专利名称：一种基于紫外辐照技术的光活性微凝胶的制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料领域，尤其是涉及紫外辐照法由水性光固化胶束得到光活性微凝胶的方法。
背景技术：
聚合物微凝胶是一种分子结构介于支链大分子和宏观聚合物网络之间的具有胶体尺寸(I IOOOnm)且分子内交联的聚合物颗粒。反应性微凝胶则是一种分子内交联、表面或内部带有一定活性基团的胶体粒子。由于其独特的结构和流变性能而广泛应用于生物医药、涂料与染料、石油开采等方面。当其加入到聚合物中后往往能赋予其优异的抗张强度、抗冲击强度、耐水性、耐热性、耐候性、耐光性及耐久性等性能。反应性微凝胶的主要制备方式有乳液聚合、分散聚合、溶液聚合等方法，近年来沉淀聚合、悬浮聚合、分散聚合等方法也得到了一定的发展。但这些方法大都需要外加稳定剂，会影响产品最终性能，且制备效 率相对较低。紫外辐照技术是一种速度快、能耗低、绿色环保的光交联技术，可以快速的将光活性双键进行交联，是一种环境友好的绿色技术。将其用于光活性微凝胶的制备，可以在大幅提高制备效率的同时得到分布均匀，平均粒径在10-500nm之间的微凝胶粒子。
发明内容
本发明的目的是提供了一种制备光活性微凝胶的方法，通过紫外辐照技术可以迅速由水性光固化胶束制得平均粒径在10-500nm之间光活性微凝胶粒子，该方法适用于多种水性光固化树脂体系。本发明提供的技术方案如下利用紫外辐照技术，通过控制紫外辐照强度、温度、辐照时间、光引发剂种类和用量等控制光活性微凝胶粒子的平均粒径和光活性双键含量。本发明提供的一种紫外辐照法制备光活性微凝胶的方法，其特征在于首先将水性光固化树脂、光引发剂和助溶剂混合均匀，并加入水中形成光敏胶束水溶液；然后将混合好的溶液在流动状态下接受紫外光辐照进行部分交联；这种活性微凝胶制备方法中水性光固化树脂、光固化单体、光引发剂、助溶剂和水的质量百分比为
水性光固化树脂 0.5% - 20%光固化单体0%-15%光引发剂0.2%-8%助溶剂0%-10%水70% - 99%制备条件光强20Mw/cm2-300Mw/cm2
辐照时间O. 5s-600s温度1-75 °C本发明中水性光固化树脂为水性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯光固化树脂、水性环氧(甲基)丙烯酸酯光固化树脂、水性丙烯酸酯光固化树脂、水性聚酯光固化树脂和水性醇酸光固化树脂中的一种或几种。光固化单体为单官能团(甲基)丙烯酸酯单体、双官能团(甲基)丙烯酸酯单体和多官能团(甲基)丙烯酸酯单体中的一种或几种。光引发剂为安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、二苯基乙酮、α , α-甲氧基-α-苯基苯乙酮、α，α-乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α -胺烷基苯酮、芳酰基膦氧化物、双苯甲酰基苯基氧化膦、二苯甲酮、2，4_ 二羟基二苯甲酮、米蚩酮、硫代丙氧基硫杂蒽酮和异丙基硫杂蒽酮中的一种或几种。助溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇甲醚醋酸酯和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。
图I实施例I的微凝胶粉末及其溶胀液照片。图2实施例1，2，3的微凝胶的红外谱图。图3实施例I，2，3的微凝胶的核磁谱图。图4添加实施例2的微凝胶粉末前(左图)后(右图)的光固化涂膜的电镜图。
