[发明专利]一种双环结构的三官能度丙烯酸酯光聚合单体制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用作光聚合单体的具有双环结构的丙烯酸酯类单体的制备。

技术背景

光固化是一种利用紫外光引发产生活性种是体系中的活性官能团反应交联而形成固化涂层的表面涂装技术。光聚合具有节能高效、环保经济等特点。光固化产品中不含易挥发的溶剂，采用具有活性官能团的小分子单体调节粘度，避免了涂装过程中溶剂的挥发对人体以及环境造成的伤害和污染。

光聚合单体是一种含有活性官能团的有机小分子，参与交联反应，在光聚合产品各组分中主要起到溶解稀释低聚物以及调节体系粘度的作用。由于其参与交联固化的过程，故而其结构以及官能度影响最终涂层的总体性能，故选择设计合适的光聚合单体也是光固化产品开发的重要环节。

丙烯酸酯类的单体是一类自由基引发聚合的活性单体，可以被自由基型光引发剂引发聚合。通常具有低粘度、高反应活性、固化快等优点。随着官能度的提高，粘度相对增加，交联密度以及反应速率快速增加，同时涂层的体积收缩逐渐明显而易造成附着力下降、耐水耐候性下降等缺陷。通常丙烯酸酯类的单体通过多元醇与丙烯酸或甲基丙烯酸酯化而制备，也可以通过酯交换、丙烯酰氯法以及缩水甘油醚开环反应而制备。通过设计具有不同结构的多元醇或羧酸获得丙烯酸酯单体的分子骨架，在通过酯化或酯交换等反应制备丙烯酸酯类单体是目前丙烯酸酯类单体开发的主要思路和方法。通过设计合适的分子骨架结构可以获得具有特殊功能的功能化单体，例如设计多环结构的刚性骨架可明显提高固化后涂层的玻璃化转变温度，而使涂层具有良好的硬度及耐磨性。

发明内容

本发明公开了一种具有双环结构的三官能度丙烯酸酯光聚合单体，其结构如下：

其中R＝H,-CH₃,

本发明涉及的含有双环结构的三官能度丙烯酸酯的反应方程式如下：

本发明所述的一种双环结构的三官能度丙烯酸酯单体的具体制备步骤如下：

1)将0.05mol糠酸或其衍生物与等摩尔马来酸溶解于10ml N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加热至80～120℃反应5～6h；将产物旋蒸除去溶剂后溶解于20ml丙酮中，加入到乙醚中，过滤出沉淀，用10ml甲醇洗涤2次，真空干燥箱中干燥过夜，获得白色固体；

2)将步骤1)所制备的产物0.02mol加入到三口烧瓶中，向其中5ml丁酮，加入0.06mol的丙烯酸缩水甘油酯，并加入催化剂和阻聚剂，于75～80℃条件下反应8～10h，测试酸值<10mgKOH/g时停止反应。

上述步骤的步骤1)所述的糠酸或其衍生物为2-糠酸、3-糠酸、4-甲基-2-呋喃甲酸、5-甲基-2-呋喃甲酸、5-(吗啉-4-甲基)-2-呋喃甲酸；

上述步骤的步骤2)中所述的催化剂为四甲基氯化铵、四丁基溴化铵、苄基三甲基溴化铵；用量为反应物总质量的0.5～1wt％；

上述步骤的步骤2)中所述的阻聚剂为对羟基苯甲醚、对本二酚；用量为丙烯酸缩水甘油酯的0.1～0.5wt％；

本发明的优点在于以D-A反应构建双环骨架，反应简单，产率较高；所制备的产物反应速率快，光聚合转化率较高；

附图说明

图1是实施例所制备的单体(S1)与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)光聚合聚合速率和转化率对比图，30％单体比与市售光聚合树脂SM6001混合，1wt％引发剂184，光强115mw/cm²，实时红外检测光聚合聚合速率；

实施例

下述实施例详细说明本发明，但不限制本发明的范围

实施例1