Page 96 - 2025水性涂料虚拟专辑

艺 等：聚乙二醇改性水性环氧丙烯酸酯的合成及其光固化动力学研究

the effects of the relative molecular mass of PEG on the particle size of the PEG-WEA
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emulsion，he kinetic behavior of the UV-curing process，he thermal stability，mechanical
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properties and the coatings properties. The results showed that，when the relative molecular
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mass of PEG was 600，he PEG-WEA emulsion had the smallest particle size（77. 96 nm），he
double-bond conversion rate was improved，the UV-curing film presented good thermal
stability and ductile fracture characteristics，he elongation at break was increased by 7. 54%.
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At the same time，he hardness of the coating after curing was up to 3H，he flexibility was
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1 mm，nd the adhesion was 2 level.
Key words：UV-curing；polyethylene glycol；poxy acrylate；waterborne coatings
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水性 UV 固化树脂主要分为水性环氧丙烯酸酯、
水性聚氨酯丙烯酸酯、水性聚丙烯酸酯、水性聚酯丙 1 实验部分
烯酸酯等几类。其中，水性环氧丙烯酸酯是常用的
1. 1 主要原料与仪器
UV固化水性低聚物之一，其涂层具有硬度高、热稳定
双酚 A 型环氧树脂（E51）：南 市 方胶粘制品
性好、附着力强等优点 [1-2] 。然而，传统水性环氧丙烯
有限公司；聚乙二醇（PEG）：相对分子质量 200、400、
酸酯由于使用双酚A型环氧树脂，存在光固化膜柔韧
600、1 000、1 500：化学纯，国药集团；丙烯酸（AA）：分
性差和脆性高的问题 。为克服这些缺点，研究人员
[3]
析纯，上海泰 科技股份有限公司；丁二酸 （SAA）、
进行了水性环氧丙烯酸酯的改性研究，包括物理改
三乙胺（TEA）：分析纯，99%，阿拉丁；N，N-二甲基
性和化学改性。物理改性通过添加功能填料实现，
胺（BDMA）、对羟基苯甲醚（MEHQ）：99%，研峰科技
方法简单有效，但可能引起相分离 [4-5] 。化学改性则
（北京）有限公司；四乙基 化铵（TEAB）：分析纯，上
利用树脂中的基团（如环氧基团、羟基）引入软链或
海迈 尔生化科技有限公司 ；光引发剂
硬链，从而改善树脂的黏度，提升涂层的柔韧性和附
着力 。化学改性可分为有机酸、二元醇、有机硅及 （Darocur1173）：工业级，上海引 新材料有限公司；
[6]
聚氨酯改性等 。 盐酸、丙酮、氢氧化 、无水乙醇、甲酚红、百里香酚
[3]
国内外对化学改性环氧丙烯酸酯（EA）进行了广 蓝、酚 ：分析纯，国药集团。
泛研究 [7-8] 。Zhou 等 利用酸 和二醇反应得到的端 UV 固化灯箱：365 nm，衡利电气；凝胶渗透色谱
[9]
羧基中间体对 EA 改性，并通过二醇碳链的长度调节 仪（GPC50）∶Agilent； 立叶变换红外光谱仪
柔韧性，最终光固化膜柔韧性为 1 mm；Wang 等 将 （Spectrum Two）、热重分析仪（TGA-7）：珀金埃尔 ；
[10]
不同相对分子质量的聚乙二醇改性环氧丙烯酸酯用 纳米粒度电位仪：Nano-ZS，马尔文；扫描电镜：S-
作 3D 打印材料，伸长率最高达 30%； 明等 通过 4800，日立；附着力测试仪：QFH-HG600，华国精密仪
[11]
将羧基改性聚乙二醇（PEG）与环氧树脂原位反应制得 器；手推式铅笔硬度计：QHQ-A，恒 ；万能材料试验
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的水性环氧乳液平均粒径为 97. 5 nm，将其上浆碳纤 机：nstron 6800，英斯特 。
维后明显改善碳纤维表面的 状况。然而，关于可 1. 2 PEG改性水性环氧丙烯酸酯的合成
UV固化聚乙二醇改性水性环氧丙烯酸酯及其光固化 首先将双酚 A 型环氧树脂（E51）放入 250 mL 三
动力学的研究很少。因此，本研究采用相对分子质 颈瓶中，油 加热至 90 ℃，将不同相对分子质量
量为 200、400、600、1 000、1 500 的 PEG 对双酚 A 型环 PEG 添加到三颈瓶中[n（E51）∶n（PEG）=1∶0. 1]，随
氧树脂进行柔韧性改性，然后合成了聚乙二醇改性 后加入四乙基 化铵（0. 5%，以反应物总质量计，
水性环氧丙烯酸酯。通过研究不同 PEG 相对分子质 下同）并搅拌 3 h 以加速改性。第二步将添加有 N，
量对改性后水性环氧丙烯酸酯的光固化动力学、树 N-二甲基 胺（0. 5%）、对羟基苯甲醚（0. 02%）的
脂乳液性能、光固化膜热稳定性、力学性能以及涂层 丙烯酸（AA）[n（环氧基）∶n（羧基）=1∶1. 05]缓慢滴
性能的影响，最终确定了最佳相对分子质量，以获得 入 PEG 改性环氧树脂溶液中反应直至酸值 <
综合性能最佳的 PEG 改性水性环氧丙烯酸酯。 3 mgKOH/g，之后再加酸 [n（羟基）∶n（酸 ）=1∶

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