[發明專利]一種紫外光固化鋱鍵合高分子材料的制備方法

有效

• 申請號: 201810651423.8
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108841316B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 焦晨婕;鐘榮;鐘美華;張宇;劉濤濤;鐘斌;王延飛
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C09D175/14
• 分類號: C09D175/14;C09D5/22;C03C17/00
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 周超

本發明為一種紫外光固化鋱鍵合高分子材料的制備方法，配方由質量比為1～5％的稀土不飽和脂肪酸配合物、60％～80％的成膜低聚物、10～30％的活性稀釋劑、1～6％的光引發劑以及適量助劑組成，制備出一種力學性能優良且可發出熒光的稀土高分子光固化材料。本發明的優點是：1.稀土配合物含有碳碳雙鍵可與主體樹脂發生交聯聚合反應，具有良好的相容性。2.稀土鋱鍵合高分子材料具有優良的熒光特性可發射綠色熒光，激發峰波長范圍較寬，在300～400nm的近紫外區域。3.制備的紫外光固化涂料具有固化時間短，涂膜綜合性能良好，環境友好，成本低等特點。

技術領域

本發明涉及一種可聚合稀土配合物的制備方法，尤其涉及一種紫外光固化鋱鍵合高分子材料的制備方法。

技術背景

稀土元素共有17種，包括全部鑭系元素以及同屬第ⅢB族的鈧和釔，由于稀土元素具有獨特的外層電子結構，而內層4f電子能級相近的電子層構型，決定了稀土元素有多樣的電子層排布和豐富的電子能級，其稀土化合物表現出許多獨特的物理和化學性質，因而廣泛應用在光、電、磁領域，被譽為“新材料的寶庫”。

紫外光(UV)固化是指在紫外光的作用下，液態的低聚物(包括單體)經過交聯聚合而形成固態產物的過程。UV固化技術具有固化速度快、少污染、節能、固化產物性能優異等優點，是一種環境友好的綠色技術。

不飽和脂肪酸中具有可供反應或修飾的碳碳雙鍵，可賦予配合物以反應活性。將稀土鋱與不飽和酸進行配位，然后引入到紫外光固化高分子材料中，不僅可使材料獲得稀土元素的光電磁特性，而且可解決稀土在高分子基質中相容性問題，這將極大的擴展UV復合材料的應用范圍，同時對于工業生產具有重要的指導意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種紫外光固化鋱鍵合高分子材料的制備方法，稀土配合物與脂肪族聚氨酯丙烯酸酯等低聚物發生了聚合反應，兩者可以相容且能發出特殊熒光。

本發明是這樣來實現的，配方由質量比為1～5％的稀土蓖麻油酸配合物、60～80％的三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、10～30％的活性稀釋劑、1～6％的光引發劑以及適量助劑，合成出綜合性能優良的稀土鋱高分子材料。

其特征工藝為：

(1)稀土改性不飽和脂肪酸配合物的制備：將氧化鋱和蓖麻油酸(RA)按摩爾比為1:6進行稱量。首先將0.5mmolTb₄O₇加入到過量的濃硝酸和10％的H₂O₂混合溶液中，加入少量的去離子水，加熱溶解至澄清透明，繼續加熱除去過量的酸至出現白色固體即為Tb(NO₃)₃·6H₂O。待冷卻后加入無水乙醇，配制成硝酸鋱無水乙醇溶液。然后在裝有溫度計、冷凝管、滴液漏斗的三口燒瓶中加入配體蓖麻油酸和50ml無水乙醇，將配制好的硝酸鋱乙醇溶液緩慢地滴加到三口燒瓶中，用飽和氫氧化鈉溶液調節pH到6～7有大量沉淀析出，滴加完畢后將溫度升高到55～80℃反應2～3h，靜置過夜使沉淀完全析出。將粗產物進行過濾，并且用無水乙醇、去離子水洗滌多次，置于真空干燥箱內60℃干燥8h，得到灰白色粉末；

(2)光固化高分子材料的制備：取1～5％的稀土蓖麻油酸配合物、60～80％的三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、10～30％的活性稀釋劑、1～6％的光引發劑以及適量助劑混合攪拌均勻，涂抹于玻璃片、金屬片或ABS基材，在400w的紫外燈下進行光固化。

本發明所述稀土配合物的分子式為Tb₂(RA)₃·H₂O，其原料氧化鋱與蓖麻油酸的摩爾比為1:6。

本發明的稀土配合物含有可聚合的碳碳雙鍵，其與脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、活性稀釋劑在紫外光照射下發生交聯聚合反應。

本發明由于稀土配合物的加入，光固化涂膜具有熒光特性，發射出稀土鋱的特征峰，其最大發射峰為547nm，最大激發波長為371nm，可發出綠光。