一种生物基UV固化引发剂的制备方法及其产品和应用技术

本发明专利技术公开一种生物基UV固化引发剂的制备方法及其产品和应用，该UV固化引发剂的制备方法是将植物油多元醇与带羧基的噻吨酮衍生物ATX在催化剂催化下反应，获得以植物油多元醇为核的生物基UV固化引发剂。将该引发剂引发含酰亚胺链段的聚氨酯丙烯酸酯UV固化，获得的UV固化材料透光率85.0

【技术实现步骤摘要】
一种生物基UV固化引发剂的制备方法及其产品和应用


[0001]本专利技术属于高分子材料
，涉及一种生物基UV固化引发剂的制备方法及其产品和应用。

技术介绍

[0002]紫外光(UV)固化是一种节能环保的新技术，具有固化快，环境友好等优点[L.Xue,Y.Y.Zhang,Y.J.Zuo,et al.,Preparation and characterization ofnovel UV
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curing silicone rubber via thiol
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ene reaction[J],Mater.Lett.,2013,106(34):425
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427]，已被广泛应用于涂料、油墨和电子封装等重要领域。在UV固化体系中，UV引发剂虽然占比很小(1
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10wt％)，但直接影响固化速度以及固化材料的综合性能。商业化的小分子UV引发剂在UV固化材料领域得到很好的应用。然而，很多小分子UV引发剂有气味、有一定毒性。另外，小分子UV引发剂在产品存储和使用过程中易迁移到UV固化材料表面；残留引发剂易光降解，使UV固化材料黄变、透光率变差等性能劣化，这使其在很多领域的应用受到限制[Liang Q,Zhang L,Xiong Y,et al.A facile method to prepare a polyethyleneglycol modified polysilane as a waterborne photoinitiator[J].J.Photoch.Photobio.A,2015,299:9
‑
17；Yagci Y,Jockusch S,Turro N J.,Photoinitiatedpolymerization:advances,challenges,and opportunities[J].Macromolecules,2010,43(15):6245
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6260；Decker,C.Kinetic study and new applications of UV radiation curing[J].Macromol.Rapid Comm.,2002,23:1067
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1093；Zhou R,Jin M,Malval J,et al.Bicarbazole
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based oxalates as photoinitiating systems for photopolymerization under UV
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Vis LEDs[J].J.Polym.Sci.,2020,58:1079
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1091][0003]噻吨酮类UV引发剂在长波区(365
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395nm)有较强的吸收，适用于UV
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LED光源引发固化，UV固化能耗低。但是，它们多为粉末状，在UV固化预聚物、稀释剂和各类溶剂中的溶解性较差，因而极大限制了其应用。
[0004]作为重要的可再生的生物基原料，植物油因为具有来源丰富，低毒性，可生物降解性等优点，在UV固化新材料研究和应用中引起人们的广泛关注。本专利技术利用生物基多元醇的这些优点，克服现有UV固化引发剂有毒性、有气味、迁移率高、易使UV固化材料黄变、与UV固化树脂基体相容性差等不足，将植物油多元醇与带羧基的噻吨酮衍生物ATX在催化剂催化下反应，获得以植物油多元醇为核的生物基UV固化引发剂，该UV固化引发剂用量仅为PI改性的聚氨酯
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丙烯酸酯UV固化预聚物质量的0.01
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5.0wt％时，UV固化体系经UV固化10
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120s，所得UV固化材料透光率85.0
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96.0％(400
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800nm)，拉伸强度4
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12MPa，断裂伸长率为60
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180％，铅笔硬度6B
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7H，初始热分解温度273.4
