一種感光有機硅樹脂、制備方法及應用技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種感光有機硅樹脂、制備方法及應用，屬于感光分子材料技術(shù)領域。將光引發(fā)劑和催化劑I溶解在溶劑I中，加異氰酸酯基硅氧烷，升溫攪拌反應，正己烷洗滌后，減壓蒸餾得硅氧烷化光引發(fā)劑；將羥基封端的PDMS、異氰酸酯基硅氧烷、催化劑I和溶劑II混合，升溫攪拌反應，乙腈洗滌后，減壓蒸餾得硅氧烷化PDMS；將硅氧烷化光引發(fā)劑、硅氧烷化PDMS、烷烴基硅氧烷和溶劑III混合，升溫至40℃～60℃，加催化劑II和去離子水的混合物，加六甲基二硅氧烷，靜置分層后取下層，減壓蒸餾得到感光有機硅樹脂。制備方法簡單易控制，感光有機硅樹脂表面能低、硬度高，用于制備涂層，防污和耐指紋。防污和耐指紋。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種感光有機硅樹脂、制備方法及應用


[0001]本專利技術(shù)屬于感光分子材料
，具體涉及一種感光有機硅樹脂、制備方法及應用。

技術(shù)介紹

[0002]紫外光固化技術(shù)由于具有室溫固化、適應性廣、低能耗、高效環(huán)保等獨特的優(yōu)勢而受到越來越多的關注，廣泛應用于涂料、油墨、膠粘劑、微電子和牙齒修復等領域。
[0003]紫外光固化涂層往往防污性能達不到很好的效果，容易被水性和油性污漬污染，并且難以清潔。通常將含氟或含硅組分接枝到聚合物中，可以提高涂層的耐污持久性。含氟組分雖然具有優(yōu)異的防污效果，但是其高成本、高毒性以及生物蓄積性限制了其應用，而將低表面能的無毒低成本聚二甲基硅氧烷(PDMS)與聚合物基質(zhì)結(jié)合在一起制備的防污涂層，具有高透光率，疏水疏油性能優(yōu)異等特點，因此更適合于實際應用。PDMS的分子鏈具有非常好的柔順性，但固化后得到的涂層硬度往往不是很高。
[0004]通過酸水解縮合法制備的硅樹脂具有許多優(yōu)異的物理和化學性能，如高硬度、耐高低溫性能、耐氧化性、耐候性等，有機硅樹脂與聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯樹脂相比具有更加優(yōu)異的耐磨性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0005]本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種感光有機硅樹脂、制備方法及應用，制備方法簡單易控制，所制備的感光有機硅樹脂具有低表面能、高硬度的特點，而且與多官能度丙烯酸酯樹脂復配后制備的涂層，具有高硬度，同時還具有防污和耐指紋的特性。
[0006]作為本專利技術(shù)的第一個方面，提供一種感光有機硅樹脂的制備方法，所解決的技術(shù)問題是，如何制備一種能夠應用于涂層技術(shù)的感光有機硅樹脂，制備方法簡單易控制，包括以下步驟：
[0007](1)硅氧烷化光引發(fā)劑的制備
[0008]將光引發(fā)劑和催化劑I溶解在溶劑I中，然后滴加異氰酸酯基硅氧烷。將溫度升高到40℃～60℃，并繼續(xù)攪拌反應5～8小時，正己烷洗滌后，減壓蒸餾得到硅氧烷化光引發(fā)劑；
[0009](2)硅氧烷化PDMS的制備
[0010]將羥基封端的PDMS、異氰酸酯基硅氧烷、催化劑I和溶劑II混合，升溫至50℃～70℃，攪拌反應5～10小時，乙腈洗滌后，減壓蒸餾得到硅氧烷化PDMS；
[0011](3)感光有機硅樹脂的制備
[0012]將硅氧烷化光引發(fā)劑、硅氧烷化PDMS、烷烴基硅氧烷和溶劑III混合，升溫至40℃～60℃，滴加催化劑II和去離子水的混合物，0.5～1小時內(nèi)滴完，升溫至50℃～60℃，攪拌反應5～10小時，加入六甲基二硅氧烷，升溫至60℃～80℃，攪拌反應1～3小時，靜置分層后
取下層，減壓蒸餾得到感光有機硅樹脂；
[0013]其中，催化劑I為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二醋酸丁基錫中的一種或幾種；溶劑I為氯仿、四氫呋喃和甲基乙基酮中的一種或幾種；溶劑II為甲基乙基酮、乙酸乙酯、丙酮、甲苯、二甲苯和四氫呋喃中的一種或幾種；催化劑II為冰乙酸、甲酸、鹽酸、乙二酸和硫酸中的一種或幾種；溶劑III為甲醇、乙醇、異丙醇、甲酸乙酯、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯和四氫呋喃中的一種或幾種；
[0014]在一種或多種實施案例中，步驟(1)中所述硅氧烷化光引發(fā)劑具有以下結(jié)構(gòu)：
[0015][0016]其中，X為帶有羥基或氨基的小分子光引發(fā)劑，即帶有羥基或氨基的苯偶姻及其衍生物、苯偶酰類、烷基苯酮類、二苯甲酮類以及硫雜蒽酮類化合物，R1為
?
