專利名稱：陽離子光固化脂環(huán)族環(huán)氧化合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光固化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及陽離子光固化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著人們環(huán)保意識的增強，紫外光固化材料以其無溶劑或低溶劑、固化速度快、低有機揮發(fā)物、排放量低、操作溫度低及涂膜質(zhì)量高等優(yōu)點，正逐漸取代傳統(tǒng)的溶劑型涂料。 其中，陽離子光固化作為一種新型技術(shù)，具有體積收縮小，不被氧氣阻聚，反應(yīng)不易終止，固化膜附著力好等優(yōu)點，被廣泛地用作高端粘合劑、金屬涂料，油墨等領(lǐng)域。
環(huán)氧化合物在超強質(zhì)子酸或者路易斯酸作用下，容易發(fā)生陽離子聚合，形成聚醚主鏈，它是陽離子光聚合最為主要的樹脂和單體，大致包含縮水甘油醚(或酯)類和脂環(huán)族環(huán)氧兩大類。脂環(huán)族環(huán)氧化合物反應(yīng)活性高，實用價值高，是適用于陽離子光聚合最重要的一類環(huán)氧化合物，主要包含氧化環(huán)己烯衍生物，品種比較單一。其主要合成方法為將不飽和環(huán)己基接入化合物主鏈，然后采取氧化方法對雙鍵進行環(huán)氧化制得。商品一般呈粘稠液體，牌號主要有UVR6110 (陶氏化學(xué))，WiOtOmerl500 (科寧)等。但是目前商業(yè)化制備脂環(huán)族環(huán)氧化合物的方法步驟繁瑣，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本申請人提供了一種陽離子光固化脂環(huán)族環(huán)氧化合物及其制備方法。本發(fā)明的目的是提供一種通用的脂環(huán)族環(huán)氧化合物制備的方法，以克服脂環(huán)族環(huán)氧化合物品種單一的缺陷，本發(fā)明使用原料豐富，合成反應(yīng)簡單，易于控制。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種陽離子光固化脂環(huán)族環(huán)氧化合物，通式為
權(quán)利要求
1. 一種陽離子光固化脂環(huán)族環(huán)氧化合物，其特征在于所述一種脂環(huán)族環(huán)氧化合物的通式為
2.權(quán)利要求1所述的陽離子光固化脂環(huán)族環(huán)氧化合物的制備方法，其特征在于分為兩步反應(yīng)，首先，采用丙烯酸酯類化合物或甲基丙烯酸酯類化合物，與雙烯類化合物進行狄爾斯-阿爾德(Diels-Alder)反應(yīng)，制備不飽和中間體；然后，經(jīng)有機過氧酸環(huán)氧化反應(yīng)，將不飽和中間體滴加到含有環(huán)氧化試劑(即有機過氧酸)溶液中，不飽和中間體中的雙鍵與有機過氧酸的摩爾比為1 廣3，優(yōu)選1:1.2 ；反應(yīng)時間為214小時；反應(yīng)溫度為-5 25°C，優(yōu)選 (Γ5 V，最后制得本發(fā)明脂環(huán)族環(huán)氧化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陽離子光固化脂環(huán)族環(huán)氧化合物的制備方法，其特征在于具體步驟如下(1)打開反應(yīng)釜冷凝器，將丙烯酸酯類化合物或甲基丙烯酸酯類化合物、雙烯類化合物投入反應(yīng)釜中，持續(xù)攪拌，升溫至反應(yīng)溫度為25 35°C ；其中，丙烯酸酯類化合物或甲基丙烯酸酯類化合物所含有的雙鍵摩爾數(shù)與雙烯類化合物摩爾數(shù)之比為1:0.壙1，反應(yīng)時間為 24 72h，直到反應(yīng)體系中殘留雙烯類化合物小于0. 