[发明专利]硅氧烷基光引发聚合丙烯酸酯/二氧化硅纳米材料及制法

摘要

本发明公开了一种以含有硅氧烷基双官能光引发剂引发聚合的紫外光固化丙烯酸酯/二氧化硅纳米杂化材料及其制备方法，特征是先采用巯基羧酸和羟基官能化的光引发剂制备带有巯基基团的光引发剂；然后将其与硅烷偶联剂反应得到含有硅氧烷基的双官能光引发剂；将该双官能光引发剂与丙烯酸酯单体、丙烯酸酯低聚物和正硅酸四乙酯预聚物混合，即制得本发明的可紫外光固化的丙烯酸酯/二氧化硅纳米杂化涂料；该杂化涂料经中压汞灯辐照所获得的紫外光固化的丙烯酸酯/二氧化硅纳米杂化材料，具有良好的物理机械性能和耐热性，工业应用前景广泛。本发明的制备方法操作简单易行，能得到分散性优良、两相相容性较好的有机无机纳米杂化涂料。

主权项

一种以含有硅氧烷基双官能光引发剂引发聚合的紫外光固化丙烯酸酯/二氧化硅纳米杂化材料的制备方法，包括先采用溶胶凝胶法制备正硅酸四乙酯的预聚物：将按重量比20～60％的正硅酸四乙酯、0.05～0.15％的盐酸和按正硅酸四乙酯的摩尔量1～4倍的水加入到乙醇中，在室温及搅拌速度为200～500rpm的条件下进行水解缩合2～5小时，得到正硅酸四乙酯预聚物；其特征在于：在巯基羧酸与羟基官能化的光引发剂摩尔比为1.05∶1～1.15∶1且反应物总浓度为0.40～0.9g/mL的溶液中，按反应物重量的0.1～1％加入酯化催化剂1，在惰性气氛、110～130℃的条件下回流12～24小时，获得带有巯基的光引发剂；所述酯化催化剂1是4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐、甲基磺酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、盐酸或磷酸；再往含有带巯基的光引发剂与硅烷偶联剂的摩尔比为1∶1、反应物总浓度为1～2g/mL的溶液中，按反应物重量的0.1～1％加入碱性催化剂2，在惰性气氛、室温条件下反应12～36小时，除去溶剂，即得含有硅氧烷基的双官能光引发剂；所述碱性催化剂2是叔胺、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐或醇盐，包括三乙胺、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾或乙醇钠；然后，再按重量比将50～80％的丙烯酸酯低聚物、10～40％的丙烯酸酯单体和2～10％的含有硅氧烷基团的双官能光引发剂，与2～10％的正硅酸四乙酯预聚物混合，持续搅拌并超声至均一透明，即得可紫外光固化的丙烯酸酯/二氧化硅纳米杂化涂料。