[发明专利]梯度交联高分子材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料制备领域，特别涉及一种梯度交联高分子材料的制备方法。

背景技术

传统的制备高分子材料主要采用乳液、悬浮、分散溶液等热聚合方法，其工艺存在繁琐、反应速度慢等不足，而光固化技术是利用光(紫外光或可见光)引发具有化学反应活性的液态物质快速转变为固态物质的过程，该技术早在20世纪80年代就被誉为是一项绿色技术，具有固化速度快、污染少、节能和固化产物性能优异等优点。

与传统热固化不同之处在于，光固化反应本质上是由光引发的聚合、交联反应，任何一个光固化体系都至少包括以下三种主要组分：(1)低聚物(或称预聚物、树脂)，赋予材料以基本的物理化学性能；(2)单体，又称为活性稀释剂，主要用于调节体系的粘度，但是对固化速率和材料的性能也有影响；(3)光引发剂，用于产生引发聚合反应的活性(一种自由基或阳离子)。

通过光固化反应制备梯度交联高分子材料的方法未见文献报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种梯度交联高分子材料的制备方法，由该方法制备的高分子材料具有较高的耐磨性能。

本发明所提供的一种梯度交联高分子材料的制备方法是将5～20wt％树脂单体、0.25～3wt％交联剂、0.05～1wt％光引发剂、75～94.2wt％溶剂及0.5～1wt％助剂混合均匀，搅拌5～10min，在通入氧气、空气、氮气、氦气、二氧化碳气之一或其混合气体或者不通任何气体条件下，光照射0.5～30min使其固化，得到高分子材料。

上述树脂单体为环氧(甲基)丙烯酸酯树脂、聚酯(甲基)丙烯酸酯树脂、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯树脂、(甲基)丙烯酸酯树脂或聚醚(甲基)丙烯酸树脂。

上述交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三乙二醇类二丙烯酸酯(TEGDA)、三丙二醇类二丙烯酸酯(TPGDA)、1，6-己二醇双丙烯酸酯(HDDA)、1，4-丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、二缩三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(DTMPTTA)或三缩乙二醇双甲基丙烯酸酯(TEGDM)。

上述光引发剂为紫外光引发剂或可见光引发剂，紫外光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)、二苯甲酮(BP)/叔胺、4-对甲苯琉基二苯甲酮(BMS)/叔胺、2-甲基1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(907)、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化瞵(TPO)、2，4，6-三甲基苯甲酰基以乙氧基苯基氧化瞵(TEPO)、1-羟基环己基苯甲酮(184)、二芳基碘翁盐或三芳基琉翁盐；可见光引发剂为樟脑醌(CQ)/叔胺。

上述二苯甲酮/叔胺的重量比为1∶1，4-对甲苯琉基二苯甲酮/叔胺的重量比为1∶1，樟脑醌/叔胺的重量比为1∶1。

上述溶剂为水、乙醇、丙酮、乙醚、乙酸乙酯、正己烷、环己烷、二氯甲烷、苯、甲苯和二甲苯中的任意一种或两种以上混合物。两种以上混合溶剂的混合比例为1。

上述助剂为表面活化剂，表面活化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十六醇硫酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、三甲基-16烷基溴化铵、三甲基-16烷基氯化铵、三乙基-16烷基溴化铵、三乙基-16烷基氯化铵、三丁基-16烷基溴化铵或三丁基-16烷基氯化铵。

上述混合气体的体积比为1∶1。

本发明的有益效果在于采用光固化技术制备出的高分子材料具有交联度可调、交联致密且呈现梯度分布的特点，并且材料呈透明状，其耐磨性能有大幅度的提高。

附图说明

图1是材料中部红外谱图；

图2是材料表面红外谱图；

图3是材料内部红外谱图。

具体实施方式

实施例1

称取3g HDDA，1g 1173溶解于20g的甲基丙烯酸酯树脂中，充分搅拌，均匀混合，称取1g十二烷基硫酸钠溶解于75g的水中，然后将上述两部分溶液混合，充分搅拌5-10min后，通入氧气，将光固化灯置于溶液上方，伴随照射20min使其固化，得到梯度交联高分子材料。

从图3可以看出在1640cm^-1处，未观察到峰值，由此可以确定材料内部不存在双键；从图1可以看出在1640cm^-1处，可以观察到峰值，由此可以确定材料中部存在双键；从图2可以看出在1640cm^-1处，可以观察到明显的峰值，由此可以确定材料表面存在双键。