[发明专利]一种丙烯酸酯齐聚物及其制备方法与应用方法

说明书

本发明公开了一种丙烯酸酯齐聚物，所述丙烯酸酯齐聚物由异氰酸酯基封端的齐聚物与甲基丙烯酸乙二醇甲酸酯反应得到。本发明提供的丙烯酸酯齐聚物在光固化之后，其分子结构、交联密度等网络结构特征可以经过特定的后处理进行改变，从而其热、力学性能也能通过后处理进行调整。由于热处理后生成的甲酸酯组分不具有吸水性且玻璃化温度较低，所以热处理后最终得到的材料具有较低的吸水率和玻璃化转变温度。本发明同时还提供了一种丙烯酸酯齐聚物的制备方法及应用方法。

技术领域

本发明属于光固化低聚物领域，特别涉及一种丙烯酸酯齐聚物及其制备方法与应用方法。

背景技术

光固化是以光为能源，引发具有光反应活性的液态物质快速转变为固态的过程。光固化技术具有高效、适应性广、经济、节能、环保的特点。光固化技术还应用于涂料、油墨、胶黏剂、光刻胶、3D打印等等领域。

光固化体系主要由齐聚物、活性稀释剂和光引发剂组成，其中齐聚物性能决定固化后的性能，如硬度、韧性等。通常，光固化形成的是一个非常稳定的不融化不溶解的三维聚合物网络结构，也被称为热固性聚合物。为保证较高的固化速度，光固化形成的聚合物通常具有较高的交联密度，导致其力学性能差，具体表现为质脆、韧性差。

公开号为201910790012.1的中国专利公开了一种聚氨酯丙烯酸酯齐聚物，分子结构中含有可解离的大位阻氨酯键，该聚氨酯丙烯酸酯齐聚物在光固化之后，大位阻氨酯键会发生解离，暴露出的异氰酸酯基团与水汽反应，导致材料的分子结构、交联密度等网络结构特征发生改变，最终是材料力学性能发生变化。公开号为202110198554.7的中国专利公开了一种聚脲丙烯酸酯齐聚物，也是含有可解离的大位阻胺酯键，该聚脲丙烯酸酯齐聚物在光固化之后，大位阻胺酯键发生解离，体系中产生的异氰酸酯基会和体系中存在的脲键反应(不需要水汽作用)，使分子结构和力学性能发生改变。上述两个专利都是在分子结构中引入大位阻氨酯键，利用其在一定温度下的解离，引起网络结构和性能改变。大位阻氨酯键在解离之后会产生氨基会使体系具有吸湿性，另外网络结构重排后体系中的含氨基的组分具有较高的玻璃化转变温度(大于45℃)，使整个体系的玻璃化温度也不能降低，材料的低温弹性会较差。

因此，如果能引入另一种区别于大位阻氨酯键的可解离的基团和结构，将解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丙烯酸酯齐聚物，光固化之后，其分子结构、交联密度等网络结构特征可以经过特定的后处理进行改变，从而其热、力学性能也能通过后处理进行调整。本发明还提供了一种丙烯酸酯齐聚物的制备方法和在制备光固化聚合物上的应用方法。

本发明目的通过如下技术路线实现：

一种丙烯酸酯齐聚物，所述丙烯酸酯齐聚物由异氰酸酯基封端的齐聚物与甲基丙烯酸乙二醇甲酸酯反应得到：

其中，R为氢或甲基。

上述齐聚物中通过异氰酸酯和甲酸酯的反应，生成了氨酯酯键。该化学键是一个不稳定化学键，在加热条件会解离重新生成异氰酸酯和甲酸酯。生成的异氰酸酯可以通过水汽固化形成聚脲或者和体系中脲键反应生成脲氨酯，从而改变网络结构和材料性能。由于热处理后生成的甲酸酯组分不具有吸水性且玻璃化温度较低，所以热处理后最终得到的材料具有较低的吸水率和玻璃化转变温度(甲酸酯组分的Tg约为20℃)。

或者

本发明提出的丙烯酸酯齐聚物是由异氰酸酯基封端的齐聚物与甲基丙烯酸乙二醇甲酸酯反应得到。所述异氰酸酯基封端的齐聚物由含异氰酸酯化合物与含活泼氢化合物反应得到，异氰酸酯与活泼氢的摩尔比大于1。

含活泼氢化合物可以选自多元醇或多元胺的一种或几种。