高附着力的辐射固化活性单体及其用途制造技术

本发明专利技术公开了一种高附着力的辐射固化活性单体，单体结构中同时含有硅氧基团和丙烯酸酯基团。该活性单体是由含巯基的烷氧基硅烷与含两个或两个以上的丙烯酸酯官能团或甲基丙烯酸酯官能团的单体在有机胺的催化下在温和的条件下快速反应完成的，该单体的分子一端含有高附着性能官能团，如烷氧基硅烷，另一端含具有聚合活性的丙烯酸酯官能团。其与玻璃、金属和各种塑料具有优良的附着力，并且可以参与辐射固化，适合作为主要单体或者添加剂应用于辐射固化的涂料和胶黏剂等领域，可以提高对各种基材的附着强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高附着力的辐射固化活性单体，可以参与固化交联，并且与各种基材的附着性能优良。此外，本专利技术还涉及该单体的用途，其适合的应用领域为辐射可固化的涂料、油墨或胶粘剂，能够提高固化后与底材的附着性能。
技术介绍
在过去的20年之内，辐射可固化材料(其中包含紫外可固化材料及电子束可固化材料)得到了飞速的发展。因为辐射可固化材料具有生产效率高、能耗低及无环境污染等优点，在涂料、油墨、胶粘剂等方面得到了十分广泛的应用。辐射固化材料一般由四大组分组成：低聚物、活性单体、光引发剂及其他助剂。辐射固化材料一般是先涂覆在底材上之后，然后在辐射源下(紫外光或电子束)固化。辐射固化材料在固化后，其与底材的附着力也因体系的不同而有较大的差别。为了增加材料固化后与底材的附着性能，通常通过添加助剂的方式来提高附着性能，其中最为常见的添加剂是烷氧基硅烷。烷氧基硅烷树脂一般不具有聚合活性——不能参与固化过程中的单体、低聚物之间发生的聚合反应，因此其在配方中的用量受到相当的限制。工业上唯一常用的具有聚合反应活性的烷氧基硅烷是甲基丙烯酰基丙基三甲氧基硅烷。但其中一般含有一定量的用来合成该化合物的原材料——丙烯基甲基丙烯酸甲酯，丙烯基甲基丙烯酸甲酯挥发性较高，气味也较大，其适用性受到限制(Waldman，Silane Coupling Agents Improving Performance，Modern Paintsand Coatings，Feb.，1996)。1996年05月02日世界知识产权组织公布的国际专利申请WO96/12749公开了一种含烷氧基硅烷的低聚物及含此低聚物光纤涂料。这类硅烷低聚物的分子量一般较高(500-11000)，而且该类低聚物在配方中的含量一般也需较高(5-99％)，这一类低聚物一般是聚氨酯类的材料。另外，美国专利US6391463B1公开了一种新型的具有聚合反应活性的烷氧基硅烷单体，该单体是通过硅氢化反应制得。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术的所要解决的技术问题是提供一种简便，易工业化生产高附着力的辐射固化活性单体，并提出其应用。这种单体具有聚合反应活性，可以在辐射可固化的涂料、油墨、胶粘剂中得到广泛应用，而且其用量也可以比较大。为了解决上述技术问题，本专利技术提出的高附着力的辐射固化活性单体，由等摩尔量的a)含巯基的烷氧基硅烷与b)含两个或两个以上的丙烯酸酯官能团或甲基丙烯酸酯官能团的物质，在有机胺的催化下在60-70℃下能够快速反应完成(例如：温度65℃下，1小时内)，经气相色谱测定，a)含巯基的烷氧基硅烷重量百分含量小于1％，即可认为反应结束。有机胺催化剂优选二乙胺和三乙胺。本专利技术上述a)含巯基的烷氧基硅烷为具有下述结构通式(I)化合物，优选巯基丙-->基三甲氧基硅烷。式(I)中，R1表示碳原子数小于4的烷基。本专利技术上述b)含两个或两个以上的丙烯酸酯官能团或甲基丙烯酸酯官能团的物质为具有下述结构通式(II)的化合物，优选乙二醇甲基丙烯酸二酯和己二醇丙烯酸二酯。式(II)中，R2表示甲基或氢，R3表示烷基。本专利技术高附着力的辐射固化活性单体的制备过程举例如反应式1所示。反应式1本专利技术两种反应单体，a)能够方便的购买得到，b)可以简单的通过丙烯酸或甲基丙烯酸与二醇或三醇等进行缩合反应得到，在市面上也可以容易买到。随后的实施例将证明，本专利技术高附着力的辐射固化活性单体可以作为主要单体或者添加剂应用于辐射固化的涂料、胶黏剂或油墨等领域。应用时其在辐射固化材料中所占的比重，按重量比应为1％-60％。