一种基于梯形聚倍半硅氧烷的高韧性高硬度光固化树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于梯形聚倍半硅氧烷的高韧性高硬度光固化树脂，光固化树脂由梯形聚倍半硅氧烷与长链双官能团活性预聚体反应制得，其中，所述光固化树脂具有硬段和软段，所述硬段为由梯形聚倍半硅氧烷构成的刚性结构部位，所述软段为由长链双官能团活性预聚体构成的长链结构部位。本发明专利技术通过采用梯形聚倍半硅氧烷结合长链双官能团活性预聚体，制备了一种既含有硬段梯形聚倍半硅氧烷结构，又含有软段长链的有机无机杂化树脂，使得材料硬度及韧性方面可以达到一个平衡，实现高硬度、高韧性的光固化材料的制备。另外引入了梯形聚倍半硅氧烷这种有机无机杂化结构，使得材料的耐温、耐热、耐辐射性大大改善，具有极大的应用前景。具有极大的应用前景。具有极大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于梯形聚倍半硅氧烷的高韧性高硬度光固化树脂及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种基于梯形聚倍半硅氧烷的高韧性高硬度光固化树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]光固化(UV固化)是指光引发剂吸收紫外光的能量后分裂成自由基，然后引发单体、低聚物或聚合物发生聚合、交联等反应，将其在很短的时间内固化成网状高分子聚合物的反应。该反应快速、高效，并且不会生成副产物，不会造成环境污染。然而，常规的光固化涂层因材料中的官能团较多，导致树脂在光聚合过程中内应力释放受到阻碍，出现严重的聚合收缩现象，存在固化后收缩应力大，涂层较脆的问题，使光固化材料在硬度和韧性方面的性能较差。
[0003]然而，至今未见基于梯形聚倍半硅氧烷的含硬段及软段的光固化树脂，也无相关产品。为此，本专利技术致力于提供一种基于梯形聚倍半硅氧烷的高韧性高硬度树脂，为解决现有光固化涂层在硬度及韧性之间的矛盾问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是要解决上述的技术问题，提供一种基于梯形聚倍半硅氧烷的高韧性高硬度光固化树脂及其制备方法。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术按以下技术方案予以实现的：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种基于梯形聚倍半硅氧烷的高韧性高硬度光固化树脂，光固化树脂由梯形聚倍半硅氧烷与长链双官能团活性预聚体反应制得，所述光固化树脂的结构式为：
[0007]又或者，
[0008][0009]其中，所述光固化树脂具有硬段和软段，所述硬段为结构式中由梯形聚倍半硅氧
烷构成的刚性结构部位，所述软段为结构式中由长链双官能团活性预聚体构成的长链结构部位。
[0010]结合第一方面，本专利技术还提供了第一方面的第1种优选实施方式，具体的，所述梯形聚倍半硅氧烷的结构式为：
[0011][0012]其中，所述梯形聚倍半硅氧烷由羟基封端，结构式中，R1为缩水甘油醚氧丙基、甲基丙烯酰氧丙基、丙烯酰氧丙基和环氧环己基乙基中的其中一种。
[0013]结合第一方面，本专利技术还提供了第一方面的第2种优选实施方式，具体的，所述长链双官能团活性预聚体的结构式为：Y
‑
R3‑
Y；
[0014]结构式中，R3为非反应长链，Y为活性官能团；所述光固化树脂结构式中的R2为硅羟基与Y反应生成的新基团。
[0015]结合第一方面，本专利技术还提供了第一方面的第3种优选实施方式，具体的，所述长链双官能团活性预聚体为聚合物为10以上的羟基硅油、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇异氰酸酯和聚丙二醇异氰酸酯中的其中一种；
[0016]当所述长链双官能团活性预聚体为聚合物为10以上的聚丙二醇、羟基硅油或聚乙二醇时，所述光固化树脂的结构式为：
[0017][0018]当所述长链双官能团活性预聚体为聚合物为10以上的聚乙二醇异氰酸酯或聚丙二醇异氰酸酯时，所述光固化树脂的结构式为：
[0019][0020]其中，含环氧基的梯形聚倍半硅氧烷不与异氰酸酯官能团的长链双官能团活性预聚体组合使用。
[0021]结合第一方面，本专利技术还提供了第一方面的第4种优选实施方式，具体的，所述梯形聚倍半硅氧烷的硅羟基和长链双官能团活性预聚体的摩尔比为3.5
‑
1:1。
[0022]结合第一方面，本专利技术还提供了第一方面的第5种优选实施方式，具体的，所述光
固化树脂的光固化方式为含环氧基的梯形聚倍半硅氧烷采用阳离子光引发剂引发聚合，又或者，含双键的梯形聚倍半硅氧烷采用自由基光引发剂引发聚合。
[0023]第二方面，本专利技术还提供了一种制备第一方面所述的基于梯形聚倍半硅氧烷的高韧性高硬度光固化树脂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0024](1)加入水、催化剂和溶剂，搅拌混合成均匀溶液；加入含环氧基或含双键的硅烷偶联剂单体；在温度20
‑
30℃搅下拌24
