[发明专利]一种自引发光固化丙烯酸酯/二氧化硅复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种自引发光固化丙烯酸酯/二氧化硅复合材料的制备方法，包括含有beta-二羰基结构的聚酯二元醇的合成、自引发硅氧烷聚氨酯的合成、硅溶胶的合成以及复合材料的制备各单元过程，其特征在于：

所述含有beta-二羰基结构的聚酯二元醇的合成是在氮气气氛、冰水浴的条件下，将二官能度丙烯酸酯单体滴加到beta-二羰基化合物中，控制二官能度丙烯酸酯单体与beta-二羰基化合物的摩尔比为1:1.1-1:2.0，加入二官能度丙烯酸酯单体和beta-二羰基化合物总质量1-5％的有机强碱作为催化剂；滴完后升至室温反应，直至红外谱图上810cm^-1处的丙烯酸酯双键特征峰消失；向反应液中加入羟基官能化的单丙烯酸酯，控制羟基官能化的单丙烯酸酯与beta-二羰基化合物的摩尔比为0.18:1-1:1，于室温继续反应12-24小时，得到粗产物；加入二氯甲烷溶解粗产物，用0.1mol/L的盐酸溶液洗涤，无水Na₂SO₄干燥、过滤，蒸干溶剂，得到含有beta-二羰基结构的聚酯二元醇；

所述自引发硅氧烷聚氨酯的合成是在氮气气氛、冰水浴的条件下，将所述含有beta-二羰基结构的聚酯二元醇滴加到二异氰酸酯中，控制含有beta-二羰基结构的聚酯二元醇与二异氰酸酯的摩尔比为1:1.1-1:2，加入含有beta-二羰基结构的聚酯二元醇和二异氰酸酯总质量0.01-0.1％的锡化合物作为催化剂；滴完后升至65-80℃反应，直至异氰酸根含量达到理论值；反应完成后将反应体系的温度降至10℃以下，向反应液中滴加含有胺基的硅烷偶联剂，控制含有胺基的硅烷偶联剂与二异氰酸酯的摩尔比为0.18:1-1:1，滴完后升至室温，继续反应6-10小时，得到自引发硅氧烷聚氨酯；

所述硅溶胶的合成是在室温下将硅酸四乙酯和无水乙醇按质量比2.3:1混合，同时滴加硅酸四乙酯和无水乙醇总质量15％的HCl溶液，所述HCl溶液的浓度为0.4mol/L；滴完后于室温反应12小时，即得硅溶胶；

所述复合材料的制备是按质量百分比将10-50％的丙烯酸酯预聚物、0-20％的多官能团丙烯酸酯单体、10-30％自引发硅氧烷聚氨酯和10-60％的硅溶胶混合均匀，烘干溶剂，然后在中压汞灯下辐照直至固化膜达到触干，最后在50℃的蒸馏水中浸泡2-5小时，75℃干燥3-6小时，得到自引发光固化丙烯酸酯/二氧化硅复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述二官能度丙烯酸酯单体选自1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧基化1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯或乙氧基化双酚A二丙烯酸酯。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述beta-二羰基化合物选自乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯或乙酰乙酸甲酯。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述有机强碱选自1,1,3,3-四甲基胍、1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述羟基官能化的单丙烯酸酯选自丙烯酸-beta-羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸-alpha-羟基环己酯或丙烯酸-3-氯-2-羟基丙酯。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、间-二甲苯二异氰酸酯中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述锡化合物选自二丁基二月桂酸锡、氯化亚锡或二丁基氧化亚锡。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述含有胺基的硅烷偶联剂选自3-氨基丙基三甲氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

复合材料的制备过程中各原料组成按质量百分比构成为丙烯酸酯预聚物20-50％，多官能团丙烯酸酯单体10-20％，自引发硅氧烷聚氨酯10-20％，硅溶胶10-60％。