[发明专利]一种低收缩UPy-离子液体混合型光固化单体的制备

说明书

本发明公开了一种低收缩UPy‑离子液体混合型光固化单体的制备：(1)首先以6甲基‑异胞嘧啶与NCO取代的丙烯酸反应进行加成反应，合成含有丙烯酸双键的UPy单体；(2)其次以咪唑、氯代醇与丙烯酰氯进行反应，合成含有丙烯酸双键的离子液体。(3)将二者混合均匀，作为混合型单体与树脂混合，获得较低的收缩率的光固化涂层。

技术领域

本发明涉及光固化领域，尤其是涉及一种低收缩UPy-离子液体混合型光固化单体的制备。

背景技术

紫外光固化技术由于其聚合速度快，聚合条件温和，因此具有独特的高效、适应性广、经济、节能、环境友好的“5E”特点，在涂料、油墨、胶粘剂、印刷板材等许多领域得到广泛应用。但是任何技术都不是完美无缺的，在光固化过程中由于单体或低聚物之间的分子间距会快速的由远程范德华力转变为近态共价键力，造成了体积的减小。由于其聚合速度很快，分子链不能完全舒展，应力无法释放，会导致严重的体积收缩，影响材料的使用。

而氢键作为一种典型的非共价键，可以在聚合过程中形成断裂重组，研究发现氢键的断裂重组可以耗散能量，这就为氢键降低光固化收缩率提供了理论依据。James A等人在烯烃聚合物网络中引入胺酯键，使用其形成氢键的可逆重组耗散能量可以使材料的断裂伸长率和韧性提高，同时具有自修复功能。

脲基嘧啶酮(ureidopyrimidinone，UPy)可通过氢键作用形成四重氢键二聚体，在CHCl₃中的二聚常数Kdim大于6×10⁷mol/L，因其制备方法简单、结合常数高而被用来改性各种线型聚合而得到了广泛的应用。其中含四重氢键基元单体的合成与应用成为了光固化领域的研究热点之一。但是由于UPy集团强大分子间和分子内的氢键作用，使其具有不熔化、在大多数溶剂中不溶解的特点，导致其与光固化单体及引发剂相容性差，严重阻碍其应用。

离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴阳离子所组成的盐，是近年来兴起的一类极具应用前景的环境友好型溶剂，以其特有的良溶剂性、强极性、稳定性好、不挥发、不氧化优良性能而受到化学界的广泛关注。过梅丽等应用咪唑型离子液体溶解纤维素，通过FTIR测试发现溶解前后纤维素的谱图几乎没有发生变化，说明离子液体了可以良好的溶解纤维素。尉志武研究发现离子液体内部除了离子键作用力以外，也存在着较大的氢键作用力，这也就为其溶解含四重氢键基元单体提供了可行性。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种低收缩UPy-离子液体混合型光固化单体的制备方法。本发明解决了光固化单体收缩率高的缺点，既保留四重氢键基元单体的优越性能，又具有离子液体的不挥发稳定性好的优点，两种材料取长补短，将拥有非常广阔的应用前景。

本发明的技术方案如下：

所述光固化混合单体的制备方法包括如下步骤：

(1)分别制备UPy单体、含丙烯酸双键的离子液体；

(2)将UPy单体、含丙烯酸双键的离子液体进行混合，通过超声波振荡和高速分散，得到淡黄色澄清透明的混合单体。

所述UPy--离子液体混合单体由以下质量百分比含量的原料组成：

UPy单体 20～25％

离子液体 75～80％

所述UPy单体的制备方法为：

(1)将6-甲基异胞嘧啶与DMSO在130～150℃下加热0.3～0.8h，搅拌形成澄清溶液；所述6甲基-异胞嘧啶与DMSO的质量比为1∶20～40；

(2)再在N₂保护条件下，缓慢滴加NCO取代的丙烯酸，20～40℃搅拌反应0.5～1.5h；然后将该反应瓶放入冰水浴终止反应，会产生很多白色固体。