本发明属于uv光固化，具体涉及一种纤维素基uv光固化用增韧增强材料的制备方法与应用。
背景技术：
1、光固化树脂是一种受光照射之后能在较短时间内迅速发生物理和化学变化进而交联固化的低聚物，通常由树脂单体及预聚体组成，含有不饱和双键或环氧基团等。常见的光固化树脂主要为环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯等，其中，聚氨酯丙烯酸酯优点是附着力高、柔韧性好、高耐磨性、低温特性与高撕裂强度；环氧丙烯聚酯涂膜具有突出的绝缘性、耐介质性良好、体积收缩率较低，但是韧性较差；聚酯丙烯酸酯相对分子量较低，粘结强度不高，固化时间长，成本较低，湿润性好。
2、光固化树脂加上与之匹配的活性稀释剂、光引发剂、流平剂和消泡剂等材料组成uv光引发型体系。活性稀释剂与光固化树脂具有良好的相容性，并直接参与光固化树脂的固化反应，成为固化物交联网络结构的一部分；活性稀释剂的作用是降低光固化树脂黏度、改善其工艺性能和增强固化物的柔韧性。
3、活性稀释剂可分为单官能团活性稀释剂、双官能团活性稀释剂、多官能团活性稀释剂等。单官能团活性稀释剂可以生成线性聚合物，增强涂膜附着力，添加单官能团活性稀释剂可以让整个固化速度加快。而双官能团活性稀释剂与多官能团活性稀释剂，可以发挥交联剂的特性，能够改善涂膜的强度和韧性等力学性能。
4、高官能度的光固化树脂耐磨性较好，反应后带来较高的交联密度，从而提高了涂膜的耐磨性。但是，韧性与官能度的关系密切，官能度越大的树脂，韧性越差。通常综合考虑涂膜的耐磨性和韧性来选择合适的活性稀释剂。
5、不同的光固化树脂和不同的活性稀释剂，对于涂膜的性能影响尤为突出，但往往不能兼顾，如，涂膜需要一定硬度来支撑耐磨度的时候，韧性却下降明显。
6、基于上述，uv光引发型体系迫切需要一种增韧材料。
7、向uv光引发型体系添加纤维，纤维结构具有裂纹偏转和拔出效应的独特性能，通过有裂纹偏转和拔出效应的过程会吸收能量，从而对涂膜起到增强增韧的作用。
8、uv光固化主要依靠光固化树脂、活性稀释剂在光引发剂的作用下吸收紫外光产生自由基，引发聚合反应。因此，添加的纤维不能阻光或必须是低阻光的材料，即在体系未固化前，为透明状。
9、uv光引发型体系为具有一定粘稠度的溶液状态，添加纤维后，由于纤维为固态的物质，纤维自身比重的原因导致纤维在溶液中常发生沉降，沉降现象严重影响纤维在uv光引发型体系中的均匀性，进一步导致涂膜性能下降。
技术实现思路
1、为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种纤维素基uv光固化用增韧增强材料的制备方法与应用，实现增韧增强材料在体系中分散均匀、增强增韧涂膜的发明目的。
2、为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
3、本发明的目的之一在于提供了一种纤维素基uv光固化用增韧增强材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
4、s1、脱钠
5、将羧甲基纤维素钠纤维投入到一定浓度的酸液中，30～50℃反应3～4h，反应结束后将产物减压浓缩、过滤、醇洗、干燥后得到羧甲基纤维素氢纤维(cmch)。
6、优选的，所述羧甲基纤维素钠纤维的取代度为0.6～1。
7、优选的，所述酸液的溶质为盐酸、硫酸和醋酸中的一种或多种，溶剂为醇和去离子水。
8、优选的，所述酸液中醇占比为60～80％，去离子水占比为13～26％，溶质占比为2～20％。
9、溶质中的离子在水存在的条件下更容易电离，在醇与酸的条件下，适量的水不会造成羧甲基纤维素钠纤维的溶解，因此酸液中优选醇占比60～80％，去离子水占比为13～26％。
10、s2、研磨
11、将羧甲基纤维素氢纤维加入到去离子水中，用胶体研磨机研磨至羧甲基纤维素氢纤维的长度为400nm～20μm，得羧甲基纤维素氢纤维和水的混合物。
12、优选的，所述羧甲基纤维素氢纤维和去离子水的质量比为1～5：100。
13、s3、改性
14、向羧甲基纤维素氢纤维和水的混合物中加入3-氯-2-羟丙基三甲基铵氯化物搅拌20～30min，调节ph至10～11，升温后进行阳离子改性反应，反应结束后抽滤、洗涤、干燥得两性纤维素醚纤维，即纤维素基uv光固化用增韧增强材料。
15、优选的，所述羧甲基纤维素氢纤维与3-氯-2-羟丙基三甲基铵氯化物的质量比为1：2～4。
16、优选的，所述阳离子改性反应的时间为90～120min，温度为60～70℃。
