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摘 要

紫外光固化技术是近期发展焦点，人们不断地进行改进与开发。它的运用需要有树脂的支持，现有的树脂，聚氨酯丙烯酸酯是常用的，还有一定的缺陷。但仍需改善。近些年来，两者在发达国家广泛使用。本文把包含双键和庞大的脂环族的双戊二烯（DCPD）引入到聚氨酯软缎中，合成了新的水性聚氨酯丙烯酸酯（WPUA），研究其应用性能。

本文先以DCPD为基础先与DCEG、新戊二醇、顺酐和苯酐为主分两步合成了DCPD聚酯二元醇。再利用合成的DCPD聚酯二元醇为原料，合成DCPD基聚氨酯丙烯酸酯。

再将IPDI与DCPD聚酯二元醇、亲水扩链剂DMPA、端剂PETA、中和剂TEA反应，得到了水性DCPD基聚氨酯丙烯酸酯（WDUPUA）树脂。实验证明，工艺条件应控制在：第一步，温度和时间55℃、2.5 h；第二步，温度和时间75 ℃、4h，DMPA用量为6wt%；第三步，温度和时间75℃、3h，w（对苯二酚）=0.07wt%；n(NCO)/n(OH)=1.5，中和度100%。对产物进行红外分析，确认合成了预设产物。

关键词：双环戊二烯 聚酯二元醇 水性聚氨酯丙烯酸酯 UV固化

Synthesis of DCPD modified waterborne UV-curable urethane acrylate

ABSTRACT

UV curing technology is the core of the recent development, waterborne polyurethane acrylate (WPUA) is commonly used in a class of resin. In recent years, widely used in developed countries, especially in Europe and the United States. In this paper, dicyclopentadiene(DCPD) with double bond and polyol ring structure was introduced into polyurethane soft satin, and a new WPUA was synthesized to study its application performance.

Based on DCPD, DCPD polyester diol was synthesized by DCEG, neopentyl glycol, maleic anhydride and phthalic anhydride. DCPD-based polyurethane acrylate was synthesized by using synthetic DCPD polyester diol as raw material.

IPDI was reacted with DCPD polyester diol, hydrophilic chain extender DMPA, end ester PETA and neutralizer TEA to obtain The waterborne DCPD-based polyurethane acrylate(WDUPUA). The optimum reaction conditions were as follows: the first step reaction, temperature and time 55 ℃, 2.5 h; the second step reaction, temperature and time 75 ℃, 4h, DMPA dosage 6 wt%; the third step reaction, temperature and time was 75℃, 3h ;n(NCO)/n(OH)=1.5, and the degree of neutralization was 100%. The amount of DBTDL was 0.07wt% FTIR analysis of the product was confirmed the synthesis of the default product.

KEYWORDS: dicyclopentadiene; DCPD polyester glycol; waterborne polyurethane acrylate; UV-curable

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1前言 1

1.2紫外光固化水性涂料 1

1.2.1 紫外光固化技术概论 1

1.2.2 紫外光固化水性涂料的构成 3

1.2.3 紫外光固化水性涂料应用前景 5

1.3 水性聚氨酯丙烯酸酯 5

1.3.1 水性聚氨酯丙烯酸酯分类 5

1.3.2 水性聚氨酯丙烯酸酯原料的选择 5

1.3.3 水性聚氨酯丙烯酸酯的发展研究 6

1.4 双环戊二烯 6

1.4.1 双环戊二烯简介 6

1.4.2 双环戊二烯应用 7

1.4.3 双环戊二烯的改性 7

1.4.4 DCPD聚酯二元醇的合成 7

第2章 水性DCPD基聚氨酯丙烯酸酯的合成研究 9

2.1 前言 9

2.2 实验部分 9

2.2.1 主要原料和试剂 9

2.2.2 水性DCPD基聚氨酯丙烯酸酯（WDUPUA）的合成 10

2.3 结果与讨论 11

2.3.1 反应温度、反应时间对反应的影响 11

2.3.2 阻聚剂的影响 15

2.3.3 DMPA含量的影响 15

2.3.4 NCO/OH摩尔比的影响 16

2.3.5 中和度的影响 17

2.4 本章小结 19

第三章 结论与展望 20

3.1 结论 20

3.2 展望 20

参考文献 22

致谢 24

第一章 绪论

1.1前言

近年来，随着我国高速发展，涂料的需求也日益增大。我国现阶段的涂料大部分还是传统涂料。传统的溶剂型涂料以有机物作为溶剂，从而含有大量的可挥发有机物（VOC），不但气味刺鼻影响环境，而且由于国家对VOC征收了较高的消费税，提高了成本。

随着科技的迅猛发展，人们越来越重视保护环境，环保的浪潮已经无法阻挡。中国更是颁布了一系列环保措施，节能减排，高效经济。当前我国涂料行业中，“环保”作为涂料发展的主流方向，环境友好，节能减排越来越受到涂料企业和民众的青睐。高污染高成本的VOC涂料已经不符合现有国情，于是水性UV涂料应运而生。水性UV涂料以水为溶剂，大大的消减了配方中VOC的含量，克服了传统涂料需要加入VOC来稀释与交联固化的缺点，做到了环境友好与成本节约，具有较大的开发利用价值。

双环戊二烯（DCPD），因为其含有两个不饱和双键，可以合成多种衍生物，所以被广泛运用于医药、树脂、合成橡胶等方面。DCPD主要来源于煤油或石油裂解的C5馏分，随着近年来国家有机化工产业的蓬勃发展，DCPD的产量也逐渐提高。将DCPD运用于树脂涂料中不但节约成本，而且有效的提高了成膜性能。

1.2紫外光固化水性涂料

1.2.1 紫外光固化技术概论

紫外光固化是一种光化学反应，水性感光性树脂单体在紫外光辐射下，逐渐交联聚合，形成固态。

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