[发明专利]一种可逆CO2固化光敏低聚物及其应用

说明书

技术领域

本品为刺激响应性的低聚物，具体来说低聚物链段上带有CO₂刺激响应 的仲胺基团，它能与CO₂发生反应形成分子间的交联生成氨基甲酸胺盐。因 此在低聚物中通入CO₂后其粘度会发生数量级的剧烈增大，此低聚物在经过 CO₂刺激响应后同时具有光聚合的能力。因此这是属于一种环境友好的基于 CO₂刺激响应的光固化低聚物的合成领域。

背景技术

光固化技术是一项节能和清洁环保型技术，它节约能源——能耗仅为传 统汞灯的十分之一，且不含溶剂、对生态环境有保护作用，不会向大气排放 毒气和二氧化碳，故被誉为“绿色技术”。光固化技术(UV-cure)是通过一定波 长的紫外光照射，使液态的环氧丙烯酸树脂等低聚物或甲基丙烯酸甲酯等单 体高速聚合而成固态的一种光加工工艺，光固化反应本质上是光引发的聚合、 交联反应。光固化涂料，光固化油墨和光固化胶粘剂是光固化技术在工业上 大规模成功应用的最早范例，也是目前光固化产业领域产销量最大的产品， 而环氧丙烯酸酯类的化合物是主要的光固化涂料。与其他固化技术相比，光 固化技术有如下的优势：1、速度快：最快可在0.05s～0.1s内固化完全；2、 费用低：仅需激发光引发剂(或增感剂)的辐射能；3、污染小：无挥发性有机 物。低聚物的性质对固化后涂膜的性质具有决定性作用。聚丙烯酸酯丙烯酸 酯作为一类新型的丙烯酸酯类光固化低聚物由于其结构多样、性能优异而在 涂料、油墨，胶黏剂等领域有广泛的应用前景。

现在随着化石燃料的燃烧，大气中的CO₂等温室气体含量越来越高，导 致了温室效应等环境问题，人们日益迫切的需要开发一种能用于CO₂吸收的 材料。研究表明带有胺类的物质如脒基，伯胺，仲胺，叔胺等能与CO₂发生 可逆的交联解交联的反应，这种反应能用于合成CO₂吸收材料，同时也能用 于合成CO₂刺激响应的材料。基于此，我们合成了一种CO₂刺激响应的光聚 合低聚物，把CO₂吸收刺激响应特性与光聚合相结合，形成了一种粘度随着 CO₂的通入和排除可逆变化的光聚合体系。它具有光聚合的诸多优点，同时能 吸收CO₂具有CO₂刺激响应的性质，其可逆的液固转变的性质可用于压印， 用于光固化图案化。

发明内容

本发明合成了一种基于仲胺基团的CO₂刺激响应的光聚合低聚物，其在 通入CO₂后分子侧链上的仲胺基团与CO₂反应后粘度发生剧烈增大形成液固 转变，形成可逆的固化，同时分子侧链上的(甲基)丙烯酸酯双键在光引发 剂紫外光光照后引发不可逆的双键聚合反应，彻底交联固化。其特点在于克 服了传统方法中由于伯胺基团的存在造成的迈克尔加成副反应而引起的体系 不稳定，易变质的缺点，在保证已储存的同时保证了良好的刺激响应固液转 变特性和光固化能力其分子结构如下：

其中o,p,q对应的单元为单体重复单元，单体重复单元总数为20-100，o 所对应的单体含量物质的量占总单体含量的20％-60％，p所对应的单体含 量占总单体含量的20％，q对应的单体含量占总单体含量的60％-20％；R₁代表碳原子数为2到6的烷基或者苄基或者脂肪环烃，R₂代表碳原子数为 2-18的烷烃，R₃代表氢或甲基；

其中o对应的单体单元为对位带有烷基仲胺基的苯乙烯，p对应的单体单 元具体为o单体中的仲胺基与(甲基)丙烯酸异氰基烷基酯氨酯化后的产物， q对应的单体单元为(甲基)丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸正丁酯，(甲基) 丙烯酸正辛酯，(甲基)丙烯酸异辛酯，(甲基)丙烯酸正癸酯，(甲基) 丙烯酸异癸酯，(甲基)丙烯酸十二酯，(甲基)丙烯酸十四酯，(甲基) 丙烯酸十六酯或(甲基)丙烯酸十八酯。

本发明还提供一种合成含仲胺基低聚物的合成方法，共分为三步，具体 步骤如下：