一种自引发紫外光固化双亲性高分子树脂的制备方法

摘要

一种自引发紫外光固化双亲性高分子树脂的制备方法，属于无光引发剂紫外光固化(UV)技术和感光高分子材料技术领域。本发明将光敏物质香豆素和双亲性丙烯酸树脂通过二异氰酸酯桥接在一起，赋予传统丙烯酸树脂自引发紫外光固化的能力，得到一种自引发紫外光固化双亲性高分子树脂。这种高分子树脂在使用中无需添加光引发剂，在特定波长范围内就可以实现自引发光聚合固化交联。它具有良好的稳定性、低温快速固化能力以及环境友好性，可用于功能涂料、光电材料、感光材料、微电子材料、生物材料等领域。

主权项

1.一种自引发紫外光固化双亲性高分子树脂的制备方法，其特征在于：将光敏物质香豆素和双亲性丙烯酸树脂通过二异氰酸酯桥接在一起，赋予传统丙烯酸树脂自引发紫外光固化的能力；所述光敏物质香豆素是指具有氨基或羟基的香豆素，选用7-甲基-4-羟基香豆素，4-羟基香豆素，4-乙氧基-7-羟基香豆素，6，8-二氯-7-羟基香豆素，6-氯-7-羟基香豆素，3-氨基香豆素，3-苯基-7-氨基香豆素，6-氨基-3，4苯并香豆素；所述二异氰酸酯是指具有两个异氰酸酯基的化合物，结构式表示为OCN-R₁-NCOR₁是所述双亲性丙烯酸树脂为下述a，b，c，d四种单体各一种之共聚物：a刚性单体，该类单体在自由基共聚合时的投料量占双亲性丙烯酸树脂单体总质量的比例为20％-50％，选用苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对乙酰氧基苯乙烯；b具有能和异氰酸酯基反应的活性点的单体，该类单体在自由基共聚合时的投料量占双亲性丙烯酸树脂单体总质量的比例为15％-45％，选用(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯；c亲水性单体，该类单体在自由基共聚合时的投料量占双亲性丙烯酸树脂单体总质量的比例为10％-25％，选用(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨乙酯、N-乙烯基吡咯烷酮；d柔性单体，是指具有一定长度的乙烯基烷基链，在自由基共聚合时的投料量占双亲性丙烯酸树脂单体总质量的比例为15％-30％，选用(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯；制备方法如下：(1)具有紫外辐照自引发能力的半封端光敏物质的合成：将含有羟基或氨基的香豆素与二异氰酸酯按1∶1的摩尔比反应，选用二月桂酸二丁基锡催化，催化剂用量为香豆素和二异氰酸酯合计质量的0.05％-0.1％，40-50℃下反应12小时，得到二异氰酸酯和香豆素的半封端光敏产物，反应要保证每个二异氰酸酯刚好反应掉一个异氰酸酯基团，使得每个二异氰酸酯都还剩一个异氰酸酯基，通过丙酮一二正丁胺反滴定法测定控制达到理论值；(2)具有能和异氰酸酯基反应的活性点的双亲性丙烯酸树脂的合成：以乙酸乙酯作为反应溶剂，加入所述a，b，c，d四种单体各一种，用偶氮二异丁腈作为引发剂，引发剂用量占反应单体总量的1％-5％，在加热回流下反应6-12小时，获得具有能和异氰酸酯基反应的活性点的双亲性丙烯酸树脂；(3)自引发紫外光固化双亲性高分子树脂的合成：再将步骤(1)制得的半封端光敏物质与步骤(2)制得的双亲性丙烯酸树脂按摩尔比1.1∶1于55-65℃下以乙酸乙酯作为溶剂反应，实现大分子上的接枝反应，通过红外测定-NCO吸收峰完全消失为反应终点，得到自引发紫外光固化双亲性高分子树脂。