[發(fā)明專利]一種新型植物油基的有機-無機雜化涂層材料的制備方法

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• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111349393A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高飛;申亮;羅序楊
• 申請（專利權(quán)）人: 江西科技師范大學(xué)
• 主分類號: C09D183/08
• 分類號: C09D183/08;C07C319/18;C07C323/52;C07C319/20
• 代理公司: 南昌大牛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 36135
• 代理人: 喻莎

本發(fā)明公開了一種新型植物油基的有機?無機雜化涂層材料的制備方法。該方法是以大豆油和2?巰基乙醇為原料，在氮氣流保護下，用紫外光(8mM，365nm)刺激反應(yīng)5.5h得到巰基改性大豆油，再由巰基改性大豆油和乙酰乙酸叔丁酯為原料，在氮氣保護下，反應(yīng)(110℃)10h得到乙酰乙酸化改性大豆油。最后由乙酰乙酸酯改性大豆油和不同的氨基硅烷發(fā)生乙酰乙酸酯?胺反應(yīng)和原位溶膠?凝膠技術(shù)反應(yīng)，固化成膜。本發(fā)明介紹了一種基于植物油基的新型固化體系，可用于新型有機?無機雜化涂層的制備，反應(yīng)條件較溫和，原料中的大豆油為可再生植物油，且廉價，符合可持續(xù)發(fā)展要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種基于乙酰乙酸酯改性大豆油和不同的氨基硅烷發(fā)生乙酰乙酸酯-胺反應(yīng)和原位溶膠-凝膠技術(shù)反應(yīng)固化涂層的制備方法，涉及可改性植物基的新型固化體系，屬于高分子涂層領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，由于對化石原料的需求和環(huán)境問題，使用可再生資源代替石油作為制備涂層材料的原料受到了相當(dāng)大的關(guān)注。植物油作為可再生資源，具有獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)，包含羥基、酯、不飽和結(jié)構(gòu)和其他官能團，這些結(jié)構(gòu)可以進行改性，以制備適用于多種用途的低分子量聚合材料。

乙酰乙酸化學(xué)用于制備熱固性樹脂很前途的研究方向，因為乙酰乙酸酯官能團可以與各種基團反應(yīng)，包括醛、異氰酸酯、丙烯酸酯、和胺。盡管許多熱固性樹脂是使用乙酰乙酸酯化學(xué)和胺制備的，但關(guān)于生物基涂層材料的合成報道很少。Trumbo等人利用多官能胺和乙酰化蓖麻油開發(fā)了新型生物基涂料，發(fā)現(xiàn)通過提高溫度可以改善涂料的性能。Dean等人發(fā)明了基于多功能胺和乙酰乙酸化蔗糖的新型生物基涂層材料，并且通過調(diào)節(jié)乙酰乙酸化蔗糖中的取代度可以提高所得涂層的性能。最近，我們的課題組報道了使用改性乙酰化蓖麻油和多官能胺開發(fā)的生物基涂料，并且發(fā)現(xiàn)它們的性能隨著乙酰乙酸酯含量的增加而提高。然而，利用乙酰乙酸化的植物基材料制備有機-無機雜化涂層材料還沒有報道。

發(fā)明內(nèi)容

硅基雜化材料有望用于制備有機-無機雜化材料，其中有機硅氧烷前體的縮合可以通過溶膠-凝膠技術(shù)進行，這些材料具有新穎的化學(xué)和物理性質(zhì)。可用于許多技術(shù)領(lǐng)域，包括電子材料、分離科學(xué)、固體電解質(zhì)、作為功能涂層等。

本發(fā)明開發(fā)了一種基于乙酰乙酸化大豆油的新型有機-無機雜化涂層材料，其反應(yīng)機理如方案1所示。本研究的主要創(chuàng)新點包括:(1)乙酰化大豆油通過無溶劑方法由大豆油制備，(2)有機-無機雜化涂層材料可以在包括兩個反應(yīng)(胺-乙酰乙酸酯反應(yīng)和原位溶膠-凝膠技術(shù))的一個步驟中獲得，(3)這些有機-無機雜化涂層材料的水接觸角高于90°；(4)該方法可以很好的制備可再生的有機-無機雜化涂層材料，主要原因是植物油包含很多不飽和碳碳雙鍵，很容易制備乙酰乙酸酯化植物基原料。

本發(fā)明是通過如下步驟來實現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及新型的涂層，其結(jié)構(gòu)如下所示

本發(fā)明制備新型涂層的過程如下：

(1)巰基改性大豆油的制備；

(2)乙酰乙酸酯化改性大豆油的制備；

(3)新型涂層的制備；

所述新型有機-無機雜化涂層材料的制備方法為：

1)大豆油和加入到反應(yīng)瓶中在氮氣下攪拌10min，其中大豆油與2-羥基-2-甲基苯基丙酮的質(zhì)量比為20:1；

2)將2-巰基乙醇加入到步驟1)所述溶液中，用紫外光(8mW，365nm)刺激反應(yīng)5.5h。反應(yīng)完成后，通過110℃低空蒸餾提取得到黃色油，其中2-巰基乙醇和大豆油的摩爾比為6:1；