一种固化材料组合物及其应用和固化树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及固化材料领域，公开了一种固化材料组合物及其应用和固化树脂及其制备方法和应用，该组合物中含有组分A和组分B；所述组分A和所述组分B的含量摩尔比为1

【技术实现步骤摘要】
一种固化材料组合物及其应用和固化树脂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及固化材料领域，具体涉及一种固化材料组合物、所述固化材料组合物在制备固化树脂中的应用、一种制备固化树脂的方法及由该方法制备得到的固化树脂，所述固化树脂在光刻胶、3D打印、建筑、医疗、汽车和电子制造领域中的应用。

技术介绍

[0002]光固化材料和热固化材料，可用作涂料、油墨、胶黏剂、粘接剂等，广泛应用于建筑、医疗、汽车、电子制造等领域。
[0003]目前使用较多的光、热固化材料体系为丙烯酸类物质，以丙烯酸类预固化物配以引发剂、活性稀释剂等组分制得固化树脂。但是，这类固化材料存在一些缺陷，例如氧阻聚现象突出、固化后体积收缩率高、固化体系中存在较大量小分子稀释剂，对材料性能和环保与健康不利。
[0004]目前，研究者发现，天然动植物脂肪酸中的不饱和脂肪酸，通常情况下难以发生交联反应，但可与巯基发生巯烯“点击”反应，在光、热条件下均可实现固化，且反应过程受氧、水影响较小。所以基于不饱和脂肪酸和含巯基官能团的物质构建的天然成分固化体系，具有组分简单、制备过程简便、环境相对友好等特点。
[0005]但是，由于大多数不饱和脂肪酸如油酸、蓖麻油酸等，双键反应活性较低，加之不饱和脂肪酸的甘油三酯分子较大，自由基反应碰撞概率小，所以，由这类不饱和脂肪酸构成的固化体系虽然具有组分简单、制备过程简便、环境相对友好等特点，但是固化反应速率较低，限制了其进一步应用。
[0006]此外，传统的固化配方多为双官能度可聚合单体，固化后高聚物为线性分子，可能出现硬度小、固化不完全等情况。
[0007]同时，近年来兴起的3D打印技术，对固化材料的固化速度、固化后的固化产物的力学性能如硬度以及环境友好性等提出了更高的要求。
[0008]因此，开发一种新的能够光/热引发聚合固化的固化材料体系，不仅能够克服现有丙烯酸酯类固化材料的缺点，同时满足固化材料的其它现实需求具有重要意义。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种无氧阻聚现象、固化后体积收缩小且能够制得硬度较大的固化产物的固化材料组合物。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种固化材料组合物，该组合物中含有组分A和组分B；所述组分A和所述组分B的含量摩尔比为1-5：1；
[0011]所述组分A选自具有式(I)所示结构的化合物中的至少一种，所述组分B选自含有至少三个酯基官能团的巯基取代脂肪酸多元酯中的至少一种；
[0012][0013]其中，在式(I)中，R1和R2各自独立地选自末端含有双键的C
2-15
的烯基。
[0014]本专利技术第二方面提供前述第一方面所述的固化材料组合物在制备固化树脂中的应用。
[0015]本专利技术第三方面提供一种制备固化树脂的方法，该方法包括：在引发剂存在下，将前述第一方面所述的固化材料组合物中的各组分进行固化反应。
[0016]本专利技术第四方面提供由前述第三方面所述的方法制备得到的固化树脂。
[0017]本专利技术第五方面提供前述第四方面所述的固化树脂在光刻胶、3D打印、建筑、医疗、汽车和电子制造领域中的应用。
[0018]本专利技术提供的固化材料组合物能够通过光固/热固制备固化树脂，无氧阻聚现象，在空气开放环境即可固化；固化反应彻底、固化后体积收缩小；并且能够制备得到硬度较大、耐有机溶剂(如氯仿、四氢呋喃、环己烷)的固化产物，能够广泛应用于光刻胶、3D打印、建筑、医疗、汽车和电子制造领域等领域。
[0019]本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细描述。
具体实施方式
[0020]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0021]本专利技术中，所述烯基是指烯烃失去一个氢原子后的残基，所述末端含有双键的C
2-15
的烯基是指双键位于碳链末端的碳原子数为2-15的烯基，可以是直链的也可以是含有支链的；所述C
2-10
的烯基和所述C
2-11
的烯基具有与前述C
2-15
的烯基相同的定义，仅是碳原子数的不同，在此不再一一赘述。
[0022]本专利技术中，所述组分A和所述组分B的含量摩尔比是根据所述组分A中含有的末端不饱和双键和所述组分B中含有的巯基官能团的个数确定的，例如当所述组分B为季戊四醇四巯基乙酸酯时，所述组分A和所述组分B的含量摩尔比为1-3：1；当所述组分B为三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸)酯，所述组分A和所述组分B的含量摩尔比为1-2：1，但是需要说明的是，由于存在称量等误差，在本专利技术所述范围进行
±
10％的波动是允许的，本领域技术人员不应理解为对本专利技术的限制。
[0023]如前所述，本专利技术的第一方面提供了一种固化材料组合物，该组合物中含有组分A和组分B；所述组分A和所述组分B的含量摩尔比为1-5：1；
[0024]所述组分A选自具有式(I)所示结构的化合物中的至少一种，所述组分B选自含有至少三个酯基官能团的巯基取代脂肪酸多元酯中的至少一种；