本专利技术上述高附着力活性单体的一端为(甲基)丙烯酸酯，具有聚合反应活性，而另一端的烷氧基硅烷基团对于各种基材如金属、玻璃和塑料等具有良好的附着性能。因此该单体同时具有聚合反应活性与优异的基材附着性能。相对于现有技术，本专利技术的高附着力活性单体，因其同时具有聚合反应活性，因而在涂料、油墨、胶粘剂中的用量可以不受限制，尤其在辐射可固化的涂料，油墨及胶粘剂中的大量应用可以大幅度改变材料固化后对基材的附着力。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。这些实施例应理解为仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的保护范围。在阅读了本专利技术记载的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本专利技术权利要求所限定的范-->围。实施例1根据前述反应式1，将19.6g 3-巯基丙基三甲氧基硅烷，22.6g己二醇丙烯酸二酯，0.1g二乙胺加入干净、干燥的反应釜内，在均匀搅拌的情况下，加热至保持在60-70℃。根据气相色谱测定，1小时后巯基丙基三甲氧基硅烷已完全反应完毕，所得无色液体为辐射可固化的高附着力活性单体A。实施例2--紫外可固化涂覆材料50％芳香族聚氨酯丙烯酸低聚物(RMAT 650)45％己二醇丙烯酸二酯(HDDA)3％1-羟基环己基苯基酮(Irgacure 184)1％2，4，6-三甲基苯酚1％高附着力活性单体A(实施例1制得)将以上组分按顺序加入反应釜内，在60C°下搅拌两小时后过滤可得紫外固化涂料，其在25℃下粘度为：2100cps。此紫外可固化涂覆材料对玻璃、金属及一些塑料材料具有良好的粘接性能。实施例3--紫外可固化油墨45％芳香族聚氨酯丙烯酸低聚物(RMAT 650)12％己二醇丙烯酸二酯(HDDA)20％三羟甲基丙烷丙烯酸三酯(TMPTA)15％白色色浆(55％二氧化钛分散在45％TMPTA中)3％1-羟基环己基苯基酮(Irgacure 184)1％2，4，6-三甲基苯酚(Irganox 1010)4％高附着力活性单体A(实施例1制得)将以上组分按顺序加入反应釜内，在60C°下搅拌两小时后过滤可得紫外固化油墨，其在25℃下粘度为：1600cps。此紫外可固化白色油墨对玻璃、金属及一些塑料材料具有良好的粘接性能。其它颜色的油墨也可类似配制。实施例4--辐射可固化胶粘剂60％高附着力活性单体A(实施例1制得)37％丙烯酸异冰片酯(IBOA)3％1-羟基环己基苯基酮(Irgacure 184)将以上组分按顺序加入反应釜内，在60C°下搅拌两小时后过滤可得紫外固化胶粘剂，其在25℃下粘度为：400cps。以上粘接剂可用来粘接金属、玻璃等。粘结十分牢固。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高附着力的辐射固化活性单体，其特征是，该单体由等摩尔量的以下两种物质在有机胺的催化作用，并在６０－７０℃条件下快速反应，直至含巯基的烷氧基硅烷重量百分含量小于１％：ａ）含巯基的烷氧基硅烷；ｂ）含两个或两个以上的丙烯酸酯官能团或甲基丙烯酸酯官能团的物质。

【技术特征摘要】
1.一种高附着力的辐射固化活性单体，其特征是，该单体由等摩尔量的以下两种物质在有机胺的催化作用，并在60-70℃条件下快速反应，直至含巯基的烷氧基硅烷重量百分含量小于1％：a)含巯基的烷氧基硅烷；b)含两个或两个以上的丙烯酸酯官能团或甲基丙烯酸酯官能团的物质。2.根据权利要求1所述的高附着力的辐射固化活性单体，其特征是，含巯基的烷氧基硅烷为具有下述结构通式(I)的化合物，式(I)中，R1表示碳原子数小于4的烷基。3.根据权利要求2所述的高附着力的辐射固化活性单体，其特征是，含巯基的烷氧基硅烷为巯基丙基三甲氧基硅烷。4.根据权利要求1所述的高附着力的辐射固化活性单体，其特征是，含两个或两个以...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金山，王寅生，
申请(专利权)人：上海飞凯光电材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]