一種雙環(huán)結(jié)構(gòu)的三官能度丙烯酸酯光聚合單體制備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可用作光聚合單體的具有雙環(huán)結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯類單體的制備。 技術(shù)背景
[0002] 光固化是一種利用紫外光引發(fā)產(chǎn)生活性種是體系中的活性官能團反應(yīng)交聯(lián)而形 成固化涂層的表面涂裝技術(shù)。光聚合具有節(jié)能高效、環(huán)保經(jīng)濟等特點。光固化產(chǎn)品中不含 易揮發(fā)的溶劑，采用具有活性官能團的小分子單體調(diào)節(jié)粘度，避免了涂裝過程中溶劑的揮 發(fā)對人體以及環(huán)境造成的傷害和污染。
[0003] 光聚合單體是一種含有活性官能團的有機小分子，參與交聯(lián)反應(yīng)，在光聚合產(chǎn)品 各組分中主要起到溶解稀釋低聚物以及調(diào)節(jié)體系粘度的作用。由于其參與交聯(lián)固化的過 程，故而其結(jié)構(gòu)以及官能度影響最終涂層的總體性能，故選擇設(shè)計合適的光聚合單體也是 光固化產(chǎn)品開發(fā)的重要環(huán)節(jié)。
[0004] 丙烯酸酯類的單體是一類自由基引發(fā)聚合的活性單體，可以被自由基型光引發(fā)劑 引發(fā)聚合。通常具有低粘度、高反應(yīng)活性、固化快等優(yōu)點。隨著官能度的提高，粘度相對增 加，交聯(lián)密度以及反應(yīng)速率快速增加，同時涂層的體積收縮逐漸明顯而易造成附著力下降、 耐水耐候性下降等缺陷。通常丙烯酸酯類的單體通過多元醇與丙烯酸或甲基丙烯酸酯化而 制備，也可以通過酯交換、丙烯酰氯法以及縮水甘油醚開環(huán)反應(yīng)而制備。通過設(shè)計具有不同 結(jié)構(gòu)的多元醇或羧酸獲得丙烯酸酯單體的分子骨架，在通過酯化或酯交換等反應(yīng)制備丙烯 酸酯類單體是目前丙烯酸酯類單體開發(fā)的主要思路和方法。通過設(shè)計合適的分子骨架結(jié)構(gòu) 可以獲得具有特殊功能的功能化單體，例如設(shè)計多環(huán)結(jié)構(gòu)的剛性骨架可明顯提高固化后涂 層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，而使涂層具有良好的硬度及耐磨性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明公開了一種具有雙環(huán)結(jié)構(gòu)的三官能度丙烯酸酯光聚合單體，其結(jié)構(gòu)如下：
[0006]
【主權(quán)項】
1. 含有雙環(huán)結(jié)構(gòu)的三官能度丙烯酸酯光聚合單體，其結(jié)構(gòu)如下：
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有雙環(huán)結(jié)構(gòu)的三官能度丙烯酸酯光聚合單體，其特征在于 其中 R = H, -CH3，
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的含有雙環(huán)結(jié)構(gòu)的三官能度丙烯酸酯光聚合單體的制備方 法，其特征在于按下述步驟進行： 1) 將0. 05mol糠酸或其衍生物與等摩爾馬來酸溶解于IOml N，N-二甲基甲酰胺（DMF) 中，加熱至80?120°C反應(yīng)5?6h ;將產(chǎn)物旋蒸除去溶劑后溶解于20ml丙酮中，加入到乙 醚中，過濾出沉淀，用IOml甲醇洗滌2次，真空干燥箱中干燥過夜，獲得白色固體； 2) 將步驟1)所制備的產(chǎn)物0. 02mol加入到三口燒瓶中，向其中5ml 丁酮，加入0. 06mol 的丙烯酸縮水甘油酯，并加入催化劑和阻聚劑，于75?80°C條件下反應(yīng)8?10h，測試酸值 〈10mgK0H/g時停止反應(yīng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的含有雙環(huán)結(jié)構(gòu)的三官能度丙烯酸酯光聚合單體的制備方法， 其特征在于其中步驟1)所述的糠酸或其衍生物為2-糠酸、3-糠酸、4-甲基-2-呋喃甲酸、 5-甲基-2-呋喃甲酸、5-(嗎啉-4-甲基）-2-呋喃甲酸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的含有雙環(huán)結(jié)構(gòu)的三官能度丙烯酸酯光聚合單體的制備方法， 其特征在于其中步驟2)中所述的催化劑為四甲基氯化銨、四丁基溴化銨、芐基三甲基溴化 銨；用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的〇. 5?lwt%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的含有雙環(huán)結(jié)構(gòu)的三官能度丙烯酸酯光聚合單體的制備方法， 其特征在于其中步驟2)中所述的阻聚劑為對羥基苯甲醚、對本二酚；用量為丙烯酸縮水甘 油醋的〇· 1?〇· 5wt%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有雙環(huán)結(jié)構(gòu)的三官能度丙烯酸酯光聚合單體的制備方法。屬于功能化單體的制備，可應(yīng)用于光聚合涂層的活性稀釋劑。其結(jié)構(gòu)通式如下：其中R＝R＝H,-CH3,制備方法是以糠酸或其衍生物與馬來酸的D-A反應(yīng)構(gòu)建雙環(huán)結(jié)構(gòu)，得到三羧基產(chǎn)物，再與丙烯酸縮水甘油酯開環(huán)反應(yīng)，得到具有光聚合活性的功能化單體。此類單體具有反應(yīng)速率快，固化后涂層剛性大等優(yōu)點。其制備過程簡單，各步反應(yīng)轉(zhuǎn)化率較高。
【IPC分類】C07D493-08
【公開號】CN104530071
【申請?zhí)枴緾N201410836286
【發(fā)明人】馬貴平, 方大為, 聶俊
【申請人】北京化工大學(xué)常州先進材料研究院
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月29日