[0025][0026]其中，在式(I)中，R1和R2各自独立地选自末端含有双键的C
2-15
的烯基。
[0027]本专利技术中，所述多元酯是指含有至少三个酯基官能团的化合物。
[0028]本专利技术中，所述巯基取代脂肪酸多元酯是指形成酯基官能团的脂肪酸部分均为被一个巯基取代的巯基取代脂肪酸，本领域技术人员应该理解的是，由于所述组分B为含有至少三个酯基官能团的多元酯，因此所述组分B为含有至少三个巯基的多元酯类化合物。
[0029]本专利技术提供的固化材料组合物能够通过光固和/或热固制备固化树脂，固化过程中无氧阻聚现象，在空气开放环境中即可快速固化。
[0030]特别地，本专利技术提供的固化材料组合物能够制备得到硬度较大的固化产物，能够广泛应用于光刻胶、3D打印、建筑、医疗、汽车和电子制造领域等领域。
[0031]并且，本专利技术提供的固化材料组合物在不需要例如对苯二酚等阻聚剂和例如丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等稀释剂的条件下仍然能够通过光固和/或热固制备得到固化树脂。
[0032]根据本专利技术一种优选的具体实施方式，式(I)中，R1和R2各自独立地选自末端含有双键的C
2-11
的烯基。
[0033]优选地，在式(I)中，R1选自末端含有双键的C
2-10
的烯基；R2选自末端含有双键的丙烯基、末端含有双键的丁烯基、末端含有双键的戊烯基、末端含有双键的己烯基和末端含有双键的十一碳烯基。
[0034]为了获得固化反应速度更快的固化材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固化材料组合物，其特征在于，该组合物中含有组分A和组分B；所述组分A和所述组分B的含量摩尔比为1-5：1；所述组分A选自具有式(I)所示结构的化合物中的至少一种，所述组分B选自含有至少三个酯基官能团的巯基取代脂肪酸多元酯中的至少一种；其中，在式(I)中，R1和R2各自独立地选自末端含有双键的C
2-15
的烯基。2.根据权利要求1所述的固化材料组合物，其中，在式(I)中，R1和R2各自独立地选自末端含有双键的C
2-11
的烯基；优选地，在式(I)中，R1选自末端含有双键的C
2-10
的烯基；R2选自末端含有双键的丙烯基、末端含有双键的丁烯基、末端含有双键的戊烯基、末端含有双键的己烯基和末端含有双键的十一碳烯基；优选地，所述组分A选自5-己烯酸-3-丁烯酯、5-己烯酸-5-己烯酯、5-己烯酸-10-十一烯酯、10-十一烯酸-3-丁烯酯、10-十一烯酸-5-己烯酯、10-十一烯酸-10-十一烯酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸烯丙酯中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的固化材料组合物，其中，所述组分B的巯基取代脂肪酸部分各自独立地选自C
2-5
的巯基取代脂肪酸；所述组分B的多元醇部分选自含有至少三个式
–
(CH2)
n
OH所示的醇羟基的支链烷烃及其脱水缩合物、含有至少三个式
–
(CH2)
n
OH所示的醇羟基的环烷烃及其脱水缩合物、含有至少三个式
–
(CH2)
n
OH所示的醇羟基的芳烃及其脱水缩合物、含有至少三个式
–
(CH2)
n
OH所示的醇羟基的杂环类化合物及其脱水缩合物，其中，n为1-3的整数；优选地，所述组分B的巯基取代脂肪酸部分选自巯基乙酸和3-巯基丙酸中的至少一种；所述组分B的多元醇部分选自三羟甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇、肌醇、三(2-羟乙基)异氰脲酸酯；优选地，所述组分B选自具有下式所示结构的化合物中的至少一种：季戊四醇四巯基乙酸酯：季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)：
三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)：三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)：三[2-(巯基乙酸基)乙基]异氰尿酸酯：三[2-(3-巯基丙酸基)乙基]异氰尿酸酯：六(巯基乙酸)二季戊四醇酯：六(3-巯基丙酸)二季戊四醇酯：更优选地，所述组分B选自季戊四醇四巯基乙酸酯、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)和六(3-巯基丙酸)二季戊四醇酯中的至少一种。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的固化材料组合物，其中，所述固化材料组合物选自以下组合物中的至少一种：组合物1：所述固化材料组合物中含有组分A和组分B；所述组分A和所述组分B的含量摩
尔比为1-3：1；且所述组分A为5-己烯酸-3-丁烯酯，所述组分B为季戊四醇四巯基乙酸酯；组合物2：所述固化材料组合物中含有组分A和组分B；所述组分A和所述组分B的含量摩尔比为1-3：1；且所述组分A为5-己烯酸-5-己烯酯，所述组分B为季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)；组合物3：所述固化材料组合物中含有组分A和组分B；所述组分A和所述组分B的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗俊杰，黄铃，李凤英，蔡春飞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：