[發明專利]一種低收縮UPy-離子液體混合型光固化單體的制備

在審

• 申請號: 201910195583.0
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN109879816A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 袁妍;李聰;董延茂
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: C07D239/47
• 分類號: C07D239/47;C07D233/60;C08F220/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種低收縮UPy?離子液體混合型光固化單體的制備：(1)首先以6甲基?異胞嘧啶與NCO取代的丙烯酸反應進行加成反應，合成含有丙烯酸雙鍵的UPy單體；(2)其次以咪唑、氯代醇與丙烯酰氯進行反應，合成含有丙烯酸雙鍵的離子液體。(3)將二者混合均勻，作為混合型單體與樹脂混合，獲得較低的收縮率的光固化涂層。

技術領域

本發明涉及光固化領域，尤其是涉及一種低收縮UPy-離子液體混合型光固化單體的制備。

背景技術

紫外光固化技術由于其聚合速度快，聚合條件溫和，因此具有獨特的高效、適應性廣、經濟、節能、環境友好的“5E”特點，在涂料、油墨、膠粘劑、印刷板材等許多領域得到廣泛應用。但是任何技術都不是完美無缺的，在光固化過程中由于單體或低聚物之間的分子間距會快速的由遠程范德華力轉變為近態共價鍵力，造成了體積的減小。由于其聚合速度很快，分子鏈不能完全舒展，應力無法釋放，會導致嚴重的體積收縮，影響材料的使用。

而氫鍵作為一種典型的非共價鍵，可以在聚合過程中形成斷裂重組，研究發現氫鍵的斷裂重組可以耗散能量，這就為氫鍵降低光固化收縮率提供了理論依據。James A等人在烯烴聚合物網絡中引入胺酯鍵，使用其形成氫鍵的可逆重組耗散能量可以使材料的斷裂伸長率和韌性提高，同時具有自修復功能。

脲基嘧啶酮(ureidopyrimidinone，UPy)可通過氫鍵作用形成四重氫鍵二聚體，在CHCl₃中的二聚常數Kdim大于6×10⁷mol/L，因其制備方法簡單、結合常數高而被用來改性各種線型聚合而得到了廣泛的應用。其中含四重氫鍵基元單體的合成與應用成為了光固化領域的研究熱點之一。但是由于UPy集團強大分子間和分子內的氫鍵作用，使其具有不熔化、在大多數溶劑中不溶解的特點，導致其與光固化單體及引發劑相容性差，嚴重阻礙其應用。

離子液體是指在室溫或接近室溫下呈現液態的、完全由陰陽離子所組成的鹽，是近年來興起的一類極具應用前景的環境友好型溶劑，以其特有的良溶劑性、強極性、穩定性好、不揮發、不氧化優良性能而受到化學界的廣泛關注。過梅麗等應用咪唑型離子液體溶解纖維素，通過FTIR測試發現溶解前后纖維素的譜圖幾乎沒有發生變化，說明離子液體了可以良好的溶解纖維素。尉志武研究發現離子液體內部除了離子鍵作用力以外，也存在著較大的氫鍵作用力，這也就為其溶解含四重氫鍵基元單體提供了可行性。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本申請人提供了一種低收縮UPy-離子液體混合型光固化單體的制備方法。本發明解決了光固化單體收縮率高的缺點，既保留四重氫鍵基元單體的優越性能，又具有離子液體的不揮發穩定性好的優點，兩種材料取長補短，將擁有非常廣闊的應用前景。

本發明的技術方案如下：

所述光固化混合單體的制備方法包括如下步驟：

(1)分別制備UPy單體、含丙烯酸雙鍵的離子液體；

(2)將UPy單體、含丙烯酸雙鍵的離子液體進行混合，通過超聲波振蕩和高速分散，得到淡黃色澄清透明的混合單體。

所述UPy--離子液體混合單體由以下質量百分比含量的原料組成：

UPy單體 20～25％

離子液體 75～80％

所述UPy單體的制備方法為：

(1)將6-甲基異胞嘧啶與DMSO在130～150℃下加熱0.3～0.8h，攪拌形成澄清溶液；所述6甲基-異胞嘧啶與DMSO的質量比為1∶20～40；

(2)再在N₂保護條件下，緩慢滴加NCO取代的丙烯酸，20～40℃攪拌反應0.5～1.5h；然后將該反應瓶放入冰水浴終止反應，會產生很多白色固體。