由表3 可以看出，二元醇相对分子质量的不同，对涂膜耐磨性的影响也不同，相对分子质量低的二元醇合成的PUA 低聚物，由于固化后的交联密度相对较大，因此耐磨性较好。聚醚二元醇中的醚键—O—较聚酯二元醇中的酯键—COO—的旋转位垒低，所得链段的柔顺性更佳，因此聚醚二元醇制得的低聚物，随链段的增长，涂膜的柔性增强，硬度降低，易导致涂膜片状脱落，耐磨性变好。
低聚物中氨基甲酸酯链段对涂膜耐磨性的影响如表2 所示。低聚物中的氨基甲酸酯链段在高聚物分子间容易形成氢键，在受到外力作用时，氢键可分离而吸收外来的能量，当除去外力后可重新形成氢键，这种氢键裂开与形成表现可逆重复性，使涂膜具有优异的机械耐磨性。氨基甲酸酯链段数越多形成氢键的能力越强，耐磨性更加优异。随着配方中IPDI与ED204 质量比的增加，涂膜的耐磨性增强，但比例增大的同时，反应过程不易控制，反应后期黏度上升较大，因此反应比例的选择非常重要。

活性单体对涂膜耐磨性的贡献主要表现在对涂膜交联固化性的影响，结果见表1。不同官能度的单体的涂膜的交联密度不同，官能度越高，涂膜的交联密度越大，有利于耐磨性的提高，但高官能度单体超过一定量时，固化收缩率增大，对基材的附着力下降，带来涂膜片状脱落的风险。而且单体官能度越大，对低聚物的稀释性较低，涂料体系的黏度增大，在基材上的铺展性不好，涂膜固化时容易开裂，因此多官能度单体的选择很重要，其用量一般控制在5% ～ 15%。图3 为光引发剂用量对涂膜耐磨性的影响。

由图3 可知，光引发剂用量为3%时，涂膜耐磨性好。在达到佳耐磨性前，随着光引发剂用量的增加，涂膜的耐磨性也在增加，主要是因为引发剂在低使用量时，产生的自由基量较少，不能充分地引发涂膜的聚合，交联密度降低，耐磨性较差。在超过佳用量时，随着引发剂用量的增多，涂膜的耐磨性降低，主要是因为引发剂用量过大，引发剂残留在涂膜中的碎片越多，产生内应力，导致涂膜的耐磨性下降，光引发剂的用量为3%较适宜。

2. 6 涂膜的耐冲击性

本研究自制PUA 分子结构中，主要含有3 种化学结构链段: 二异氰酸酯形成的氨基甲酸酯嵌段、多元醇的主链和丙烯酸羟乙酯形成的链段。多元醇主链结构的不同，导致涂膜的耐冲击性差别很大。通常，成膜树脂主链中分别含芳环结构、酯类结构、醚类结构时，涂膜耐冲击性依次变好，这是由于醚键—O—比酯键—COO—的旋转位垒低，柔性较好，耐冲击性增强。对于同一种结构类型的多元醇，主链的长短对涂膜的耐冲击性也有较大的影响。表1 为不同活性单体对涂膜耐冲击性的影响( 低聚物为PUA12) 。由表1 可知，随官能度的增加，涂膜的耐冲击性呈下降趋势，同官能度下，不同结构的单体对涂膜的耐冲击的影响有差别。

2. 7 涂膜的柔韧性

表4 为不同结构的PUA 低聚物和不同官能度单体配制的涂料对涂膜柔韧性的影响。

由表4 可以看出对于相同单体不同PUA 低聚物，低聚物分子链长短对涂膜柔韧性的影响较大。分子链越短，反应交联点之间的平均距离短，反应的交联密度相对较大，涂膜的柔韧性较差。从编号10 ～ 15可以看出，聚醚二元醇PPG2000 的柔性主链较聚酯二元醇1 000的长，表现出较好的柔韧性。对编号1 ～ 9同种二元醇，反应中不同的投料比对涂膜的影响主要表现在ED204 的质量越大，相对分子质量越大，反应点间的距离越大，交联密度下降，涂膜的柔韧性升高。对于同种低聚物不同官能度的单体来说，随着单体官能度的增加，交联密度增大，分子链的运动越困难，涂

膜的柔韧性下降。

2. 8 涂膜的耐水性及耐腐蚀性

对于PUA 体系，涂膜的耐水性、耐酸碱性主要与涂膜的交联密度、体系中亲水性基团相关。表5 为涂膜耐水性、耐5% NaOH、耐5% H2SO4结果。固定PUA、活性单体和PI 的质量比为60∶ 40∶ 3。

由表5 可知，对同种树脂，随着单体官能度的提高，涂膜的耐水性增强，即使膜脱落也不会出现泛白现象，主要是因为官能度增加，涂膜的交联度增加，耐水煮性增强，涂膜脱落是因为官能度的增加导致固化收缩应力变大，涂膜对基材的附着力减弱所致。对同官能度不同类型的单体，涂膜的耐水性差别较大，发现含有HEA 单体的涂膜有轻微泛白现象，可能的原因就是HEA 中含有一个亲水性的基团—OH。对同一种类的单体，不同低聚物对涂膜的耐水性也有不同，含有较长链段结构的低聚物体系涂膜的耐水性相对较差，可能的原因是反应活性点之间的平均距离拉长，体系的交联度较链短的为低，这种现象可以随体系中活性单体官能度的增加有所改善。

3 基材底漆的配制及性能

本实验将自制PUA 低聚物配制成涂料，将其应用在塑料基材上。表6 为塑料基材用涂料的配方。

在优涂料配方的基础上配制紫外光固化涂料，将所制涂料固化成膜并测试其相关性能。表7 为优配方下涂膜性能的检测结果。