剂 蒸发仪中，在 45 ℃和 0.09 MPa 的条件下减压蒸馏
聚己内酯二元醇（PCL，M n =1000），工业级， 2 h，除去丙酮，制得系列光固化水性聚氨酯-丙烯酸
日本大赛璐工业株式会社；异佛尔酮二异氰酸酯 酯乳液。乳液合成工艺如下所示。
根据 PEG600DA 质量分数的不同将乳液命名为 PWPUA-x，具体配方见表 1，其中，PEG600DA 的
