[发明专利]光固化纳米杂化材料及其合成方法和用途

权利要求书

1.一种具有光固化反应性基团的光固化纳米杂化材料，其结构中包括以下式(1)所示的结构部分：

式(1)

其中，R为光固化反应性基团，具体为CH₂＝CH-、或CH₂＝C(CH₃)COO-R₁-，其中R₁为亚烷基；

波浪线表示以上式(1)所示结构部分的重复扩展或氢。

2.根据权利要求1所述的具有光固化反应性基团的光固化纳米杂化材料，其结构中包括以下式(1)所示的结构部分：

式(1)

其中，R为光固化反应性基团CH₂＝C(CH₃)COO-R₁-，R₁为亚烷基，优选亚丙基-CH₂CH₂CH₂-，即R优选为光固化反应性基团CH₂＝C(CH₃)COO-CH₂CH₂CH₂-；

波浪线表示以上式(1)所示结构部分的重复扩展或氢。

3.根据权利要求1或2所述的具有光固化反应性基团的光固化纳米杂化材料，其通过以下方法制备：在氮气氛下，在催化剂存在下，在有机溶剂中，在20-80℃的温度下，使具有光固化反应性基团的硅氧烷和去离子水反应，所得水解产物缩聚，减压除去反应体系中的溶剂以及其它小分子，得到具有光固化反应性基团的光固化纳米杂化材料，其中，具有光固化反应性基团的硅氧烷选自乙烯基硅氧烷、和(甲基)丙烯酰氧基硅氧烷，优选γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

4.一种具有光固化反应性基团的光固化纳米杂化材料的制备方法，该方法包括：在氮气氛下，在催化剂存在下，在有机溶剂中，在20-80℃的温度下，使具有光固化反应性基团的硅氧烷和去离子水反应，所得水解产物缩聚，减压除去反应体系中的溶剂以及其它小分子，得到具有光固化反应性基团的光固化纳米杂化材料，其中，带有光固化反应性基团的硅氧烷选自乙烯基硅氧烷、和(甲基)丙烯酰氧基硅氧烷，优选γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，带有光固化反应性基团的硅氧烷、有机溶剂、去离子水和催化剂的摩尔比为40∶30∶1∶0.1-10∶100∶0.2∶0.01，优选30∶30∶0.3∶0.1-30∶90∶0.3∶0.05。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，催化剂选自盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、苯磺酸、和甲基磺酸；和/或

有机溶剂选自甲醇、乙醇、和异丙醇。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的具有光固化反应性基团的光固化纳米杂化材料在制备光固化涂料中的用途。

8.一种光固化涂料，其通过以下方法制备：在20-50℃的温度下，使10-30重量份的权利要求1-3中任一项所述具有光固化反应性基团的光固化纳米杂化材料、40-60重量份的光固化树脂、10-40重量份的单体活性稀释剂、3-5重量份的自由基光引发剂、和1-5重量份的助剂混合均匀，优选使10-30重量份的上述具有光固化反应性基团的光固化纳米杂化材料、40-60重量份的光固化树脂、10-40重量份的单体活性稀释剂、3-5重量份的自由基光引发剂、和1-5重量份的助剂混合均匀，即得到光固化涂料。

9.根据权利要求8所述的光固化涂料，其中，光固化树脂选自环氧(甲基)丙烯酸树脂、聚氨酯(甲基)丙烯酸树脂、聚醚(甲基)丙烯酸树脂、聚酯(甲基)丙烯酸树脂以及丙烯酸酯化聚丙烯酸树脂。

10.根据权利要求8或9所述的光固化涂料，其中，单体活性稀释剂选自单官能-、双官能-以及多官能-(甲基)丙烯酸酯单体，例如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6-己二醇双丙烯酸酯、二缩三丙二醇双丙烯酸酯、二丙二醇双丙烯酸酯、新戊二醇双丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇双丙烯酸酯、苯氧乙基丙烯酸酯、和乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，优选选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6-己二醇双丙烯酸酯、和二缩三丙二醇双丙烯酸酯。