[发明专利]一种自引发光聚合型有机硅纳米凝胶、其制备方法及用途

摘要

本发明公开了一种可降低体积收缩自引发有机硅纳米凝胶的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）将有机硅油和丙烯酸酯类单体加入反应釜中，加入链转移剂、自由基引发剂反应得到纳米凝胶1；（2）将二异氰酸酯与带有活泼基团的小分子光引发剂反应，得到异氰酸酯端基小分子光引发剂2；（3）将1与2混合进行反应得到纳米凝胶3，即为所合成纳米凝胶。发明的有益效果是：（1）所合成的纳米凝胶在使用中不需要添加光引发剂，就可实现光聚合;（2）此纳米凝胶具有自上浮能力，在光聚合体系中能够形成梯度分布，该纳米凝胶应用在梯度聚合中，通过一次光聚合即可得到性能呈梯度变化的聚合物；（3）此纳米凝胶能够有效降低光聚合过程中的体积收缩。

主权项

1.一种自引发光聚合型有机硅纳米凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将改性有机硅油和丙烯酸酯类单体、链转移剂、自由基引发剂和有机溶剂1加入反应釜中，在60～100℃，磁力搅拌，氮气保护下反应2～6小时得到产物1；其中改性有机硅油与丙烯酸酯类单体摩尔比为1：(1～20)，链转移剂用量为改性有机硅油和丙烯酸酯类单体总摩尔量的2％～10％，自由基引发剂用量为改性有机硅油和丙烯酸酯类单体总质量0.1～5％，有机溶剂1用量为改性有机硅油和丙烯酸酯类单体总质量的3～6倍；/n所述改性有机硅油选自乙烯基硅油、(甲基)丙烯酰基改性硅油、苯乙烯改性硅油中的一种或几种；所述链转移剂选自硫醇类链转移剂；/n(2)将产物1用有机溶剂2沉降多次，以除去未反应的单体，得到产物2；/n(3)将产物2用有机溶剂3溶解后，通过减压蒸馏去除溶剂，得到产物3，即带有羟基的纳米凝胶；/n(4)将二异氰酸酯、含活泼基团的夺氢型光引发剂、催化剂和有机溶剂4加入到反应釜中，在30～50℃，磁力搅拌，氮气保护下反应30～60分钟，得到产物4；其中二异氰酸酯的-NCO基团与夺氢型光引发剂中的羟基摩尔比为2：1，催化剂用量为二异氰酸酯和夺氢型光引发剂总质量的0.1～2％，有机溶剂4用量为二异氰酸酯和夺氢型光引发剂总质量的3～6倍；所述含活泼基团的夺氢型光引发剂为4-羟基二苯甲酮；/n(5)将产物3、产物4、催化剂和有机溶剂4加入到反应釜中，在30～50℃，磁力搅拌，氮气保护下反应3～5小时，得到产物5；其中产物4中的-NCO基团与产物3中羟基的摩尔比为1：(1.1～20)；催化剂用量为产物3和产物4总质量的0.1～2％，有机溶剂4用量为产物3和产物4总质量的3～6倍；/n(6)将产物5、异氰酸酯类化合物、催化剂和有机溶剂4加入到反应釜中，室温避光反应，直至傅利叶红外光谱仪检测不到-NCO基团，得到产物6；其中异氰酸酯类化合物的-NCO基团与第(5)步所用产物4的-NCO基团摩尔量之和等于产物3中羟基摩尔量，催化剂用量为产物5和异氰酸酯类化合物总质量的0.1～2％，有机溶剂4用量为产物5和异氰酸酯类化合物总质量的3～6倍；/n所述异氰酸酯类化合物选自烯属单异氰酸酯、烯属二异氰酸酯、烯属多元异氰酸酯中的一种或几种；所述烯属单异氰酸酯选自丙烯酸-2-异氰酸基乙酯、甲基丙烯酸-2-异氰酸基乙酯中的一种或其混合物；/n(7)将产物6按第(2)步，第(3)步所述的方法进行提纯，得到自引发光聚合型有机硅纳米凝胶─产物7。/n