1%為止，所得產(chǎn)物即為不飽和中間體；(2)將有機過氧酸溶劑在有機溶劑A中，將步驟(1)中所得混合物以及有機溶劑B緩慢滴加，滴加時間為》T3h，不飽和中間體中的雙鍵與有機過氧酸的摩爾比為1:廣3，優(yōu)選 1:1.2 ；反應(yīng)時間為214小時；反應(yīng)溫度為-5 25°C，優(yōu)選0 5°C ；(3)將步驟(2)所得混合物降溫冷凍過濾，濾液分別用硫代硫酸鈉溶液，碳酸氫鈉溶液， 食鹽水洗滌，有機相用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾得到本發(fā)明脂環(huán)族環(huán)氧化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2、3所述的陽離子光固化脂環(huán)族環(huán)氧化合物的制備方法，其特征在于所述丙烯酸酯類化合物或甲基丙烯酸酯類化合物的分子結(jié)構(gòu)中含有一個或者多個丙烯酸雙鍵或甲基丙烯酸雙鍵，既可以為丙烯酸酯單體，也可為丙烯酸酯低聚物；具體可以為二縮三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯，三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯，新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯，丙氧化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯，乙氧化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯或雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3所述的陽離子光固化脂環(huán)族環(huán)氧化合物的制備方法，其特征在于所述雙烯類化合物的分子結(jié)構(gòu)中含有兩個相鄰的共軛碳碳雙鍵，具體可以為環(huán)戊二烯， 1，3-丁二烯或異戊二烯，優(yōu)選為環(huán)戊二烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3所述的陽離子光固化脂環(huán)族環(huán)氧化合物的制備方法，其特征在于所述不飽和中間體的通式為
7.根據(jù)權(quán)利要求2、3所述的陽離子光固化脂環(huán)族環(huán)氧化合物的制備方法，其特征在于所述有機過氧酸可以為過氧乙酸、過氧丙炔酸、過氧苯甲酸、間氯過氧苯甲酸、對硝基過氧苯甲酸或間硝基過氧苯甲酸，優(yōu)選為間氯過氧苯甲酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求2、3所述的陽離子光固化脂環(huán)族環(huán)氧化合物的制備方法，其特征在于所述有機溶劑A和有機溶劑B分別為二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、甲苯、二甲苯、乙苯、丁酮、環(huán)己酮、醋酸丁酯、四氫呋喃或N-甲基吡咯烷酮，優(yōu)選為二氯甲烷。
全文摘要
一種陽離子光固化脂環(huán)族環(huán)氧化合物，R1為聚合物主鏈，可以為烷基鏈，聚醚鏈，聚酯鏈以及它們的混合類型，其分子量從15至5000；R2為CH3或者H；制備方法分為兩步反應(yīng)，首先，采用丙烯酸酯類化合物或甲基丙烯酸酯類化合物，與雙烯類化合物進行狄爾斯-阿爾德(Diels-Alder)反應(yīng)，制備不飽和中間體；然后，經(jīng)有機過氧酸環(huán)氧化反應(yīng)，將不飽和中間體滴加到含有環(huán)氧化試劑(即有機過氧酸)溶液中，不飽和中間體中的雙鍵與有機過氧酸的摩爾比為1:1~3，優(yōu)選1:1.2；反應(yīng)時間為2~24小時；反應(yīng)溫度為-5~25℃，優(yōu)選0~5℃，最后制得本發(fā)明脂環(huán)族環(huán)氧化合物。本發(fā)明的目的是提供一種通用的脂環(huán)族環(huán)氧化合物制備的方法，以克服脂環(huán)族環(huán)氧化合物品種單一的缺陷，本發(fā)明使用原料豐富，合成反應(yīng)簡單，易于控制。
文檔編號C07D301/14GK102503911SQ20111039168
公開日2012年6月20日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者惠正權(quán), 楊樹民, 王海龍, 薛中群, 薛飛 申請人:江蘇三木化工股份有限公司