改性蓖麻油制备UV光固化涂料的研究（精）.doc

改性菌麻油制备UV光固化涂料的研究摘 要：研究了改性篦麻汕制备UV光固化涂料由菌麻汕、环氧丙烯酸树脂UVR 610 0、光引发剂UV I 6990制得的涂料具有优良的光泽、良好的柔韧性、良好的附着力与 硬度，且当改性薨麻汕含量为40 %时，漆膜性能最为优良关键词：改性薨麻油；环氧树脂；光引发剂；UV光固化涂料；涂膜性能引言光固化涂料自20世纪60年代末德国Bayer公司第一条辐射光固化流水生产线投产以来, 由于它与其他涂料相比具有低污染、节能及生产效率高等优势，受到涂料行业的高度重视技术革新不断促进光固化涂料市场的发展然而，由于原材料供应的紧张而限制了其发展 速度现在，大量的研究都集中在用植物汕及其衍生物作原料制取紫外光固化涂料上［4-5］ 作为植物汕，邃麻油因其是可再生农业资源及无毒性而具有广泛的应用前景，但由于藏麻汕属于不干性汕，直接应用于涂料工业存在一定困难，因此，对于薨麻汕的改性研究工作也相应展开［6.8］有关应用邃麻汕制备UV光固化涂料的研究国内目前尚未见报道， 国外相关报道也很少,Shelby F将薨麻汕进行脱水改性，成功地制备了一种新型的UV光固化涂料，但工艺较为复杂［9］。

木文研究了应用邃麻汕脱水改性制备UV光固化涂料 ,可较大幅度降低生产成本，所制备的涂料具有固化快、漆膜的耐水性和柔韧性好等特点， 是一种应用前景较好的紫外光固化涂料1 实验1. 1 主要原料苞麻油；单体:环氧丙烯酸树脂UVR 6100 ;光引发剂:UVI 6990;顺酎;季戊四醇1. 2 仪器及测试方.法UV 125A紫外光固化机（北京埃士公司）;QTG型涂膜涂布器（天津市材料试验机厂） ；100L X型高剪切混合搅拌机（威宇机械电了有限公司）60 光泽：GB 9754/ 1988 ,涂膜光泽测定法；铅笔硬度：GB 6739 — 1986 ,漆膜硬 度测定法；附着力：GB 9286 — 1988漆膜划格试验；杨氏模量；断裂应力；断裂伸 长率的测定1. 3 墓麻油脱水干燥常规脱水薨麻汕(DCO)在硫酸、酸式硫酸铀或酸性活性土存在下高温脱水制得，但采用该 工艺高温脱水完成后，若使用固化催化剂，则必须进行过滤；若使用酸类催化剂，则必 须采用中和、水洗、脱水和干燥等操作，工艺较繁琐木文采用二次酯化法制取DCO , 其主要过程是采用游离脂肪酸钠对邃麻汕进行酯化,然后在高温下使稳定性较差的二次酯 化物发生裂解，脱水后在薨麻油酸链上形成共猊双键得到DCO o将藏麻汕与亚麻汕酸和葵花籽汕酸按质量比约为1 ： 1 ： 1混合，再加入游离脂肪酸 钠，在惰性气体保护下，升温至250 C ,保温反应2h后，检测反应器中游离脂肪酸浓 度，控制酯化程度。

二次酯化完成后，28C高温裂解，混合脂肪酸重新游离出来， 薨麻汕转变为DCO ,真空蒸偏提纯表1为催化脱水法与二次酯化法制取的DCO的技 术指标比较表1 催化脱水法与二次酯化法制取DCO技术指标比较工艺技术指标潦皂化 值酯化 值谀 值羟值共辄二烯酸质量分数/ %催化脱水法1.483 8191.4187.11342820.1二次酷化法1.483 9189.3186.11561926.1从表1可以看出，采用薨麻油二次酯化法比常规高温催化脱水法制取的DCO具有 更高的碘值1. 4 脱水薨麻油的改性DCO含有大量的具有共辗双键的分子，用顺酎改性，使两者进行Diels -Alder反应， 再用季戊四醉加以酯化将100份DCO、5〜10份顺田加入反应容器，慢慢升温到190〜200 C ,20 min 后加入5〜10份季戊四碑，再于20（）〜240 C温度下继续反应一段时间后取样，当 样品黏度为200〜300 s （ 25 C ）时,样品透明清澈（若样品出现混浊现象，则可补 加适量DCO）,降温，制得改性DCO1. 5 样品的制备将改性DCO与环氧丙烯酸树脂（UVR 6100）按表2中比例混合，用搅拌机充分分散成 稳定的分散体系，再加入光引发剂（UVI 6990）搅拌至均匀，制得7个UV可固化涂料 样品；然后分别用涂膜涂布器在马口铁上将液体涂料制成均匀液膜（厚度76 u m）,并 在涂料固化仪上固化成膜。

表2 各样品的投料量单位：g原料名称改性DCOUVR6100样品编号2， 3’ 4* 5* 6 70 10 20 30 40 50 60100 90 80 70 60 50 40UVI6990 4 4 4 4 4 4 42 结果与讨论2. 1 不同投料比对涂料性能的影响分别测定不同投料比样品对断裂伸长率（，b ）、杨氏模量（E ）、断裂应力（〃 b ） 的影响，结果表明,1 #号样品100 %（以改性DCO与UVR 6100的总量为基准计， 下同）UVR 6100太硬且脆，无法进行拉伸测定随着改性DCO含景的增加，漆膜的 柔韧性增大，b在改性DCO含量为40 %后开始急剧增加（图1）；杨氏模量（E ）在改性DCO含量为30 %后开始急剧下降（图2） ; 〃 b在改性DCO含量为30 %为最大，随后开始下降（图3）由此可见，在改性DCO含量为30 % - 40 % 之时，固化膜由划性材料转变成弹性材料改姓D CC/m分ft/%改HIX ：《，京蟹分数/%-OLsi改柱DCO质全分数/%图3 改性DCO含量对断裂应力（b）的影响2. 2 UV固化涂膜的性能分别测定了 7个样品的附者力、铅笔硬度及6。

光泽，结果见表3 o表3 UV固化涂膜的性能样品编号性能1* 2* 3* 4 s 5* 6# 7*附着力/级1 1 1 <1 <1 <1 <1铅笔硬度9H7H5H4H3H2H HB60光泽86 103 122 119 120 109 109由表3可知，附着力随改性DCO含量的增加有所增大，当其含量＞40 %时，附 着力都较好，且变化不大当样品中改性DCO的含景从0增加到60 %时，漆膜的硬 度从9H下降到HB o 3 #、4 #、5 #光泽较高，即样品中改性DCO的含量在2 0 % - 40 %光泽较高3 结语(1)采用苞麻油二次酯化法制得DCO ,经顺酣改性、季戊四醇酯化,再与UVR 6100和UV I 6990可制得优良的UV光固化涂料⑵当改性DCO含量在40 % (质量分数)左右时,所制得的光固化涂料漆膜性能最 佳。