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绿色辐射固化--具有可持续发展结构单元的UV/EB 光固化树脂研究进展

2015/10/17 14:51:33| 次阅读| 来源欧洲涂料杂志| 作者ECJ

摘要:虽然原油(一种有限资源)在涂料和油墨中的用量只占其总消耗量的一小部分,但是基于可持续资源的替代性树脂结构单元的研发活动一直都没有停止过。

用回收塑料作原材料

聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)都属于量大、可回收的热塑性塑料。

仅在欧洲,2011年,回收的PET瓶子就达160万吨,生产的PET切片材料为112万吨。2011年,欧盟内39%回收的PET用于生产聚酯纤维,25%用于包装(食品和非食品用途的预成型塑料盒)。还可用于其它新用途,如聚氨酯泡沫塑料和工程树脂,制造电脑和汽车零部件。PET 废弃物的化学回收是另一种替代途径。PET糖酵解生成酯类低聚物,该酯类低聚物可作为进一步改性的主链。通常用乙二醇、二甘醇、丙二醇和二丙二醇对PET进行糖酵解。

用这些可再生/可回收结构单元,开发出了多种UV/ EB固化树脂,具有令人关注的综合性能。用于木器涂料的生物可再生/可回收结构单元

试验中合成了含33%可回收/可再生物质(PEA2)的聚酯丙烯酸酯,并将其与不含有可回收/可再生物质 (PEA1)的聚酯参照物进行对比。用三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)对两种聚酯丙烯酸酯进行稀释,配方中使用4 wt %光引发剂BCPK。

树脂性能

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两种树脂通过采用耐石墨划擦性(指触干表面)和丙酮双向擦拭法测得的反应活性不相上下。如表1所示,PEA 2的帕索兹(帕索兹摆杆)硬度更高。如表2所示,PEA 2的耐磨性稍弱(通过Taber雾影试验测得),但柔软性更好(锥轴试验),耐硬币划擦性与参照物PEA 1 相似。

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附着力和防沾污性见表3。由于生物基PEA 2含有可再生/可回收物质,附着力更好。

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对于木器涂料,加入填料后的流动性也很重要。用TPG-DA(三缩丙二醇双丙烯酸酯)稀释聚酯丙烯酸酯PEA 1和PEA 2,使得产品在25 °C时黏度达到± 2 000 mPa•s。在金属板上将树脂垂直流下,以测定其流动性。在1分钟和5分钟后,分别测流动距离(cm)。使用了填料(二氧化硅)的PEA 2的流动性非常好,而PEA 1几乎没有流动(见表4)。

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打磨性能对获得较好的层间附着力很重要。在木器涂装中,用PEA 2配制的封闭底漆比参照物产品打磨性更好,这是因为粉尘可从砂纸上更快地除去(在沙贝利(Sapelli,俗称红影木)木材上进行测试;用P 240砂纸打磨)。涂装条件汇总见表5。

用于油墨的生物基聚酯丙烯酸酯研发了采用可再生原料制备的聚酯丙烯酸酯,具有中、低黏度,该产品不仅具有极佳的颜料润湿性,而且与各类基材都有良好的附着力。因此,该产品非常适于各种油墨配方。有些产品具有良好的油墨-水平衡性,可用于平版印刷。这种平衡性是通过在同一主链上兼有亲水和疏水官能团而实现的。

生物基聚酯丙烯酸酯为油墨提供了很好的颜料润湿性。油墨的流动性也是优化油墨传墨性的一个重要参数(特别是在柔印油墨中)。我们发现以生物基PEA 4 制备的柔印油墨的流动性要优于标准聚酯丙烯酸酯 PEA 3制备的柔印油墨的流动性。

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