一種雙環結構的三官能度丙烯酸酯光聚合單體制備
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種可用作光聚合單體的具有雙環結構的丙烯酸酯類單體的制備。 技術背景
[0002] 光固化是一種利用紫外光引發產生活性種是體系中的活性官能團反應交聯而形 成固化涂層的表面涂裝技術。光聚合具有節能高效、環保經濟等特點。光固化產品中不含 易揮發的溶劑，采用具有活性官能團的小分子單體調節粘度，避免了涂裝過程中溶劑的揮 發對人體以及環境造成的傷害和污染。
[0003] 光聚合單體是一種含有活性官能團的有機小分子，參與交聯反應，在光聚合產品 各組分中主要起到溶解稀釋低聚物以及調節體系粘度的作用。由于其參與交聯固化的過 程，故而其結構以及官能度影響最終涂層的總體性能，故選擇設計合適的光聚合單體也是 光固化產品開發的重要環節。
[0004] 丙烯酸酯類的單體是一類自由基引發聚合的活性單體，可以被自由基型光引發劑 引發聚合。通常具有低粘度、高反應活性、固化快等優點。隨著官能度的提高，粘度相對增 加，交聯密度以及反應速率快速增加，同時涂層的體積收縮逐漸明顯而易造成附著力下降、 耐水耐候性下降等缺陷。通常丙烯酸酯類的單體通過多元醇與丙烯酸或甲基丙烯酸酯化而 制備，也可以通過酯交換、丙烯酰氯法以及縮水甘油醚開環反應而制備。通過設計具有不同 結構的多元醇或羧酸獲得丙烯酸酯單體的分子骨架，在通過酯化或酯交換等反應制備丙烯 酸酯類單體是目前丙烯酸酯類單體開發的主要思路和方法。通過設計合適的分子骨架結構 可以獲得具有特殊功能的功能化單體，例如設計多環結構的剛性骨架可明顯提高固化后涂 層的玻璃化轉變溫度，而使涂層具有良好的硬度及耐磨性。
【發明內容】
[0005] 本發明公開了一種具有雙環結構的三官能度丙烯酸酯光聚合單體，其結構如下：
[0006]
【主權項】
1. 含有雙環結構的三官能度丙烯酸酯光聚合單體，其結構如下：
2. 根據權利要求1所述的含有雙環結構的三官能度丙烯酸酯光聚合單體，其特征在于 其中 R = H, -CH3，
3. 根據權利要求1和2所述的含有雙環結構的三官能度丙烯酸酯光聚合單體的制備方 法，其特征在于按下述步驟進行： 1) 將0. 05mol糠酸或其衍生物與等摩爾馬來酸溶解于IOml N，N-二甲基甲酰胺（DMF) 中，加熱至80?120°C反應5?6h ;將產物旋蒸除去溶劑后溶解于20ml丙酮中，加入到乙 醚中，過濾出沉淀，用IOml甲醇洗滌2次，真空干燥箱中干燥過夜，獲得白色固體； 2) 將步驟1)所制備的產物0. 02mol加入到三口燒瓶中，向其中5ml 丁酮，加入0. 06mol 的丙烯酸縮水甘油酯，并加入催化劑和阻聚劑，于75?80°C條件下反應8?10h，測試酸值 〈10mgK0H/g時停止反應。
4. 根據權利要求3所述的含有雙環結構的三官能度丙烯酸酯光聚合單體的制備方法， 其特征在于其中步驟1)所述的糠酸或其衍生物為2-糠酸、3-糠酸、4-甲基-2-呋喃甲酸、 5-甲基-2-呋喃甲酸、5-(嗎啉-4-甲基）-2-呋喃甲酸。
5. 根據權利要求3所述的含有雙環結構的三官能度丙烯酸酯光聚合單體的制備方法， 其特征在于其中步驟2)中所述的催化劑為四甲基氯化銨、四丁基溴化銨、芐基三甲基溴化 銨；用量為反應物總質量的〇. 5?lwt%。
6. 根據權利要求3所述的含有雙環結構的三官能度丙烯酸酯光聚合單體的制備方法， 其特征在于其中步驟2)中所述的阻聚劑為對羥基苯甲醚、對本二酚；用量為丙烯酸縮水甘 油醋的〇· 1?〇· 5wt%。
【專利摘要】本發明公開了一種具有雙環結構的三官能度丙烯酸酯光聚合單體的制備方法。屬于功能化單體的制備，可應用于光聚合涂層的活性稀釋劑。其結構通式如下：其中R＝R＝H,-CH3,制備方法是以糠酸或其衍生物與馬來酸的D-A反應構建雙環結構，得到三羧基產物，再與丙烯酸縮水甘油酯開環反應，得到具有光聚合活性的功能化單體。此類單體具有反應速率快，固化后涂層剛性大等優點。其制備過程簡單，各步反應轉化率較高。
【IPC分類】C07D493-08
【公開號】CN104530071
【申請號】CN201410836286
【發明人】馬貴平, 方大為, 聶俊
【申請人】北京化工大學常州先進材料研究院
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月29日