[发明专利]一种聚硅烷/硅树脂杂化光引发剂及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及光引发剂领域，特别涉及一种聚硅烷/硅树脂杂化光引发剂及其制备方法和用途。

背景技术

光固化技术是一项节能和环保新型技术，完全符合“5E原则。作为光固化体系中关键组成部分之一，光引发剂对光固化产品的光固化速度起到决定性作用。在高分子光引发剂中，聚硅烷是一类非常独特的光裂解型光引发剂。聚硅烷的硅-硅主链由于电子的σ-σ*离域而具有共轭特征，所以聚硅烷能吸收波长295-400nm的光，在合适光源的激发下能使硅-硅主链断裂产生硅游离基而引发聚合(R.D.Miller，J.Michl，Chem.Rev.1989，89，1359-1410.)。相对于其它高分子光引发剂，聚硅烷光引发剂优点突出，主要表现在(1)由于聚硅烷整个主链都是由硅-硅键组成，其相对引发剂浓度很高，可以产生大量的硅自由基，其引发速率比碳中心自由基高1-2个数量级(A.E.Lozano，A.Alonso，F.Catalina，C.A.Peinado，Macromol.Theory Simul.，1999，8，93-101.)。(2)由于碳自由基很容易将自由基向氧发生转移，所以碳自由基反应必须隔绝氧，这样给生产实验带来了操作难度，但聚硅烷光引发剂受氧的阻聚敏感度低，可以在有氧的情况下进行(R.D.Miller，J.Michl，Chem.Rev.1989，89，1359-1410.)；(3)通过分子设计可以得到水溶性聚硅烷，可以进行水相光聚合反应(I.Kminek，Y. Yagci，W. Schnabel，Polym.Bull.1992，29，277-282.)；(4)可以与鎓盐配合作为光引发剂，硅自由基能被合适的鎓盐氧化产生硅阳离子而引发阳离子聚合(Y.Yagci，W.Schnabel，Makromol.Chem.Macromol.Symp.，1992，(60)，133-144.)。(5)聚硅烷光引发过程不产生对环境影响的小分子，因此它是完整意义上的绿色化学。但作为光引发剂的聚硅烷存在在小分子或低聚物单体中溶解性差、且不具有除光引发作用外其它功能等问题。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明提供一种聚硅烷/硅树脂杂化光引发剂及其制备方法和用途。

一种聚硅烷/硅树脂杂化光引发剂，其特征在于：引发剂的结构式如下所示：

其中：聚硅烷和硅树脂中所含硅原子的摩尔比为聚硅烷/硅树脂=0.1-10；

R¹、R²、R³、R^4、R⁵、R⁶为烷烃基或芳烃基；

R⁷、R⁸、R⁹、R¹⁰为烷烃基或三甲硅基。

作为优选项：

所述聚硅烷为线型结构或支化结构或线性结构和支化结构的混合结构。

所述R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶为甲基或已基或苯基。

所述R⁷、R⁸、R⁹、R¹⁰为甲基、乙基、丙基、丁基、三甲硅基。

本发明还提供聚硅烷/硅树脂杂化光引发剂的制备方法，步骤如下：

1)取R¹R²SiCl₂、R³SiCl₃和SiCl₄中的一种或几种为原料制备聚硅烷溶液，备用；

2)将三甲基氯硅烷、R⁴R⁵SiCl₂、R⁶SiCl₃、SiCl₄其中的一种或几种加入到上步制备的聚硅烷溶液中得到反应液，然后缓慢滴加醇-水溶液，滴加完毕后加热回流2-4小时至水解/醇解缩合反应完全，得到反应液；

3)将上步制得的反应液中和至pH值为7-8后，过滤，去除残留溶剂，既得。作为优选项：

所述步骤1中聚硅烷溶液是用武兹缩合法制备。

所述步骤2中的醇-水溶液中水的摩尔量为反应液a中Si-Cl键的摩尔量的50％以上。

所述步骤2中的醇-水溶液为甲醇、丙醇、丁醇中的一种或几种的水溶液。