以二丙烯酸酯或三丙烯酸酯與二乙醇胺經(jīng)Michael加成制得氨基改性丙烯酸酯，進而與氟硼酸反應制備出3種可UV固化的季銨鹽。所得產(chǎn)物經(jīng)1HNMR和FTIR分析表征。合成的季銨鹽單體為低黏度液體，所得季銨鹽經(jīng)復配后光固化速度快，固化膜具有優(yōu)良的抗靜電性及耐擦洗性。探討了復配膠的組成對固化膜的抗靜電性、硬度及附著力的影響。
關鍵詞：丙烯酸酯；Michael加成；UV固化季銨鹽；抗靜電性
0引言
塑料抗靜電改性的方法主要有兩種：一是添加法，在非極性樹脂中添加抗靜電劑或導電性填料，使塑料的抗靜電性或導電性得到提高，添加的導電填料量及加工工藝對所得材料的性能影響很大，用量也較多。二是表面法，即對塑料制品表面采用電鍍、涂覆、粘貼等方法，使其制品表面形成導電層。電鍍的成本高，難以處理形狀復雜的制品。涂覆法一般是將有效的抗靜電劑組分配制成水或醇的溶液，通過浸漬、噴涂或刷涂等方法處理塑料制品表面，隨后干燥脫除溶劑得到抗靜電劑包裹膜，該方法具有用量少、加工方便、不影響材料的內部性能的特點。常用的抗靜電劑已有很多種[1-2]，但由于小分子抗靜電劑易遷移及溶解性大，其抗靜電性耐久性較差，如何解決耐久性的問題是表面涂覆型抗靜電處理的關鍵。UV固化技術已在涂料工業(yè)中成功應用，它具有許多傳統(tǒng)涂料無法比擬的優(yōu)點：能量利用率高、固化過程熱效應小、適用于熱敏基材、無污染、成膜速度快、涂膜質量高等，是新一代綠色技術[3-5]。近年來，UV固化抗靜電涂料引起了人們的關注[6-7]，為使涂層具有抗靜電性，通常將抗靜電劑與UV膠固化體系物理混合，然后光固化，研究表明添加小分子抗靜電劑，形成的涂膜抗靜電性耐久性仍然較差；而將抗靜電劑鍵合到固化膜上的膜具有較好的抗靜電性及耐久性。甘志偉，等[8]報道了具有水溶性和感光性的酚醛樹脂丙烯酸酯季銨鹽的制備。本文用UV固化活性稀釋劑(PEG200DA)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO3-TMPTA)與二乙醇胺和氟硼酸為原料合成了低黏度可UV固化的季銨鹽單體，對其光固化行為及膜性能進行了研究，通過與低聚物PUA的復配得到的復合膠，光固化后的膜具有優(yōu)良的抗靜電性能及耐久性。
1實驗
1.1主要原料和儀器
PEG200DA、HDDA、EO3-TMPTA、PUA：化學純，天津天驕化學品有限公司；二乙醇胺：分析純，天津市大茂化學試劑廠；氟硼酸的40%乙醚溶液：分析純，天津市化學試劑三廠；Daro2cur1173：Ciba；二苯甲酮：上海試劑一廠，化學純。傅里葉變換紅外光譜儀：NicoletET605XBFI-IR，美國；核磁共振儀：BrukerAVANCE300，德國；NDJ-79型旋轉黏度計：同濟大學機電廠；UV固化機：FusionUVSystemF300+LC-6B，美國；QFH漆膜劃格儀：天津市中亞材料試驗機廠；微型表面電阻儀(ACL-385)：上海奔普儀器科技有限公司。
1.2UV固化季銨鹽的合成
1.2.1PEG200DA與二乙醇胺和氟硼酸的反應
在裝有溫度計、滴液漏斗和冷凝管的250mL三口瓶中加入17.10g(0.05mol)PEG200DA，在電磁攪拌下于0.5h內滴加5.25g(0.05mol)二乙醇胺，反應10h后得到22.35g黃色透明液體(樣品1a)。向上述體系中加入11.00g(0.05mol)的氟硼酸乙醚溶液(質量分數(shù)40%)，反應3h至瓶內液體pH=7，減壓抽去乙醚，得到26.21g淺黃色透明液體，產(chǎn)率為98%(質量分數(shù))(樣品2a)。
1.2.2HDDA與二乙醇胺和氟硼酸的反應
按上述反應條件，11.30g(0.05mol)HDDA與5.25g(0.05mol)二乙醇胺反應得到16.55g無色透明液體(樣品1b)。向上述體系中中加入11.00g(0.05mol)氟硼酸乙醚溶液(質量分數(shù)40%)進行反應，得到19.48g無色透明液體(樣品2b)，產(chǎn)率為93%(質量分數(shù))。
1.2.3EO3-TMPTA與二乙醇胺和氟硼酸的反應
按上述反應條件，21.40g(0.05mol)EO3-TMPTA與5.25g(0.05mol)二乙醇胺反應得到黃色透明液體26.35g(樣品1c)，將11.00g(0.05mol)氟硼酸乙醚溶液(質量分數(shù)40%)加到上述1c中反應，得到淺黃色透明液體(樣品2c)30.14g，產(chǎn)率為98%(質量分數(shù))。
1.3固化體系的配制
將上述合成的樣品、原料與低聚物PUA按一定質量比均勻混合后，再加入1%(質量分數(shù))的光引發(fā)劑(50%二苯甲酮、50%Darocur1173)，即得UV固化復配體系。 |