‑
48h，制得一种硅羟基封端的梯形聚倍半硅氧烷；而后加酸中和，加水或正己烷析出后得粘稠粗产品，干燥后得到羟基封端的梯形聚倍半硅氧烷；
[0025](2)将所得羟基封端的聚倍半硅氧烷，加入到溶剂中完全溶解后，加入长链双官能团活性预聚体及催化剂，反应12
‑
24h后去除催化剂及溶剂，即得一种具有硬段和软段的含梯形聚倍半硅氧烷的光固化树脂。
[0026]结合第二方面，本专利技术还提供了第二方面的第1种优选实施方式，具体的，所述水和硅烷偶联剂的摩尔比为2
‑
4:1；所述催化剂和硅烷偶联剂的摩尔比为0.001
‑
0.004:1；所述溶剂的添加量为硅烷偶联剂的体积的30
‑
50％。
[0027]结合第二方面，本专利技术还提供了第二方面的第2种优选实施方式，所述催化剂为碳酸钾或碳酸钠中的一种，所述溶剂为乙醇或异丙醇；
[0028]所述带反应活性基团的硅烷偶联剂单体为R1SiY3,其中Y3为甲氧基或乙氧基。
[0029]结合第二方面，本专利技术还提供了第二方面的第3种优选实施方式，所述催化剂用于通过控制其添加量或反应时间以进一步调整梯形聚倍半硅氧烷的聚合度，从而调整产品分子量。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0031]本专利技术提供了一种基于梯形聚倍半硅氧烷的高韧性高硬度光固化树脂，光固化树脂由梯形聚倍半硅氧烷与长链双官能团活性预聚体反应制得，其中，所述光固化树脂具有硬段和软段，所述硬段为由梯形聚倍半硅氧烷构成的刚性结构部位，所述软段为由长链双官能团活性预聚体构成的长链结构部位。
[0032]本专利技术通过采用梯形聚倍半硅氧烷结合长链双官能团活性预聚体，制备了一种既含有硬段梯形聚倍半硅氧烷结构，又含有软段长链的有机无机杂化树脂，使得材料硬度及韧性方面可以达到一个平衡，实现高硬度、高韧性的光固化材料的制备。另外引入了梯形聚倍半硅氧烷这种有机无机杂化结构，使得材料的耐温、耐热、耐辐射性大大改善，具有极大的应用前景。
附图说明
[0033]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
[0034]图1是本专利技术的光固化树脂的软段和硬段分布图；
[0035]图中：1
‑
硬段、2
‑
软段。
具体实施方式
[0036]以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0037]为有效解决光固化硬化层硬度及韧性之间的矛盾问题。本专利技术致力于提供一种基于梯形聚倍半硅氧烷的高韧性、高硬度的光固化树脂。具体的，为一种由梯形聚倍半硅氧烷与长链双官能团活性预聚体反应制得，具有软段及硬段的一种含梯形聚倍半硅氧烷的光固化树脂。
[0038]具体的，所述光固化树脂的结构式为：
[0039]又或者，
[0040][0041]其中，所述光固化树脂具有硬段和软段，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于梯形聚倍半硅氧烷的高韧性高硬度光固化树脂，其特征在于：光固化树脂由梯形聚倍半硅氧烷与长链双官能团活性预聚体反应制得，所述光固化树脂的结构式为：又或者，其中，所述光固化树脂具有硬段和软段，所述硬段为结构式中由梯形聚倍半硅氧烷构成的刚性结构部位，所述软段为结构式中由长链双官能团活性预聚体构成的长链结构部位。2.根据权利要求1所述的一种基于梯形聚倍半硅氧烷的高韧性高硬度光固化树脂，其特征在于：所述梯形聚倍半硅氧烷的结构式为：其中，所述梯形聚倍半硅氧烷由羟基封端，结构式中，R1为缩水甘油醚氧丙基、甲基丙烯酰氧丙基、丙烯酰氧丙基和环氧环己基乙基中的其中一种。3.根据权利要求2所述的一种基于梯形聚倍半硅氧烷的高韧性高硬度光固化树脂，其特征在于：所述长链双官能团活性预聚体的结构式为：Y
‑
R3‑
Y；结构式中，R3为非反应长链，Y为活性官能团；所述光固化树脂结构式中的R2为硅羟基与Y反应生成的新基团。4.根据权利要求3所述的一种基于梯形聚倍半硅氧烷的高韧性高硬度光固化树脂，其特征在于：所述长链双官能团活性预聚体为聚合物为10以上的羟基硅油、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇异氰酸酯和聚丙二醇异氰酸酯中的其中一种；当所述长链双官能团活性预聚体为聚合物为10以上的聚丙二醇、羟基硅油或聚乙二醇
时，所述光固化树脂的结构式为：当所述长链双官能团活性预聚体为聚合物为10以上的聚乙二醇异氰酸酯或聚丙二醇异氰酸酯时，所述光固化树脂的结构式为：其中，含环氧基的梯形聚倍半硅氧烷不与异氰酸酯官能团的长链双官能团活性预聚体组合使用。5.根据权利要求4所述的一种基于梯形聚倍半硅氧烷的高韧性高硬度光固化树脂，其特征在于：所述梯形聚倍半硅氧烷的硅羟基和长链双官能团活性预聚体的摩尔比为3.5
‑
1:1。6.根据权利要求4所述的一种基于梯形聚倍半硅氧烷的高韧性...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍淼，王勇，孙华伟，罗鹏，
申请(专利权)人：广州一新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：