[发明专利]一种实现巯-炔深层光聚合的方法及其组合物

说明书

本发明涉及一种实现巯‑炔深层光聚合的方法及其组合物，该组合物所含组分及各组分质量分数为：可光聚合巯单体20‑80份，可光聚合炔单体20‑80份，自由基光引发剂0.5‑8份，上转换材料0.1‑5份，所述组合物在近红外光直接照射下能够发生光点击化学反应，本发明方法可使巯‑炔体系的光聚合的最大深度达到8厘米以上，突破了传统巯‑炔体系难以深层光固化的难题，拓宽了光聚合技术的应用领域。

技术领域

本发明属于光聚合材料技术领域，尤其是涉及一种含有上转换材料在近红外光照射下能够发生巯-炔深层光聚合的组合物。

背景技术

由于巯-炔光聚合兼具传统点击化学和光引发过程的诸多优点，受到研究者们的广泛关注。同时，巯-炔光聚合对水不敏感、聚合网络结构规整、收缩率低，相比于巯-烯体系，巯-炔体系具有更高的交联密度，更高的硫元素含量，可显著增加聚合材料的光学透明性，因此在光学材料、涂料、胶黏剂、分子器件、生物材料和3D打印等领域具有广阔的应用。但由于普通UV光在聚合过程中存在穿透性的限制，加上体系中光引发剂的吸收导致的内屏蔽效应，有关巯-炔体系的光聚合研究大都局限于二维薄层材料，如何实现巯-炔体系的深层光聚合一直是个挑战。

公开号为CN105348414A的专利提供了一种深层阳离子光聚合的方法，该发明在阳离子体系中添加了上转换材料，获得了深度5厘米以上的固化样品，但仅解决了阳离子深层光聚合的问题；公开号为CN105330790A的专利提供了一种自由基深层光聚合的方法，该发明利用上转换材料将近红外光转化为紫外或可见光实现了自由基体系的深层光聚合，其聚合深度超过了10厘米，但使用的感光树脂和单体均为丙烯酸酯，并未涉及巯-炔体系的光聚合情况。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种实现巯-炔深层光聚合的方法及其组合物，本发明可使发生巯-炔体系的自由基光聚合的最大深度超过8厘米，本发明方法简单、高效，突破了传统巯-炔体系难以深层固化的问题，拓宽了光聚合技术的应用领域，适用于光固化复合材料、光固化厚涂层等技术领域。

本发明提出了一种实现巯-炔深层光聚合的方法，在可光聚合巯单体、可光聚合炔单体、自由基光引发剂的混合物中加入上转换材料，然后采用近红外光照射。

其中，所述近红外光波长为900-1100nm，能量密度小于50mW/cm²。

其中，红外光照射的时间为3分钟。

本发明提出了一种实现巯-炔深层光聚合的组合物，所述组合物所含组分及组分质量份数为：

进一步的，组合物所含组分及组分质量份数为：

其中，所述可光聚合巯单体包括三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、双(3-巯基丙酸)乙二醇、1,4-丁二醇双(巯基乙酸)、四乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯、四(3-巯基丁酸)季戊四醇酯、1,4-丁二醇二(3-巯基丁酸)酯、三(3-巯基丁氧基乙基)异氰尿酸酯中的任意一种或多种。

进一步的，可光聚合巯单体包括四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯、四(3-巯基丁酸)季戊四醇酯、1,4-丁二醇二(3-巯基丁酸)酯中的任意一种或多种。

其中，所述可光聚合的炔单体包括1,9-癸二炔、1,7-辛二炔、1,8-壬二炔、季戊四醇四丙炔酸酯、4-(丙-2-炔-1-基氧基)丁-1-炔、四(2-丙炔氧基甲基)甲烷、1,1,1-三羟甲基乙烷三丙炔酸酯等中的任意一种或多种。

进一步的，可光聚合的炔单体包括季戊四醇四丙炔酸酯、1,1,1-三羟甲基乙烷三丙炔酸酯中的任意一种或多种。