CH3或
?
CH2CH3。
[0017]在一種或多種實施案例中，步驟(1)中所述的光引發(fā)劑與所述異氰酸酯基硅氧烷的摩爾比為1∶(1～1.5)；所述催化劑I用量為所述光引發(fā)劑與所述異氰酸酯基硅氧烷質(zhì)量總量的0.1％～3％。
[0018]在一種或多種實施案例中，步驟(2)中所述硅氧烷化PDMS具有以下結(jié)構(gòu)：
[0019][0020]其中，R1為
?
CH3或
?
CH2CH3，R3為
[0021]n為8～64的自然數(shù)；
[0022]步驟(2)中所述的羥基封端的PDMS，其重均分子量為1000～5000g/mol；
[0023]步驟(2)中所述的羥基封端的PDMS與所述的異氰酸酯基硅氧烷的摩爾比為1∶(1～5)；催化劑I用量為羥基封端的PDMS和異氰酸酯基硅氧烷總質(zhì)量的0.1％～3％。
[0024]在一種或多種實施案例中，步驟(3)中所述烷烴基硅氧烷具有以下結(jié)構(gòu)：
[0025]R3?
Si(OR1)3[0026]其中，R1為
?
CH3或
?
CH2CH3，R3為
?
CH3、
?
CH2CH3或
?
CH2CH2CH3。
[0027]在一種或多種實施案例中，步驟(3)中所述的去離子水摩爾用量為所述硅氧烷化光引發(fā)劑、含長鏈PDMS的硅氧烷和烷烴基硅氧烷總摩爾數(shù)的3～9倍；
[0028]步驟(3)中所述的催化劑II用量為所述用水質(zhì)量的0.1％～5％；
[0029]步驟(3)中所述的硅氧烷化光引發(fā)劑、硅氧烷化PDMS、烷烴基硅氧烷和六甲基二硅氧烷的摩爾比為1∶(0.01～1)∶(1～5)∶(0.5～2)。
[0030]在一種或多種實施案例中，步驟(1)和(2)中所述的異氰酸酯基硅氧烷為3
?
異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、3
?
異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。
[0031]作為本專利技術(shù)的第二個方面，提供一種感光有機硅樹脂，是由上述制備制備而成，具有以下結(jié)構(gòu)：
[0032][0033]其中，X為帶有羥基或氨基的小分子光引發(fā)劑，R1為
?
CH3或
?
CH2CH3，R2為
[0034]R3為
?
CH3、
?
CH2CH3或
[0035]作為本專利技術(shù)的第三個方面，提供一種感光有機硅樹脂的應用，將上述的感光有機硅樹脂、多官能度丙烯酸酯樹脂和光引發(fā)劑混合后，在基材上進行涂膜，再進行紫外光照射，固化成膜；
[0036]其中，所述的光引發(fā)劑選自2，4，6
?
三甲基苯甲酰膦酸二乙酯、2
?
苯基
?
2，2
?
二甲氨基
?1?
(4
?
