[发明专利]超低粘度单官能团氨基甲酸酯单体及其制备与应用

说明书

技术领域

本发明属于感光高分子材料领域，具体涉及一种采用非异氰酸酯方法 合成的超低粘度单官能团氨基甲酸酯单体及其制备与应用。

背景技术

氨酯丙烯酸酯在光固化涂料、油墨、胶黏剂等领域有着广泛的应用。 目前，通常采用异氰酸酯与带有羟基的化合物进行加成，制得氨酯丙烯酸 酯。该方法存在两个缺陷：一是异氰酸酯具有刺激性气味，对皮肤、眼睛 和呼吸道有强烈的刺激作用，毒副作用比较大；二是所生成的产物中含有N -H键，存在着很强的氢键作用，因而产物的粘度普遍较大，影响了其应用。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，而提供一种无刺激性和毒 副作用，且粘度低的单官能团氨基甲酸酯丙烯酸酯及其制备与应用。

本发明所提供的超低粘度单官能团氨基甲酸酯单体的结构如通式I所 示：

式中，R₁为甲基、乙基、异丙基、苯基或环己基中的一种；R₂为乙基、 异丙基、苯基或环己基中的一种；R₃为氢原子或甲基；R₄为氢原子、甲基或 乙基中的一种。

本发明所提供超低粘度单官能团氨基甲酸酯单体的制备方法，包括以 下步骤：

1)将环状碳酸酯与仲胺，按摩尔比1∶1-2溶于有机溶剂中，并于30-120 ℃反应1-10h，使环状碳酸酯完全开环，而后除去有机溶剂，得到含羟基的 酰胺类中间产物；

2)将步骤1)中得到的含羟基的酰胺类中间产物与酰氯和三级胺加入 溶于有机溶剂中，其中，含羟基的酰胺类中间产物与酰氯的摩尔比为1∶1-2， 三级胺与酰氯的摩尔比为1∶1-3，于-10-20℃反应3-5h后，洗涤除去未反 应物质和副产物，得到超低粘度单官能团氨基甲酸酯单体。

其中，步骤1)中所述的环状碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或碳酸 丁烯酯中的一种。

步骤1)中所述的仲胺为二环己胺、二苯胺、N-甲基苯胺、二乙胺或 二异丙胺中的一种。

步骤2)中所述的酰氯为丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯。

步骤2)中所述的三级胺为三乙胺、三丙胺、三异丙胺、三正丁胺、N， N-二甲基苯胺或三苯胺中的一种。反应体系中加入三级胺可吸收反应中产 生的HCl。

步骤1)和2)中所述的有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、三 氯甲烷、乙酸乙酯、正己烷、环己烷、辛烷或环己酮中的一种。

步骤2)中除了利用酰氯化反应引入双键外，也可以采用丙烯酸或甲基 丙烯酸中的一种与含羟基的酰胺类中间产物的酯化反应引入双键，丙烯酸 或甲基丙烯酸与含羟基的酰胺类中间产物的摩尔比为1∶1-3，不加入三级 胺。

本发明所提供的超低粘度单官能团氨基甲酸酯单体可作为活性稀释 剂，用于制备光固化涂层材料，具体步骤如下：

将超低粘度单官能团氨基甲酸酯单体与光引发剂搅拌溶解后，再加入 光反应性树脂搅拌溶解，得到光固化涂层材料，反应体系中，超低粘度单 官能团氨基甲酸酯单体、光引发剂和光反应性树脂的质量百分含量分别为 20-60％、1-10％和30-70％；

其中，所述的光引发剂为苯偶姻及其衍生物、苯偶酰衍生物、二烷基 氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、二苯甲酮/叔胺、蒽醌/叔 胺、硫杂蒽酮/叔胺或樟脑醌/叔胺中的一种或多种；所述的光反应性树脂 为环氧(甲基)丙烯酸树脂、聚氨酯(甲基)丙烯酸树脂、聚酯(甲基) 丙烯酸树脂、聚醚(甲基)丙烯酸树脂或丙烯酸酯化聚(甲基)丙烯酸树 脂中的一种或多种。

与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：

1)本发明所提供的超低粘度单官能团氨基甲酸酯单体不含N-H键，消 除了氢键的影响，因此粘度低。

2)本发明所提供的方法转化率高、反应条件温和、无需添加催化剂、 副反应少、产品分离纯化容易，且不含有害的异氰酸酯化合物。

3)本发明所提供的超低粘度单官能团氨基甲酸酯单体作为活性稀释 剂，用于制备光固化涂层材料时，光聚合反应活性高，对低聚物的稀释能 力也非常好。

附图说明

图1、实施例1制备的超低粘度单官能团氨基甲酸酯单体的红外谱图。