[發(fā)明專利]紫外光固化光敏稀釋劑2-乙基己基縮水甘油醚丙烯酸酯的合成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210544900.3
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103030559A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃筆武;程桂亮;楊志宏;諶偉慶;鄒懷華
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號: C07C69/54
• 分類號: C07C69/54;C07C67/26;C08F2/50;C08F220/32
• 代理公司: 南昌洪達專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紫外光固化光敏稀釋劑制備領(lǐng)域，涉及到一種紫外光固化光敏稀釋劑2-乙基己基縮水甘油醚丙烯酸酯的合成方法。

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背景技術(shù)

紫外光固化是指在紫外光的作用下，液態(tài)光敏預(yù)聚物和光敏稀釋劑經(jīng)過交聯(lián)聚合形成固態(tài)產(chǎn)物的過程。紫外光固化技術(shù)具有固化速度快、節(jié)能和產(chǎn)物性能優(yōu)異等優(yōu)點，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于涂料工藝、膠粘劑工藝、印刷工藝、微電子工藝、立體光刻快速成型工藝，光導(dǎo)纖維成型工藝以及其它光成像領(lǐng)域。紫外光固化光敏樹脂通常是由液態(tài)光敏預(yù)聚物、光敏稀釋劑和光敏引發(fā)劑等組成。其中光敏稀釋劑對調(diào)節(jié)紫外光固化材料的黏度和可加工性起很大的作用。現(xiàn)在，市場上流行的紫外光固化光敏稀釋劑主要是三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（簡稱TMPTA），三丙二醇二丙烯酸酯（簡稱TPGDA）和1,6-己二醇二丙烯酸酯（簡稱HDDA）等,由于這類稀釋劑毒性和刺激性氣味較大，對一些環(huán)保性要求較高的場所被禁止使用，因此，開發(fā)出毒性小和刺激性氣味小的紫外光固化光敏稀釋劑顯得非常重要。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，合成一種黏度低、毒性小和刺激性氣味小的光敏稀釋劑—2-乙基己基縮水甘油醚丙烯酸酯。把2-乙基己基縮水甘油醚丙烯酸酯加入到紫外光固化光敏預(yù)聚物中，再添加光敏引發(fā)劑，即可以制備出一種新型的毒性小和刺激性氣味小的紫外光固化光敏樹脂。

本發(fā)明制備2-乙基己基縮水甘油醚丙烯酸酯，其特征是利用2-乙基己基縮水甘油醚和丙烯酸為主要原料進行合成，分別用三苯基膦、三乙胺和N,N-二甲基芐胺為催化劑或者它們的混合物作為催化劑，分別用對羥基苯甲醚、對苯二酚和2,6-二叔丁基對甲酚為阻聚劑或者它們的混合物作為阻聚劑。2-乙基己基縮水甘油醚和丙烯酸反應(yīng)合成2-乙基己基縮水甘油醚丙烯酸酯的主要化學(xué)反應(yīng)式：

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本發(fā)明制備光敏稀釋劑2-乙基己基縮水甘油醚丙烯酸酯，其特征是2-乙基己基縮水甘油醚與丙烯酸投料的質(zhì)量比為3.3~3.0:1，催化劑的質(zhì)量分數(shù)為0.6~1.2%，阻聚劑的質(zhì)量分數(shù)為0.2~0.5%。

本發(fā)明制備2-乙基己基縮水甘油醚丙烯酸酯，其特征是先將2-乙基己基縮水甘油醚、催化劑和阻聚劑放入三口燒瓶中，加熱、攪拌，使催化劑和阻聚劑與2-乙基己基縮水甘油醚混合均勻，升溫至90~95℃，滴加丙烯酸。丙烯酸滴加完畢后，控溫100~115℃反應(yīng)幾個小時。定期測定反應(yīng)系統(tǒng)中的酸值，當(dāng)酸值達到5.0mgKOH/g以下時，表示反應(yīng)基本上已經(jīng)完成，反應(yīng)產(chǎn)物25℃的黏度為45~55mPa.s。

本發(fā)明所述的催化劑可選用的品種較多，在三苯基膦、三乙胺和N,N-二甲基芐胺這三種催化劑中，以三苯基膦催化效果最好，且反應(yīng)產(chǎn)物的顏色最淺，為淡黃色。

本發(fā)明所述的阻聚劑可選用的品種有對羥基苯甲醚、對苯二酚和2,6-二叔丁基對甲酚，在這些阻聚劑中，雖然阻聚效果基本上一樣，但是，對羥基苯甲醚作為阻聚劑制備的反應(yīng)產(chǎn)物顏色較淺，為淡黃色，對苯二酚和2,6-二叔丁基對甲酚作為阻聚劑制備的反應(yīng)產(chǎn)物顏色較深，為淡紅色，因此，以對羥基苯甲醚作為阻聚劑效果最好。

在本發(fā)明方法中，反應(yīng)起始溫度即滴加丙烯酸的溫度如果較低，低于90℃，則不利于加成反應(yīng)快速地進行，會導(dǎo)致反應(yīng)過程的延長；而反應(yīng)起始溫度如果較高，高于95℃，則有可能發(fā)生丙烯酸自身聚合和2-乙基己基縮水甘油醚自身聚合，同時也不利于加成反應(yīng)的控制，這也是所不希望得到的。上述起始反應(yīng)溫度在90~95℃范圍為最好。

在本發(fā)明方法中，滴加丙烯酸的速度即滴加丙烯酸的時間，可考慮控制在30~70分鐘內(nèi)滴加完畢。如果滴加速度太慢，可能會產(chǎn)生環(huán)氧開環(huán)自聚的幾率變大；滴加速度太快，造成局部反應(yīng)溫度過高，不利于控制反應(yīng)，易發(fā)生高溫聚合反應(yīng)，產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象。本發(fā)明更好地控制滴加丙烯酸的速度即滴加丙烯酸的時間為40~60分鐘。

在本發(fā)明方法中，滴加丙烯酸后的保溫反應(yīng)溫度如果小于100℃，則會使反應(yīng)進行緩慢，導(dǎo)致其系統(tǒng)酸值下降至5.0mgKOH/g的反應(yīng)時間將延長，然而，如果大于115℃，2-乙基己基縮水甘油醚可能會開環(huán)聚合，同時導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)物的凝膠化，而變成固體。因此，滴加丙烯酸后的保溫反應(yīng)溫度宜選用100~115℃。