UV固化涂料具有环境友好性、固化速度快、低温操作等优点,是环保型涂料中的一个研究热点。聚氨酯丙烯酸酯(PUA)因为其优异的综合性能,成为UV固化涂料中应用最为广泛的连接料树脂,但PUA在机械强度和耐划伤硬度方面存在不足。因此,增强PUA的机械强度和耐划伤硬度,进而增强以其为连接料树脂的涂膜的防护性能,成了非常值得关注的问题。超支化聚合物的粘度较低,末端基团反应活性较高,且与其它树脂或溶剂的相互溶解性比较好,可用作UV固化配方中的交联剂,把线性PUA交联成三维网状结构,提高PUA的机械强度、硬度以及耐磨擦性等,从而满足UV固化涂料的使用性能要求。本文合成了一种新型的超支化聚氨酯丙烯酸酯分子(HBPUA),并以其为交联剂,添加到线性PUA配方中,制备出一系列含有不同量HBPUA的UV固化涂膜。论文主要工作内容如下:(1)本文基于超支化聚合物和聚氨酯丙烯酸酯的结构与性能,制备工艺以及应用范围设计出了一种新型的超支化聚氨酯丙烯酸酯分子和一种线性聚氨酯丙烯酸酯分子,并用两步法分别合成了线性PUA和HBPUA,采用甲苯-二正丁胺滴定法来监控整个反应过程。合成PUA时,第一步合适的反应条件为75 ℃,1.5 h,第二步合适的反应条件为55 ℃,6h;合成HBPUA时,第一步合适的反应条件为75℃,2h,第二步合适的反应条件为55℃,8h。采用FTIR与1HNMR来测试PUA和HBPUA的分子结构,结果证明,体系中的-NCO完全参与反应,并成功的制备出了PUA和HBPUA。(2)将HBPUA作为交联剂添加到线性PUA配方中,并加入光引发剂184和活性稀释剂TMPTA-Si02,得到一系列含有不同量HBPUA的UV固化配方。粘度测试结果表明,当HBPUA的含量增多时,配方粘度增大,当HBPUA的含量为20 wt%时,配方粘度可增大为13 Pa·s;流变性测试结果表明,当剪切速率比较低时,配方粘度较大,且配方粘度与剪切速率呈反比例关系,另外,配方的假塑性流体特点便于涂料的制备、存放与涂刷;光固化动力学测试结果表明,在HBPUA含量为10 wt%时,UV固化体系的双键转化率达到最大,且此时涂膜的凝胶含量也达到了最大值(99.7%)。(3)将配方进行UV辐射固化,制备出一系列含有不同量HBPUA的UV固化薄膜。力学性能测试结果表明,当HBPUA的含量增多时,拉伸强度(σb)不断增强,断裂伸长率(εb)则不断减小,当HBPUA的含量为10wt%时,薄膜的力学性能最佳(σb:7.8 MPa,εb:19.8%);动态热力学性能(DMA)测试结果表明,HBPUA与配方体系具有良好的相容性,当HBPUA的添加量为10wt%时,薄膜的Tg出现最高值为50 ℃,也在HBPUA的添加量为10 wt%时最大。(4)将配方涂覆在PC和PVC板上,制备了一系列含有不同量HBPUA的UV固化涂膜。表面测试结果表明,涂膜在PC和PVC基材上表现出优异的附着力,均可达到0级,涂膜硬度在HBPUA添加量为10 wt%时已达到9 H,涂膜的耐磨擦性随配方中HBPUA含量的增大,呈先增大后减小的趋势,在HBPUA含量为10wt%时最优;热力学测试结果表明,当温度升高时,所有涂膜均表现出两个主要热分解阶段,在330℃附近出现硬段分解最大热失重速率(Tmax),在420℃附近出现软段分解最大热失重速率(Tmax),HBPUA的添加增强了涂膜的耐热性,但增强的幅度不大;光学性能测试结果表明,HBPUA的添加对涂膜的可见光透过率影响不大,所有涂膜的光透过率均在90%以上。基于上述,本文所制备的UV固化涂膜机械性能良好、硬度较高、耐磨性和光学性能优异,且绿色环保,可被应用在汽车涂料以及3C电子产品等领域,具有广泛的应用前景和市场需求。