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采用環(huán)氧樹脂(E一51)、改性環(huán)氧樹脂(PPG一E一51)、改性環(huán)氧丙烯酸酯(PPG—EA)對(duì)水性光固化聚氨酯乳液進(jìn)行改性，制得環(huán)氧聚氨酯復(fù)合乳液(EP/Pu)、改性環(huán)氧聚氨酯乳液(PP(]一EP/Pu)、改性環(huán)氧丙烯酸酯聚氨酯乳液(PPG一EA/PU)，改性后的乳液性能有明顯的改善。
(1)原料?甲苯一2，4一二異氰酸酯(TDI)，工業(yè)品，日本三菱化成工業(yè)公司;丙烯酸羥乙酯(HEA)，化學(xué)純，上海潤捷化學(xué)有限公司;二羥甲基丙酸(DMPA)，工業(yè)品，瑞士Perstop公司，使用前干燥;二月桂酸二丁基錫，化學(xué)純，天津市福晨化學(xué)試劑廠;三乙胺，化學(xué)純，天津大茂化學(xué)試劑廠;改性環(huán)氧丙烯酸酯乳液(PPG—EA)(自制);聚丙二醇600(PP(二一600)、聚丙二醇1000(PPG一1000)、聚丙二醇2000(PPG一2000)、對(duì)甲氧基苯酚，化學(xué)純，國藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑有限公司;光引化劑Irgactlre?2959、Irgacure?651、DarOCDr?1173、二苯甲酮，工業(yè)品，Ciba化學(xué)公司;環(huán)氧樹脂E一51，工業(yè)品，巴陵石化公司。
(2)合成
①PP(二一E一51的合成?在四口燒瓶中加入39.2g?E一51、30.0gPPG一600和少量催化劑四丁基溴化銨，緩慢加熱到80℃，反應(yīng)2h后，即得PP()一E一51。
②PPG—EA的合成?在四口燒瓶中加入39.2g?E一51、30.OgPPG一600和少量催化劑四丁基溴化銨，緩慢加熱到80℃，反應(yīng)一段時(shí)間后加入少量阻聚劑對(duì)甲氧基苯酚，滴加14.4g丙烯酸和少量催化劑的混合液，約0.5～1h滴加完，緩慢升溫到85～90℃，每隔1h取樣測酸值一次，當(dāng)酸值小于5mg?KOH/g時(shí)降溫得低黏度PPG—EA。
③改性UV固化水性聚氨酯復(fù)合乳液的合成?在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)、氮?dú)鈱?dǎo)管的四口燒瓶中加入TDI，在常溫和N2的保護(hù)下滴加PP(;一2000，滴加完畢后，緩慢升溫到60～65℃。當(dāng)NCO量接近理論值時(shí)降溫到50℃加入DMPA及改性劑(E一51、PP(;一E一51、PP(;一EA)和少量催化劑二月桂酸二丁基錫，緩慢升溫到75～80?℃反應(yīng)，當(dāng)DMPA小顆粒消失后降溫至50℃，加入少量對(duì)甲氧基苯酚，混合均勻，滴加丙烯酸羥乙酯，滴加完成后慢慢升溫到70～75℃，反應(yīng)一段時(shí)間降溫至50?0(：左右，加入中和劑，中和時(shí)間約為15min，在室溫劇烈攪拌下慢慢滴加去離子水至一定固體分，分別制得PU、EP/PU、PPG—EP/PU和PPG—EA/PU。
(3)主要影響因素
①溫度的影響與確定?合成預(yù)聚物時(shí)要利用TDI的2位與4位：NC(_)基的活性差異，故要先在室溫將P：PG慢慢加到TDI中，然后升溫到60～65℃反應(yīng);擴(kuò)鏈反應(yīng)時(shí)固體DMPA反應(yīng)速率較低，需加入少量催化劑促進(jìn)反應(yīng)，溫度宜控制在75～80℃;HEA封端時(shí)丙烯酸羥乙酯和預(yù)聚物反應(yīng)，提高反應(yīng)溫度有利于反應(yīng)，但雙鍵易發(fā)生熱聚合，反應(yīng)溫度也不宜太高，此步反應(yīng)溫度宜控制在75～80℃，并加入少量對(duì)甲氧基苯酚防止聚合。
②改性劑對(duì)聚氨酯復(fù)合乳液及膜性能的影響?隨著改性劑用量的增大，涂膜的拉伸強(qiáng)度增大，硬度增強(qiáng)，斷裂伸長率降低，吸水率降低，耐水性變好，這是環(huán)氧結(jié)構(gòu)中含有芳環(huán)等剛性結(jié)構(gòu)的作用。但對(duì)于EP/PU和PP(]一EP/Pu復(fù)合乳液，隨著改性劑用量的增多，涂膜交聯(lián)密度增大，熔點(diǎn)升高，與基材潤濕作用下降，乳液穩(wěn)定性變差。
③改性對(duì)乳液粒徑分布的影響?未改性的乳液膠粒較小，改性后明顯變大，且分布不均勻。
④光固化速度的影響因素?效果最好的是二苯甲酮與Irgacure?2959的復(fù)配體系，幾種不同類型的自由基型的光引發(fā)劑配合使用既可以降低成本，又可以擴(kuò)大吸收波長的區(qū)域，提高紫外光輻射能量的吸收，從而獲得較好的固化效果。在特定的體系中，有一個(gè)最佳的光引發(fā)劑用量，隨著光引發(fā)劑用量的增加，固化速度加快，用量為3%時(shí)最佳。