嗎啉苯基)
?1?
丁酮、2
?
羥基
?2?
甲基
?1?
苯基
?1?
丙酮、α，α
?
二乙氧基苯乙酮、1
?
羥基
?
環(huán)己基苯甲酮和2，4，6
?
三甲基苯甲酰二苯基氧化膦中的一種或幾種；
[0037]所述光引發(fā)劑的用量為多官能度丙烯酸酯樹脂和可光引發(fā)聚合含硅樹脂總質(zhì)量的1％～5％；
[0038]所述的多官能度丙烯酸酯樹脂選自聚氨酯丙烯酸酯樹脂、環(huán)氧丙烯本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種感光有機硅樹脂的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)硅氧烷化光引發(fā)劑的制備將光引發(fā)劑和催化劑I溶解在溶劑I中，然后滴加異氰酸酯基硅氧烷，將溫度升高到40℃～60℃，并繼續(xù)攪拌反應5～8小時，正己烷洗滌后，減壓蒸餾得到硅氧烷化光引發(fā)劑；(2)硅氧烷化PDMS的制備將羥基封端的PDMS、異氰酸酯基硅氧烷、催化劑I和溶劑II混合，升溫至50℃～70℃，攪拌反應5～10小時，乙腈洗滌后，減壓蒸餾得到硅氧烷化PDMS；(3)感光有機硅樹脂的制備將所述硅氧烷化光引發(fā)劑、所述硅氧烷化PDMS、烷烴基硅氧烷和溶劑III混合，升溫至40℃～60℃，滴加催化劑II和去離子水的混合物，0.5～1小時內(nèi)滴完，升溫至50℃～60℃，攪拌反應5～10小時，加入六甲基二硅氧烷，升溫至60℃～80℃，攪拌反應1～3小時，靜置分層后取下層，減壓蒸餾得到感光有機硅樹脂；其中，催化劑I為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二醋酸丁基錫中的至少一種；溶劑I為氯仿、四氫呋喃和甲基乙基酮中的至少一種；溶劑II為甲基乙基酮、乙酸乙酯、丙酮、甲苯、二甲苯和四氫呋喃中的至少一種；催化劑II為冰乙酸、甲酸、鹽酸、乙二酸和硫酸中的至少一種；溶劑III為甲醇、乙醇、異丙醇、甲酸乙酯、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯和四氫呋喃中的至少一種。2.如權(quán)利要1所述的感光有機硅樹脂的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述的硅氧烷化光引發(fā)劑具有以下結(jié)構(gòu)：其中，X為帶有羥基或氨基的小分子光引發(fā)劑，即帶有羥基或氨基的苯偶姻及其衍生物、苯偶酰類、烷基苯酮類、二苯甲酮類以及硫雜蒽酮類化合物；R1為
?
CH3或
?
CH2CH3。3.如權(quán)利要求1所述的感光有機硅樹脂的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述的光引發(fā)劑與所述異氰酸酯基硅氧烷的摩爾比為1∶(1～1.5)；所述催化劑I用量為所述光引發(fā)劑與所述異氰酸酯基硅氧烷質(zhì)量總量的0.1％～3％。4.如權(quán)利要求1所述的感光有機硅樹脂的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述硅氧烷化PDMS具有以下結(jié)構(gòu)：其中，R1為
?
CH3或
?
CH2CH3，R3為n為8～64的自然數(shù)；步驟(2)中所述的羥基封端的PDMS，其重均分子量為1000～5000g/mol；步驟(2)中所述的羥基封端的PDMS與所述的異氰酸酯基硅氧烷的摩爾比為1∶(1～5)；
催化劑I用量為羥基封端的PDMS和異氰酸酯基硅氧烷總質(zhì)量的0.1％～3％。5.如權(quán)利要求1所述的感光有機硅樹脂的制備方法，步驟(3)中所述烷烴基硅氧烷具有以下結(jié)構(gòu)：R3?
Si(OR1)3其中，R1為
?
CH3或
?
CH2CH3，R3...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李小杰，呂朝龍，朱葉，
申請(專利權(quán))人：江南大學，
類型：發(fā)明
國別省市：