论文总字数：12916字

摘 要

本实验运用萜烯基的引入，将α-蒎烯从松节油中分离出来，在催化剂作用下下异构化后与马来酸酐发生双烯加成反应生成萜烯-马来酸酐加成物TMA，经过后处理后的TMA与邻苯二甲酸酐、二甘醇和三羟甲基丙烷，缩聚制备不饱和聚酯丙烯酸酯TPE。实验采用自乳化法，在聚氨酯链上引入亲水性基团，使得聚氨酯分子具有一定的亲水性，在搅拌下，不外加乳化剂，使这些亲水基团自发地分散于水中，从而形成可紫外光固化的水性聚氨酯。

关键词：水性萜烯基 聚氨酯丙烯酸酯 合成；

The synthesis of terpene based polyurethane acrylates

Abstract

The introduction of this experiment using terpene base will alpha pinene separated from turpentine oil, after the isomerization catalyst up and down the dienes addition reaction with maleic anhydride terpene - maleic anhydride adduct TMA, after post-processing of TMA and phthalic anhydride, diethylene glycol and trimethylolpropane, preparation of unsaturated polyester acrylates TPE polycondensation. Experiments using the emulsification method, the introduction of hydrophilic groups on the polyurethane chain, made of hydrophilic polyurethane molecules, under stirring, no additional emulsifier, make the hydrophilic group dispersed in water, spontaneously forming of uv-curable waterborne polyurethane.

Keywords: Water-based terpene base Urethane acrylates synthetic

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 水性聚氨酯丙烯酸酯概述 1

1.2 马来酸酐 1

1.3 三步法合成聚酯丙烯酸酯 1

1.4 水性聚氨酯的性能特点 2

1.5 改性水性聚氨酯的应用及前景 2

第二章 光-热双固化水性聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成及性能 4

2.1 前言 4

2.2 实验部分 5

2.2.1 主要原料及试剂 5

2.2.2 主要仪器和设备 5

2.2.3 萜烯基水性聚氨酯丙烯酸酯（WTPUA）的合成 6

2.2.3.1 WTPUA的合成路线 6

2.2.3.2 WTPUA的合成工艺 6

2.2.4 产物性能分析及测试 7

2.2.4.1 产物固含量的测定 7

2.2.4.2 聚氨酯预聚体中异氰酸酯基值（-NCO）的测定 7

2.2.4.3 双键含量的测定 7

2.2.4.4 树脂色泽的测定 8

2.3 结果与讨论 8

2.3.1 反应温度和时间对反应进程的影响 8

2.3.2 反应温度对双键含量的影响 10

2.3.3 DMPA和TEA对树脂亲水性能的影响 11

2.3.4 阻聚剂对树脂体系的影响 13

2.3.5 催化剂用量对反应速率的影响 14

2.3.6 红外光谱分析 15

第三章 结论 16

参考文献 17

致谢 19

第一章 文献综述

1.1 水性聚氨酯丙烯酸酯概述

水性聚氨酯丙烯酸酯（WPUA）是一种广泛的紫外光固化的低聚物，一般由由二异氰酸酯、聚酯多元醇或聚醚多元醇、含亲水基团的二元醇、扩链剂、丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟乙酯通过多步反应得到^[61]。水性PUA有着优秀的性能，如抗冲击性强、耐溶剂性好、机械性能优良等。主要得益于其特殊的结构，其氨基甲酸酯链段能与其他分子形成氢键，其聚酯多元醇链段和丙烯酸羟烷酯链段都影响着树脂的性能。所以可以根据实际用途的要求，改变三种不同分子链段的比例来合成不同性能的聚氨酯丙烯酸酯，以达到应用要求，主要应用于油墨、金属涂料、塑料清漆和纸张涂料等方面^[63]。水性水性树脂主要为外乳化型、非离子基自乳化型、树脂混合型、离子基自乳化型这四种，近年来研究比较多的是自乳化型WPUA树脂。

1.2 马来酸酐

马来酸酐(108-31-6)是一种常用的重要基本有机化工原料。是世界上仅次于醋酐和苯酐的第三大酸酐原料。其下游产品有着相当广泛的开发和应用前景。主要用于合成不饱和聚酯树酯，它是制造汽车部件、船舶、耐腐蚀性化工设备和日用品的原料。马来酸酐(108-31-6)也是生产润滑油的添加剂、涂料、农药、富马酸、共聚物、食品添加剂等重要中间体。其加氢衍生物有琥珀酸酐、1.4-丁二醇、r-J内酯和四氢呋喃。

1.3 三步法合成聚酯丙烯酸酯

第 1 步，亲双烯体马来酸酐与DCPD受热分解所得到的环戊二烯( CPD) 发生Diels－Alder加成反应生成桥内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐; 第 2 步，生成的桥内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐与多元醇( TP、EG) 、多元酸(MA) 发生酯化反应生成带有羟基末端的聚酯;第 3 步，合成的聚酯与丙烯酸缩聚得到所需产物。

1.4 水性聚氨酯的性能特点：

水性聚氨酯包括聚氨酯水溶液，水分散液和水乳液，是以水为介质的二元胶态体系。它不含或含很少量的有机溶剂，其粒径小于0.1，具有较好的分散稳定性，不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯的一些优良性能，而且还具有生产成本低、安全不燃烧、不污染环境、不易损伤被涂饰表面、易操作和改性等优点对纸张、木材、纤维板、塑料薄膜、金属、玻璃、皮革等均有良好的粘附性.

水性聚氨酯分散体与其它类型的水性树脂相比还具有以下优点：

1. .分子组成变化范围广，可赋予树脂不同的性能特点(可软可硬，可以根据需要设计和调节)；
2. .分散于水中，无游离的异氰酸酯，毒性很小；
3. .有优异的附着力和综合的物理机械性(耐磨性、抗冲击性、强度、弹性)；

(4).具有良好的低温成膜性和柔韧性：

请支付后下载全文，论文总字数：12916字