高折光指數(shù)聚氨酯丙烯酸酯涂料的制備及性能.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，聚合物光學(xué)材料在光盤、光纖、建材、樹脂鏡片、精密透鏡和減反射涂層等材料上的應(yīng)用越來越廣泛。高折光指數(shù)光學(xué)樹脂是光學(xué)材料的一個重要研究方向，可以進一步降低元件的曲率和厚度，減輕重量而不影響其折射能力，能夠使光學(xué)儀器小型化和輕量化。高折光指數(shù)涂料涂覆于高折光指數(shù)光學(xué)樹脂表面時，可以彌補其耐磨性、耐溶劑性、抗吸濕性差等各種缺點，同時可避免透光率的損失，具有廣闊的發(fā)展前景。 本文詳細考察了異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI

2、)和丙烯酸羥丙酯(HPA)的反應(yīng)過程，通過二正丁胺法對-NCO轉(zhuǎn)化率進行考察，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率隨反應(yīng)溫度的提高而增大，而HPA滴加速度對反應(yīng)速率無影響，反應(yīng)溫度和HPA滴加速度對最終-NCO轉(zhuǎn)化率(達到52％)都沒有影響。通過哈克粘度計對預(yù)聚物的流變行為進行考察，發(fā)現(xiàn)在20～140s<'-1>的剪切速率變化范圍內(nèi)，預(yù)聚物呈現(xiàn)牛頓流體特征。通過<'1>H-NMR對預(yù)聚物的結(jié)構(gòu)進行考察，經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)-NCO的選擇性對于30-50℃反應(yīng)溫度的變化

3、和HPA滴加速度的變化并不敏感，均在7左右，最終產(chǎn)物摩爾比IPDI：SMU：PMU：DU均在1：7：1：1左右。 通過GPC和二正丁胺法考察了催化劑三乙胺(TEA)、二月桂酸二丁基錫(DBT)對NCO/SH、NCO/OH體系不同的催化活性及復(fù)合催化劑的催化機理，發(fā)現(xiàn)TEA對NCO/SH體系有高催化活性，而DBT對NCO/OH體系有高催化活性，TEA和DBT復(fù)合對NCO/SH體系的協(xié)同催化機理是TEA為助催化劑、DBT為主催化劑，

4、而對NCO/OH體系的協(xié)同絡(luò)合機理是TEA活化的羥基氧和DBT活化的羥基氫形成新的絡(luò)合物的過程。 詳細考察了高折光指數(shù)的二官能度聚氨酯丙烯酸酯(BPUA)、二官能度聚硫代氨酯丙烯酸酯(BPTUA)和三官能度聚氨酯丙烯酸酯(TPUA)的合成過程。在BPUA合成過程中，通過GPC和Lorcntzian法確定第一步反應(yīng)產(chǎn)物的組成為5.27％IPDI、63.03％IPI、18.75％IPIPI和12.95％IPIPIPI，通過二正丁胺法

5、測定-NCO轉(zhuǎn)化率，發(fā)現(xiàn)對于第二步反應(yīng)，在反應(yīng)初期粘度效應(yīng)占主導(dǎo)因素，在反應(yīng)末期濃度效應(yīng)占主導(dǎo)因素。在BPTUA合成過程中，通過催化劑對體系反應(yīng)速率、第一步反應(yīng)產(chǎn)物的分子量分布和IPDI殘留、終產(chǎn)物的儲存穩(wěn)定性影響的綜合評價，發(fā)現(xiàn)DBT是綜合性能最優(yōu)異、最適合BPTUA合成的催化劑。在TPUA合成過程中，通過FTIR實時監(jiān)測-NCO特征峰的定性分析方法，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)10h后，反應(yīng)完全。通過FTIR監(jiān)測PUA涂膜的固化過程，發(fā)現(xiàn)BPUA和BP