[发明专利]一种梯度聚合用有机硅纳米凝胶、其制备方法及用途

权利要求书

1.一种梯度聚合用有机硅纳米凝胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将改性有机硅油和丙烯酸酯类单体、链转移剂、自由基引发剂和有机溶剂1加入反应釜中，在60～100℃，磁力搅拌，氮气保护下反应2～6小时得到产物1；其中改性有机硅油与丙烯酸酯类单体摩尔比为1：(1～20)，链转移剂用量为单体总摩尔量的2％～10％，自由基引发剂用量为单体总质量的0.1～5％，有机溶剂1用量为单体总质量的3～6倍；所述改性有机硅油选自乙烯基硅油，(甲基)丙烯酰基改性硅油，苯乙烯改性硅油中的一种或几种；所述链转移剂选自硫醇类链转移剂；所述的硫醇类链转移剂选自巯基乙醇，巯基乙酸，巯基丙醇，巯基丙酸中的一种或几种；

(2)将产物1用有机溶剂2沉降两次，以除去未反应的单体，得到产物2；

(3)将产物2用有机溶剂3溶解后，通过减压蒸馏去除溶剂，得到产物3，即带有羟基的纳米凝胶；

(4)将产物3溶解在有机溶剂4中，加入异氰酸酯类化合物和催化剂在室温下反应，直至傅利叶红外光谱仪检测不到羟基，得到产物4；(5)将产物4按第(2)步，第(3)步所述的方法进行提纯，得到有机硅纳米凝胶─产物5。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改性有机硅油为(甲基)丙烯酰基改性硅油；所述丙烯酸酯类单体选自单官能度(甲基)丙烯酸酯单体，双官能度(甲基)丙烯酸酯单体，多官能团(甲基)丙烯酸酯单体中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体选自二脲烷二甲基丙烯酸酯(UDMA)，甲基丙烯酸异冰片酯(IBMA)中的一种及其混合物。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链转移剂为2-巯基乙醇；所述自由基引发剂选自有机过氧化物和偶氮类引发剂中的一种或几种；所述的有机过氧化物选自过氧化环己酮，过氧化二苯甲酰，叔丁基过氧化氢中的一种或几种；所述的偶氮类引发剂选自偶氮二异丁腈(AIBN)，偶氮二异戊腈(AMBN)，偶氮二异庚腈(ABVN)，偶氮异丁腈基甲酰胺(CABN)，偶氮二环己基甲腈(ACCN)，偶氮二异丁酸二甲酯(AIBME)中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述自由基引发剂为偶氮二异丁腈。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异氰酸酯类化合物选自烯属单异氰酸酯、烯属二异氰酸酯、烯属多元异氰酸酯中的一种或几种；所述烯属单异氰酸酯选自2-异氰酸甲基丙烯酸酯，2-异氰酸丙烯酸酯中的一种及其混合物；所述催化剂选自有机锡催化剂及其混合物；所述有机锡催化剂选自单丁基氧化锡、二丁基氧化锡、二丁基二乙酸锡和二丁基二月桂酸锡中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述烯属单异氰酸酯类化合物为2-异氰酸甲基丙烯酸甲酯；所述催化剂为二丁基二月桂酸锡。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂1选自酯类和芳香类化合物；所述酯类化合物选自乙酸乙酯，乙酸丁酯，丙二醇甲醚乙酸酯；所述芳香类化合物选自苯，甲苯，二甲苯；所述有机溶剂2选自非极性溶剂中的一种或几种；所述非极性溶剂选自石油醚，正己烷，正庚烷中的一种或几种；所述有机溶剂3选自二氯甲烷，三氯甲烷，丙酮，四氢呋喃，二甲基甲酰胺中的一种或几种；所述有机溶剂4选自无水二氯甲烷，无水三氯甲烷，无水丙酮，无水四氢呋喃，无水二甲基甲酰胺中的一种或几种。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂1为乙酸乙酯；所述有机溶剂2为正己烷；所述有机溶剂3为二氯甲烷；所述有机溶剂4为无水二氯甲烷。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改性有机硅油与丙烯酸酯类单体比例为1：(4～9)；所述链转移剂用量为单体总摩尔数的7％，所述自由基引发剂用量为单体总质量的1％；所述有机溶剂1用量为单体总质量的4倍；所述异氰酸酯类化合物用量根据第(1)步反应中羟基的摩尔量来计算，异氰酸根摩尔量与羟基摩尔量相等；所述催化剂用量占单体总质量的0.1％～2％。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产物1是在80℃～95℃，反应2～4小时得到的。

12.一种可自由基光固化的组合物，其特征在于，包含权利要求1所述的有机硅纳米凝胶。