[发明专利]一种可紫外光固化的树枝状聚氨酯的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学聚合物的合成方法，进一步是指一种可紫外光固化的树枝状聚氨酯的合成方法。

背景技术

传统的涂料固化通常是通过加热，即物理干燥的方法除去高分子溶液中的溶剂得到硬化的漆膜。紫外光固化则是利用紫外光的能量，引发涂料中的低分子预聚体或齐聚体、与作为活性稀释剂的单体分子之间的聚合及交联反应得到硬化漆膜，实质上是通过形成化学键实现化学干燥。同传统涂料固化技术相比，紫外光固化的最大优点是固化速度快、涂膜质量高、环境污染少、能量消耗低。

随着全世界对环境保护的日益重视和绿色科技的蓬勃发展，紫外光固化技术因其能够有效控制空气污染特别是挥发性有机物(VOC)的排放而越来越受到青睐。与使用挥发性有机物作为溶剂的传统固化体系相比，紫外光固化采用紫外光辐照无溶剂体系而发生快速聚合反应，很快形成三维网状结构，生成固态薄膜，因而实现了“环境可持续发展的零排放”。此外，体系的高效性和产品的优异性也是该技术得以快速发展的重要原因。

紫外固化配方体系通常包括可光固化的齐聚物、单体、光引发剂和各种助剂。其中，可光固化的齐聚物是最主要的组成部分，它是交联网络的基本结构和涂膜主要理化性能的决定因素。以往的可光固化齐聚物一般是线型分子，其粘度随着分子量的增加而急剧增加，因而常需加入反应性单体(大多为丙烯酸酯类)改善配方的施工性能。然而，这些单体不仅对皮肤有刺激性，而且直接影响涂膜性能。

树枝状大分子则是正蓬勃兴起的一类特殊结构的大分子聚合物。树枝状大分子为三维的立体构型，结构比较对称，与传统的相同分子量的线性大分子相比较，它具有较低的熔融粘度，优良的溶解性及对基材的高附着力，因此在涂料领域备受关注。而聚氨酯丙烯酸酯具有优良的柔韧性、耐磨性、耐低温和耐化学品性等，且易于实行紫外光固化。

发明内容

本发明的目的是，针对当今世界普遍面临的环境与能源长期可持续发展问题，提出可紫外光固化的树枝状聚氨酯的合成方法，合成出适用于涂料、油墨、电子元器件绝缘的可紫外光固化的树枝状聚氨酯树脂，还能够解决普通光固化树脂可能存在的固化程度不深、固化膜硬度与柔韧性不协调等问题。

本发明的可紫外光固化的树枝状聚氨酯的合成步骤为：

(1)端羟基树枝状聚酰胺多元醇(DPAM-OH)的合成：将15g 0.5G(0.5代，下同)的聚酰胺-胺(PAMAM)置于三口烧瓶中，加入N，N-二甲基甲酰胺(DMF)50g做溶剂，同时称取18.0g三羟甲基氨基甲烷(TAM)和24.8g K₂CO₃，加入三口烧瓶中，在24℃～26℃条件下反应11小时～13小时，然后升温到38℃～42℃再反应9小时～11小时；将所得固液混合物在离心机转速＞1500rpm下进行离心分离，再将滤液减压(减压至-0.03～-0.08MPa)蒸馏，得到黄色透明液体产物——端羟基树枝状聚酰胺(DPAM-OH)，产率为80.5％；反应式：

(CH₃OOCCH₂CH₂)₂NCH₂CH₂N(CH₂CH₂COOCH₃)→

[(HOCH₂)₃CHNOCCH₂CH₂]₂NCH₂CH₂[CH₂CH₂CONHC(CH₂OH)]₃(DPAM-OH)

¹H NMR(D₂O，ppm)测试：δ＝2.67(-CH₂CH₂CONH-)，2.84(-CH₂CH₂CO NH-)，2.99

                       (-CH₂OH)，3.51-3.75(-CH₂-)；

FT-IR(KBr)测试：3350，1038(OH)；1649，1566(NHCO)cm^-1；

改用1.5G PAMAM替代0.5G PAMAM进行同样条件的反应，得到黄色透明粘稠液体DPAM-OH-2；