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286.4℃。该UV引发剂可用作丙烯酸酯基类UV固化油漆、油墨和电子封装领域。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一个目的是针对现有技术的不足，提供一种生物基UV固化引发剂的制
备方法。
[0006]在本专利技术中，以植物油多元醇为核的生物基UV固化引发剂的制备方法，是将带羧基的噻吨酮衍生物ATX与植物油多元醇在催化剂作用下，于100
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150℃/130mmHg反应4
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12h即可；其中ATX中羧基与植物油多元醇中羟基的摩尔比为1:1
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1:1.5。
[0007]所述带羧基的噻吨酮衍生物ATX的化学结构式如下：
[0008][0009]作为优选，所述植物油多元醇为蓖麻油、大豆油多元醇、葵花籽油多元醇和棕榈油多元醇中的一种或几种的混合物。更为优选，大豆油多元醇羟值为430mg/g，棕榈油多元醇羟值为498mg/g，葵花籽油多元醇羟值为190mg/g。
[0010]作为优选，ATX中羧基与植物油多元醇中羟基的摩尔比为1:1
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1:1.15。
[0011]作为优选，所述催化剂为98％浓硫酸、三氟甲磺酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、十八烷基苯磺酸中的一种或几种的混合物；催化剂用量为ATX与植物油多元醇总质量的0.5
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5％。更为优选，催化剂选自对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、十八烷基苯磺酸中的一种或几种的混合物，其用量为ATX与植物油多元醇总质量的0.5
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2％。
[0012]本专利技术的第二个目的是提供一种生物基UV固化引发剂。
[0013]本专利技术的第三个目的是提供一种UV固化聚酰亚胺改性的聚氨酯
‑
丙烯酸酯的制备方法，包括如下：
[0014]步骤(1)：将两端羧基封端的聚酰亚胺(PI)与聚四氢呋喃(PTMG
‑
2000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、三羟甲基丙烷(TMP)、丙烯酸羟丙酯(HPA)反应，获得PI改性的聚氨酯
‑
丙烯酸酯UV固化预聚物(PIPUA)。
[0015]作为优选，所述两端羧基封端的聚酰亚胺(PI)的制备过程为：向三口反应瓶中依次加入2,2
‑
双[4
‑
(4
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氨基苯氧基苯)]六氟丙烷、无水四氢呋喃和六氟二酐，25℃下反应8h。随后，向反应体系中滴加4
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氨基苯甲酸、间
‑
二氯代苯、无水四氢呋喃，室温下继续反应16h，再130mmHg/80℃减压脱除溶剂，得到白色粉末，即为PI；其合成路线如下：
[0016][0017]作为优选，PIPUA具体制备步骤为：向20
‑
102g PI、100
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180g PTMG和2.683gTMP的混合物中加入100g四氢呋喃和0.8g二月桂酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.以植物油多元醇为核的生物基UV固化引发剂的制备方法，其特征在于是将带羧基的噻吨酮衍生物ATX与植物油多元醇在催化剂作用下，于100
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150℃下反应4
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12h即可；其中ATX中羧基与植物油多元醇中羟基的摩尔比为1:1
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1:1.5；所述带羧基的噻吨酮衍生物ATX的化学结构式如下：2.如权利要求1所述的以植物油多元醇为核的生物基UV固化引发剂的制备方法，其特征在于所述植物油多元醇为蓖麻油、大豆油多元醇、葵花籽油多元醇和棕榈油多元醇中的一种或几种的混合物。3.如权利要求1所述的以植物油多元醇为核的生物基UV固化引发剂的制备方法，其特征在于ATX中羧基与植物油多元醇中羟基的摩尔比为1:1
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1:1.15。4.如权利要求1所述的以植物油多元醇为核的生物基UV固化引发剂的制备方法，其特征在于所述催化剂为浓硫酸、三氟甲磺酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、十八烷基苯磺酸中的一种或几种的混合物；催化剂用量为ATX与植物油多元醇总质量的0.5
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5％。5.如权利要求4所述的以植物油多元醇为核的生物基UV固化引发剂的制备方法，其特征在于所述催化剂选自对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、十八烷基苯磺酸中的一种或几种的混合物，其用量为ATX与植物油多元醇总质量的0.5<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雄发，范云鑫，何娜，宋艳，王晓佳，黄明，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：