[發明專利]一種生物基光敏聚酰亞胺樹脂及其制備的涂料

在審

• 申請號: 201610170061.1
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN105585671A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 劉敬成;王寬;林立成;高菲;劉仁;劉曉亞
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08F283/04
• 分類號: C08F283/04;C08F220/32;C08G73/10;C09D4/02;C09D4/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明所屬紫外光固化高分子材料領域，尤其是涉及一種生物基光敏聚酰 亞胺樹脂及其制備的光固化涂料。

背景技術

聚酰亞胺作為一種耐高溫的高性能聚合物，以其無可比擬的耐熱性、耐低 溫性、耐輻射性、尺寸穩定性、力學性能、電性能，被廣泛用作于涂料、纖維、 分離膜、工程塑料、光刻膠及復合材料等，使其在電子微電子工業、航空航天 工業、汽車工業等領域發揮重要的作用，被人們被稱為“解決問題的能手”。但是 由于聚酰亞胺分子主鏈的電子極化、電荷轉移、高度對稱性和結晶性致使聚酰 亞胺存在較強的分子間作用力、分子鏈緊密堆積，從而導致聚酰亞胺存在以下 缺點：(1)不溶于常用有機溶劑，溶解性差；(2)熔融溫度太高，難以加工；(3)薄 膜一般呈現黃棕色、透明性低、吸濕性大、介電常數高、涂層附著力差；(4)成 膜工藝復雜、能源消耗嚴重、不利于經濟環保。因此嚴重限制了其應用范圍。

氟原子具有原子半徑小、電負性大、憎水性強、摩爾極化率低等優異特性， 將氟原子或者-CF₃基團引入到聚酰亞胺結構中，可以增加聚合物的自由體積、 削弱分子鏈間的相互作用、破壞聚酰亞胺的結構規整性、降低分子鏈的結晶性 能，進而增加聚酰亞胺的溶解性能，提高聚酰亞胺材料的透明性能。

來源于妥爾油和豆油的生物基二聚胺具有價格低廉、資源可再生、黏度低、 揮發性低、耐久性良好等優點，將二聚胺通過共聚的方式引入聚酰亞胺結構中 不僅可以提高涂料的疏水性、柔韌性和耐候性，而且還可以實現環境友好、可 持續發展等“綠色化學”的發展需求。

紫外光固化技術作為一種新興技術，以其固化溫度低、固化速度快、固化 效率高、操作簡便、節能環保等優點，被廣泛應用于涂料領域。在聚酰亞胺分 子鏈的末端引入碳碳雙鍵，合成一種生物基光敏聚酰亞胺，通過光固化技術制 備高性能聚酰亞胺涂層，大大減少了傳統的成膜工藝，提高了生產效率。目前， 據我們了解，制備可光固化的生物基聚酰亞胺涂料鮮有報道。

發明內容

針對現有的問題，本發明申請了一種生物基光敏聚酰亞胺樹脂及其制備的 涂料。本發明涂料所用生物基光敏聚酰亞胺不但具有良好的溶解性，而且末端 還具有可光固化的光敏基團；本發明涂料制備的涂層不但擁有良好的熱穩定性， 而且還具有高的透明性、低的吸水率和優異的柔韌性，因此在耐熱透明柔性器 件中具有潛在的應用前景。

本發明的技術方案如下：

一種生物基光敏聚酰亞胺樹脂，所述樹脂通過如下步驟制得：

(1)在常壓條件下將生物基二聚胺、2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、4,4'-(六 氟異丙烯)二酞酸酐溶于聚合溶劑中，攪拌形成澄清溶液；

(2)在攪拌條件下，將步驟(1)所得溶液加熱至75～85℃并向其中通N₂， 排除反應體系中的O₂，密封反應容器，保溫反應4～6h；

(3)向步驟(2)所得溶液中滴加無水間甲基苯酚、4-氨基苯甲酸、間-二氯 代苯的混合液，75～85℃條件下保溫反應12～14h；然后升溫至180～200℃，反應 10～12h，冷卻至室溫得到末端帶有羧基的生物基聚酰亞胺溶液；

(4)將溫度升高至100～120℃，向步驟(3)所得溶液中滴加甲基丙烯酸縮 水甘油酯、對苯二酚和三苯基膦的混合液，反應8～10h，得到生物基光敏聚酰 亞胺樹脂；

(5)將步驟(4)所得樹脂加到沉淀劑中進行沉降處理并抽濾，將濾后所得 固體再溶于有機溶劑，反復沉淀、抽濾處理3次，50℃真空干燥至恒重，制得 所述生物基光敏聚酰亞胺粉末。

所述步驟(1)中生物基二聚胺為Priamine1073、Priamine1074、Priamine1075 中的一種；所述聚合溶劑為無水間甲基苯酚。

所述生物基二聚胺、2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、4,4'-(六氟異丙烯)二酞酸 酐、4-氨基苯甲酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯的摩爾比為0.1～1.4:0.1～1.4:2:1.2:0.9。

所述步驟(3)中無水間甲基苯酚的質量為4-氨基苯甲酸的4～5倍；所述間 -二氯代苯的質量為4-氨基苯甲酸的9～10倍。

所述步驟(4)中對苯二酚的用量為甲基丙烯酸縮水甘油酯質量的2～5％； 所述三苯基膦的用量為甲基丙烯酸縮水甘油酯質量的2～5％。