[发明专利]一种液晶环氧光敏树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种液晶环氧光敏树脂及其制备方法。将含介晶基元且端部带有‑OH的化合物、环氧氯丙烷和催化剂混合，通入N₂保护，在40~100℃下反应得到溶液A；滴加NaOH到溶液A中，去除反应生成的水，继续反应0.1~4小时后将产物过滤除去NaCl，将所得滤液除去多余的EHC，得到溶液B；溶液B与甲醇/丙酮溶液混合，降温结晶，得到的结晶物用甲醇洗涤并抽滤、烘干，得到液晶环氧光敏树脂。本发明提供的液晶环氧光敏树脂具有液晶有序和网络交联两者的优势，从而使液晶环氧树脂具有优良的光、电性能和较好的热机械性能，又可以通过紫外光照射来实现其固化，尺寸收缩率低，有效解决了其成型性差的缺点，而且具有固化速度快、生产效率高、污染小、节省能源等优点。

技术领域

本发明涉及紫外光固化材料技术领域，特别涉及一种液晶环氧光敏树脂及其制备方法。

背景技术

紫外光(UV)固化是辐射固化的一类，它是利用紫外光引发具有化学反应活性的液态物质快速转变为固态物质的过程。紫外光固化技术被认为是一种环境友好的绿色技术，亦称3E技术，即节能、环保、经济。紫外光固化树脂是一种分子量相对较低的感光性树脂，具有可进行光固化反应的基团，如各类不饱和双键或环氧基等。目前紫外光固化树脂主要有环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂。这些树脂目前虽然可以应用于许多领域，但一般耐水性和耐高温性较差、固化收缩大。因此，开发出一种新型的高性能紫外光固化树脂极具现实意义。

液晶环氧树脂(LCER)是一种重要的热固性液晶高分子材料。其分子结构中含有易取向的介晶基元和可反应的环氧基团，是一种在特定条件下反应后固化形成具有分子交联、高度有序的网状结构的热固性液晶高分子。在有固化剂的参与反应下，LCER分子内特殊的基团能与其发生固化反应，此反应过程中会改变环氧化合物以及固化剂的结构，进而很快且较易地合成具有同一类型且结构不同的聚合物网络，也正是如此，液晶环氧树脂具有液晶有序和网络交联两者的优势。此优势使得液晶环氧树脂具有优良的光、电性能和较好的热机械性能，并且还具备良好的耐水性和耐热性等优点。

国内外许多研究学者对各种结构的液晶环氧树脂的合成研究颇有兴趣。此外，因为环氧树脂有着良好的力学性能和机械性能等，并且应用广泛且常见，所以学者对用环氧官能团封端介晶单元进行广泛研究。据此生产出来的LCER的综合性能更加突出，使得固化物的韧性大为提高，并使原来的材料附带一些与之没有的新的物理、力学等性能，可以将其应用于特种涂料、非线性光学材料等领域上，并且具有广阔的发展潜力。因而寻求降低加工成本的有效途径，合成和制造综合性能良好的液晶环氧化合物必将成为LCER的发展趋势。

目前液晶环氧树脂的固化方式多数是热固化，固化剂多数是胺类，由于在胺和环氧基之间形成受限的键角，导致固化过程中，LCER的线性排列很难形成，因此得到的固化产物，其有序结构区域很少或者分散度很大，形成了多畴液晶交联网络。所以常规的固化方式不能得到高度取向的液晶交联网络，除非使用外力因素，如电场、磁场等。显然，在电磁场条件下固化大大增加了工艺难度。因此，需要一种即使在固化后仍能保持液晶元分子高度取向排列的简单且经济高效的方法与其他固化方法相比，紫外光(UV)固化技术具有固化速度快、生产效率高、污染小、节省能源、降低成本等优点。

因此，积极开展可紫外光固化的高性能液晶环氧光敏树脂的研究具有重要的理论意义和应用价值。

发明内容

针对现有技术的情况和不足，本发明的目的在于提供一种性能优异并且合成工艺简单的液晶环氧光敏树脂及其制备方法。本发明提供的液晶环氧光敏树脂的机械性能优异。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种液晶环氧光敏树脂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按摩尔计，以10份含介晶基元且端部带有-OH的化合物、50～500份环氧氯丙烷(EHC)和0.1～1.0份的催化剂为原料进行混合，通入N₂保护，然后在40～100℃下反应5～24小时，得到溶液A；