17、羧甲基纤维素钠纤维成本低廉无污染，但钠离子影响uv光引发型体系的固化效果，且羧甲基纤维素钠纤维溶于水，增韧增强效果差，因此要对羧甲基纤维素钠纤维进行改性。由于羧甲基纤维素钠纤维溶于水，因此先将羧甲基纤维素钠纤维脱钠制成不溶于水的羧甲基纤维素氢纤维。羧甲基纤维素氢纤维在水中溶胀而不溶解，在水中体积增大，更容易被磨碎成小尺寸。3-氯-2-羟丙基三甲基铵氯化物在碱性条件下会迅速反应，但羧甲基纤维素氢纤维在水中呈弱酸性，减缓3-氯-2-羟丙基三甲基铵氯化物在羧甲基纤维素氢纤维和水的混合物中的反应速率，反应时间延长，避免出现3-氯-2-羟丙基三甲基铵氯化物快速反应导致的反应不均匀的现象。3-氯-2-羟丙基三甲基铵氯化物与羧甲基纤维素氢纤维中未被取代的c2、c3位的活泼氢发生取代反应后生成阳离子型聚电解质，生成含有季铵基团和羧基的具有阴、阳离子特性的两性纤维素醚纤维。
18、现有技术中的uv光引发型体系既有水性又有油性，而大多数的纤维素醚类更亲水，并且羧甲基纤维素钠纤维和羧甲基纤维素氢纤维在水性或者油性的uv光引发型体系中均不为透明状纤维，具有一定的阻光性。为了满足不同性质的体系，本发明中的增韧增强材料为两性纤维素醚纤维，可用于水性或者油性光固化树脂。两性纤维素醚纤维尺寸小且均匀，为既不溶于水也不溶于油的两亲性透明状纤维，在uv光引发型体系中均匀分散且不会沉降，减少对光的遮挡，避免影响uv光引发型体系的固化。
19、本发明的目的之二在于提供了一种纤维素基uv光固化用增韧增强材料的应用，所述应用为将增韧增强材料用于uv光引发型体系。
20、优选的，按照重量份数计，所述uv光引发型体系中uv光固化树脂为70～75份，活性稀释剂为20～22份，光引发剂为10～12份，增韧增强材料为0.01～3份，流平剂为0～2份，消泡剂为0～2份。
21、优选的，所述uv光固化树脂为uv不饱和聚酯、uv环氧丙烯酸酯、uv聚氨酯丙烯酸酯、uv聚酯丙烯酸酯、水性环氧丙烯酸酯、水性聚氨酯丙烯酸酯、水性聚酯丙烯酸酯中的一种。
22、uv光引发型体系中的增韧增强材料过少会达不到理想增韧增强性能，过多涂膜发硬，因此uv光引发型体系中的增韧增强材料优选为0.01～3份。
23、由于采用了上述技术方案，本发明达到的技术效果是：
24、1、本发明制备的纤维素基uv光固化用增韧增强材料尺寸小且具有两亲性，适用于水性或油性的uv光引发型体系，在uv光引发型体系中均匀分散且不会沉降，减少对光的遮挡，避免影响uv光引发型体系的固化。
25、2、将增韧增强材料应用于uv光引发型体系中，体系固化速率快，且uv光引发型体系固化后形成的涂膜力学性能良好，具有优异的硬度和拉伸性能。
1.一种纤维素基uv光固化用增韧增强材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括脱钠、研磨和改性。
2.根据权利要求1所述的一种纤维素基uv光固化用增韧增强材料的制备方法，其特征在于，所述脱钠为，将羧甲基纤维素钠纤维投入到一定浓度的酸液中，30～50℃反应3～4h，反应结束后将产物减压浓缩、过滤、醇洗、干燥后得到羧甲基纤维素氢纤维。
3.根据权利要求2所述的一种纤维素基uv光固化用增韧增强材料的制备方法，其特征在于，所述羧甲基纤维素钠纤维的取代度为0.6～1。
4.根据权利要求2所述的一种纤维素基uv光固化用增韧增强材料的制备方法，其特征在于，所述酸液的溶质为盐酸、硫酸和醋酸中的一种或多种，溶剂为醇和去离子水；
5.根据权利要求1所述的一种纤维素基uv光固化用增韧增强材料的制备方法，其特征在于，所述研磨为，将羧甲基纤维素氢纤维加入到去离子水中，用胶体研磨机研磨至羧甲基纤维素氢纤维的长度为400nm～20μm，得羧甲基纤维素氢纤维和水的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种纤维素基uv光固化用增韧增强材料的制备方法，其特征在于，所述羧甲基纤维素氢纤维和去离子水的质量比为1～5：100。
7.根据权利要求1所述的一种纤维素基uv光固化用增韧增强材料的制备方法，其特征在于，所述改性为，向羧甲基纤维素氢纤维和水的混合物中加入3-氯-2-羟丙基三甲基铵氯化物搅拌20～30min，升温后进行阳离子改性反应，反应结束后抽滤、洗涤、干燥得两性纤维素醚纤维，即纤维素基uv光固化用增韧增强材料。
8.根据权利要求7所述的一种纤维素基uv光固化用增韧增强材料的制备方法，其特征在于，所述羧甲基纤维素氢纤维与3-氯-2-羟丙基三甲基铵氯化物的质量比为1：2～4；
9.如权利要求1-8任意一项所述的一种纤维素基uv光固化用增韧增强材料的制备方法制备而成的纤维素基uv光固化用增韧增强材料的应用，其特征在于，所述增韧增强材料用于uv光引发型体系。
10.根据权利要求9所述的一种纤维素基uv光固化用增韧增强材料的应用，其特征在于，按照重量份数计，所述uv光引发型体系中uv光固化树脂为70～75份，活性稀释剂为20～22份，光引发剂为10～12份，增韧增强材料为0.01～3份，流平剂为0～2份，消泡剂为0～2份；
