[发明专利]一种光固化材料及其制备方法与应用

说明书

一种光固化材料及其制备方法与应用，利用植物油与马来酸酐反应生成马来酸酐化植物油；然后将得到的马来酸酐化植物油进行碱洗和酸洗，得到植物油基多元羧酸化合物；接着利用甲基丙烯酸缩水甘油酯对生成的植物油基多羧酸化合物进行改性，得到植物油基多丙烯基酯预聚体。另外，利用苹果酸和乙烯基单体发生酯化反应得到苹果酸基稀释单体；随后将合成的苹果酸基稀释单体和光引发剂均匀分散到上述合成的植物油基多丙烯基酯预聚体中得到UV固化树脂；最后将合成的光敏树脂进行光固化，得到UV固化材料。所得材料生物基含量高，并具有优良的力学、热学、涂膜、自修复和再加工性能，可用于木器、金属、塑料等表面涂层的基体材料应用。

技术领域

本发明属于光固化材料领域，具体涉及一种光固化材料及其制备方法与应用。

背景技术

现代社会中有机涂料被广泛的应用于装饰、保护和某些特定的用途，如抗菌、防污、阻燃等。传统的有机涂料中通常包含易挥发性有机化学品(VOC)，以降低涂料的粘度，但这不能满足日益增长的环保需求。在过去的几十年中，紫外光(Ultraviolet,简称UV)固化技术因其具有高效、节能、适应性广、经济、环保等5E特点而受到了人们广泛的关注。然而，目前报道的大多数UV固化树脂来自不可再生的、污染环境的化石能源。另外，UV固化后的材料通常具有稳定的交联网络，无法像热塑性聚合物那样可以通过熔融来实现再加工或回收，因此造成了材料的浪费和环境的污染。

同时实现可回收和再加工的一种非常有效的策略是在UV固化材料中引入动态键。动态共价聚合物具有悠久的历史，早在1946年人们就发现硫化橡胶中的二硫键始终处于断键和成键的动态平衡；1954年发现硅橡胶中存在着硅氧烷平衡。但这并没有引起人们的广泛重视。近年来，随着“dynamers”，“covalent adaptable network(CAN)”以及“vitrimers”等不同概念的提出，动态化合物迅速发展起来。与传统的热固性材料相比，动态化合物具有独特的优势，如可修复和再加工性。迄今为止，包括酯交换反应(TERs)、氨基甲酰化、二硫键形成、酰亚胺化、硼酸酯键、烯烃复分解等在内的诸多共价键已被应用于动态共价化合物的设计和组装过程中。其中，TERs引起了人们极大的兴趣，这主要是因为在目前常见的商业热固性聚合物如环氧树脂、不饱和聚酯树脂、丙烯酸酯树脂等中都存在着大量的酯键。最近几年，TERs已被用于制造可回收的UV固化材料(Nature communications,2018,9,1831；ChemSusChem,2019,12,893-902；ACS Sustainable ChemistryEngineering,2020,816842-16852)。然而目前报道的基于TERs的UV固化材料都需要在高温(150℃)下热处理一段时间，这限制了它们在UV涂料行业中的实际应用；另外，所制备的UV固化材料的生物基含量普遍不高，这意味着它们仍过多的依赖化石能源。

发明内容

解决的技术问题：本发明为了克服现有生物基光固化材料不可回收和再加工以及生物基含量较低等缺陷，提供一种光固化材料及其制备方法与应用。