[发明专利]一种含阳离子光固化基团的硅氧化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于紫外光固化含硅材料技术领域，具体涉及含阳离子光固化基团的硅氧化合物及其制备方法。

背景技术

随着人们环保意识的增强，紫外光固化材料以其无溶剂或低溶剂、固化速度快、低有机挥发物以及涂膜性能好等优点，正逐渐取代传统的溶剂型涂料。紫外光固化有自由基固化和阳离子固化两种机理，其中自由基光固化应用较为广泛，但由于其固化膜对基材的附着力较差，有较强的氧气阻聚效应和特有的粘膜刺激性，使其应用受到一定的限制。与自由基固化相比，阳离子固化则可以弥补上述缺陷，阳离子固化体积收缩小，固化膜对各种基材的附着力强；固化时没有氧阻聚；固化反应不易终止，存在“暗反应”，适用于厚膜和色漆的光固化。因此阳离子光固化的研究已成为辐射固化领域的“热点课题”之一。

但是，在一些对阻燃有特定要求的场合，传统树脂固化膜的易燃性使其应用受到了极大的限制。常用的含卤素的阻燃剂在燃烧时会产生有毒、致命的卤化氢气体，因此，开发和研究具有环境友好性的阻燃剂已受到广泛的重视。

欧洲专利EP0412425A1和德国专利DE19856397A1报道了二缩水甘油基膦酸酯类环氧单体的制备及其与环氧体系共聚。在印刷电路板层压材料中，使用双对氨基苯基乙膦氧化物将上述体系固化，所得材料具有良好的阻燃性。但其采用热固化，存在能耗高、固化速度慢，且会排放挥发性有机物(VOC)等缺点。

美国《有机涂层进展》(Progress in Organic Coatings，2009，65：263-268)报道了含磷的三官能团脂环族环氧树脂及其制备方法，并将该含磷的三官能团脂环族环氧树脂与商业化双官能脂环族环氧树脂(UVR-6110)混合，得到含磷的阻燃性阳离子光固化材料。但含磷阻燃剂燃烧时产生的多聚磷酸对金属有腐蚀作用，使含磷阻燃材料在工业界的应用受到很大的限制。

美国通用电器公司开发的添加型阻燃树脂(SFR-100)是一种粘稠的硅氧烷聚合物，但这种添加型阻燃剂与树脂存在分散性和界面相容性的问题，大量添加会导致树脂热学性能和力学性能较大的降低。

美国《聚合物科学杂志》(Journal of Polymer Science：Part A：Polymer Chemistry，2006，44：5580-5587)报道了二缩水甘油基甲基苯基硅氧烷单体及其制备方法，并将二缩水甘油基甲基苯基硅氧烷单体作为双酚A环氧树脂体系(DGEBA)的反应性阻燃剂，比较了树脂中不同添加量对阻燃性能的影响。但由于其采用热固化方式，与紫外光固化方式相比存在能耗高、固化速度慢，且会排放挥发性有机物(VOC)等缺点。

中国专利CN101481458A报道了一种阻燃性脂环族环氧树脂及其制备方法，先将卤代硅烷与脂环族烯烃醇化合物缩合，再将双键环氧化，得到含硅液体脂环族环氧树脂。由于该方法中所使用的卤代硅烷有强烈的腐蚀性，且缩合反应激烈而复杂，需要除酸处理，须使用大量有机溶剂，给大规模工业生产带来工艺条件较难控制、产品质量不稳定和须解决溶剂回收等问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种含阳离子光固化基团的硅氧化合物及其制备方法，以克服现有技术的上述缺陷，采用阳离子光固化来获得含硅阻燃涂层。

本发明的含阳离子光固化基团的硅氧化合物，特征在于其阳离子光固化基团通过硅氧碳键与硅原子相连接，分子通式可表示为：

其中，m为0～2的整数，n为2～4的整数，R₁为阳离子光固化基团，R₂和R₃基团为甲基或苯基。