UV涂料中丙烯酸光敏树脂的合成及清洁生产工艺研究

【摘要】： 本文根据紫外光固化涂料(UV涂料)行业清洁生产的要求,改进了现有紫外光固化涂料主体——丙烯酸光敏树脂的合成工艺,并进一步研发出两种新型丙烯酸光敏树脂,在此基础上结合紫外光固化涂料和水性涂料各自的优点研究合成水性丙烯酸光敏树脂,并通过逐步试验确定了每一种树脂的最佳工艺参数,为紫外光固化涂料行业实现清洁生产奠定了理论基础,提供了技术支持。 现有紫外光固化涂料的光敏树脂为丙烯酸缩水甘油酯。针对传统生产工艺采用水洗操作所带来的废水污染、设备腐蚀、收率低等问题,清洁合成新工艺用充分干燥丙烯酸钠盐代替了脱水过程;选用高效催化剂提高收率;反应结束后通过减压过滤分离产品和溶剂,从根本上解决了废水排放问题,使合成过程符合清洁生产要求。 在改进现有丙烯酸光敏树脂的基础上,合成了两种新型丙烯酸光敏树脂。三(环氧丙基)异氰尿酸丙烯酸酯具有优越的耐候性、热稳定性、交联性、极快的固化速度;丙烯酸羟乙酯基羟氯丙基顺丁烯二酸酯具有很好的耐候性、耐污染性、耐酸碱等性能且可以大幅度降低紫外光固化涂料的成本和对皮肤的刺激。 针对紫外光固化涂料助剂挥发所引起的环境污染问题,研究出溶于水的丙烯酸光敏树脂,由此开发出以水作助剂的紫外光水性涂料。其助剂水挥发到空气中对大气没有污染,且采用紫外光固化克服了水性涂料固化速度慢的缺点。三种新丙烯酸树脂的合成均是清洁生产过程,对环境没有污染。 【关键词】：清洁生产 紫外光固化涂料 丙烯酸光敏树脂 水性光敏树脂 合成 工艺参数
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TQ630.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 插图索引11-12
• 附表索引12-13
• 第1章 绪论13-40
• 1.1 清洁生产概论13-22
• 1.1.1 清洁生产的由来13-14
• 1.1.2 清洁生产的定义及主要内容14-15
• 1.1.3 清洁生产的理论基础15-17
• 1.1.4 国内外清洁生产现状17-20
• 1.1.5 清洁生产的发展趋势20-22
• 1.2 涂料行业的清洁生产22-25
• 1.2.1 涂料行业现状22-23
• 1.2.2 涂料行业发展趋势23
• 1.2.3 UV 光固化涂料23-24
• 1.2.4 水性涂料24
• 1.2.5 粉末涂料24-25
• 1.2.6 高固体份涂料25
• 1.3 紫外光固化涂料25-26
• 1.3.1 紫外光涂料固化机理25-26
• 1.3.2 紫外光固化涂料的组成26
• 1.4 光敏树脂26-29
• 1.4.1 自由基聚合型树脂26-27
• 1.4.2 自由基加成聚合型树脂27-28
• 1.4.3 阳离子聚合型树脂28-29
• 1.4.4 酸固化型树脂29
• 1.4.5 自由基—阳离子混杂型光敏树脂29
• 1.5 丙烯酸光敏树酯29-39
• 1.5.1 各种丙烯酸树酯29-36
• 1.5.2 丙烯酸光敏树脂研究新进展36-39
• 1.6 本文构想39-40
• 第2章 丙烯酸缩水甘油酯清洁合成新工艺40-50
• 2.1 前言40-41
• 2.1.1 丙烯酸缩水甘油酯的传统合成工艺40-41
• 2.1.2 丙烯酸缩水甘油酯清洁合成新工艺研究内容41
• 2.2 实验部分41-43
• 2.2.1 实验合成路线41-42
• 2.2.2 实验仪器及试剂42
• 2.2.3 实验操作步骤42-43
• 2.3 结果与讨论43-49
• 2.3.1 丙烯酸钠的制备对收率的影响43-45
• 2.3.2 催化剂种类对收率的影响45
• 2.3.2 阻聚剂种类对收率的影响45-46
• 2.3.4 原料配比对收率的影响46-47
• 2.3.5 反应温度对收率的影响47-48
• 2.3.6 反应时间对收率的影响48-49
• 2.3 结论49-50
• 第3章 三（环氧丙基）异氰尿酸丙烯酸酯的合成方法50-61
• 3.1 前言50-51
• 3.1.1 合成新型丙烯酸光敏树脂类型确定50
• 3.1.2 研究内容50-51
• 3.2 实验部分51-52
• 3.2.1 反应原理51
• 3.2.2 实验仪器与试剂51
• 3.2.3 实验操作步骤51-52
• 3.2.4 性能测试指标52
• 3.3 结果与讨论52-60
• 3.3.1 三（环氧丙基）异氰尿酸酯与丙烯酸配比的影响52
• 3.3.2 阻聚剂筛选52-53
• 3.3.3 催化剂筛选53-54
• 3.3.4 酯化温度对反应过程的影响54
• 3.3.5 反应时间对反应过程的影响54
• 3.3.6 反应动力学参数的确定54-57
• 3.3.7 三（环氧丙基）异氰尿酸甲基丙烯酸酯合成试验57
• 3.3.8 扩大小试57-58
• 3.3.9 三（环氧丙基）异氰尿酸丙烯酸酯的应用研究58-60
• 3.4 结论60-61
• 第4章 丙烯酸羟乙酯基羟氯丙基顺丁烯二酸酯的合成61-67
• 4.1 前言61-62
• 4.1.1 研究方向61
• 4.1.2 研究内容61-62
• 4.2 实验部分62-63
• 4.2.1 反应原理62
• 4.2.2 实验仪器与试剂62
• 4.2.3 实验操作步骤62-63
• 4.2.4 性能测试指标63
• 4.3 结果与讨论63-65
• 4.3.1 反应物配比对最终产物的酸值的影响63
• 4.3.2 催化剂用量对最终产物的酸值的影响63-64
• 4.3.3 反应时间对最终产物的酸值的影响64-65
• 4.3.4 反应温度对最终产物的酸值的影响65
• 4.4 结论65-67
• 第5章 水性丙烯酸光敏树脂67-78
• 5.1 前言67-68
• 5.1.1 研究思路67
• 5.1.2 研究内容67-68
• 5.2 实验部分68
• 5.2.1 实验仪器与试剂68
• 5.2.2 实验方法68
• 5.2.3 性能测试指标68
• 5.3 结果与讨论68-77
• 5.3.1 反应原理的推出68-71
• 5.3.2 实验第二步的确定71-72
• 5.3.3 催化剂对反应的影响72-73
• 5.3.4 温度对反应的影响73-74
• 5.3.5 配比对反应的影响74-76
• 5.3.6 反应时间76-77
• 5.4 结论77-78
• 结论78-80
• 参考文献80-93

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