具体实施例方式以下结合实例对本发明进一步详细说明，但本发明并不局限于此。实施例I称取IOg水性丙烯酸酯光固化树脂，加入O. 2gll73和Ig乙二醇甲醚，混合均匀后加入330g去离子水充分搅拌形成水性丙烯酸酯光固化胶束，在搅拌状态下采用紫外光源进行照射，光强为80mW/cm2，辐照时间15s，制得平均粒径为35. 59nm的微凝胶PANM-L，图I为其粉末状样品及其在溶剂中溶胀液，由此证明其内部交联结构的存在，图2及图3分别为红外和核磁谱图，证明其光活性双键的存在。实施例2称取IOg水性环氧光固化树脂，加入O. 2gll73和Ig乙醇，混合均匀后加入330g去离子水充分搅拌形成水性丙烯酸酯光固化胶束，在搅拌状态下采用紫外光源进行照射，光强为40mW/cm2，辐照时间30s，制得平均粒径为37. 96nm的微凝胶PANM-M，图2及图3分别为红外和核磁谱图，证明其光活性双键的存在。图4为添加PANM-M微凝胶粉末前(左图)后(右图)的光固化涂膜电镜图，光活性微凝胶有效分散于光固化涂膜中，可用于光固化涂料、胶黏剂及油墨等领域。实施例3称取IOg水性丙烯酸酯光固化树脂，加入O. 2gll73和Ig丙二醇丁醚，混合均匀后加入330g去离子水充分搅拌形成水性丙烯酸酯光固化胶束，在搅拌状态下采用紫外光源进行照射，光强为300mW/cm2，辐照时间O. 5s，制得平均粒径为39. 57nm的微凝胶PANM-H，图2及图3分别为红外和核磁谱图，证明其光活性双键的存在。
实施例4称取48g水性醇酸光固化树脂，加入2. 0gl84和IOg乙二醇甲醚醋酸酯，混合均匀后加入340g去离子水充分搅拌形成水性丙烯酸酯光固化胶束，在搅拌状态下采用紫外光源进行照射，光强为20mW/cm2，辐照时间600s，制得平均粒径为36. 79nm的光活性微凝胶。实施例5称取40g水性聚氨酯光固化树脂，加入4. 0gl84、16. Og三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和20g乙二醇丁醚，混合均匀后加入320g去离子水充分搅拌形成水性聚氨酯光固化胶束，在搅拌状态下采用紫外光源进行照射，光强为50mW/cm2，辐照时间30s，制得平均粒径为76. 82nm的光活性微凝胶。
实施例6称取2g水性聚氨酯光固化树脂，加入O. 8gll73、60g 二季戊四醇六丙烯酸酯和4g乙二醇丁醚，混合均匀后加入329g去离子水充分搅拌形成水性聚氨酯光固化胶束，在搅拌状态下采用紫外光源进行照射，光强为30mW/cm2，辐照时间100s，制得平均粒径为79. 33nm的光活性微凝胶。实施例7称取80g水性环氧光固化树脂，加入8. 0gl84和32g丙二醇甲醚，混合均匀后加入280g去离子水充分搅拌形成水性环氧光固化胶束，在搅拌状态下采用紫外光源进行照射，光强为20mW/cm2，辐照时间20s，制得平均粒径为103. 67nm的光活性微凝胶。实施例8称取I. 5g水性聚酯光固化树脂，加入O. 6gll73和I. 5g乙二醇丁醚，混合均匀后加入297g去离子水充分搅拌形成水性环氧光固化胶束，在搅拌状态下采用紫外光源进行照射，光强为50mW/cm2，辐照时间70s，制得平均粒径为93. 2Inm的光活性微凝胶。实施例9称取13g水性醇酸环氧光固化树脂，加入O. 3gll73、0. 4gl84和3g正丁醇，混合均匀后加入330g去离子水充分搅拌形成水性环氧光固化胶束，在搅拌状态下采用紫外光源进行照射，光强为40mW/cm2，辐照时间20s，制得平均粒径为96. 39nm的光活性微凝胶。上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基于紫外辐照技术的光活性微凝胶的制备方法，其特征在于首先将水性光固化树脂、光引发剂和助溶剂混合均匀，加入水中形成光敏胶束水溶液；然后将混合好的水溶液在流动状态下接受紫外光辐照进行部分交联；这种活性微凝胶制备方法中水性光固化树月旨、光固化单体、光引发剂、助溶剂和水的质量百分比为 水性光固化树脂 0.5% - 20% 光固化单体0%-15% 光引发剂0.2%-8%助溶剂0°/。-10% 水70% - 99% 制备条件 光强 20Mw/cm2-300Mw/cm2 辐照时间 O. 5s-600s 温度 1-75 °C
2.根据权利要求I所述的基于紫外辐照技术的光活性微凝胶的制备方法，其特征在于所述水性光固化树脂为水性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯光固化树脂、水性环氧(甲基)丙烯酸酯光固化树脂、水性丙烯酸酯光固化树脂、水性聚酯光固化树脂和水性醇酸光固化树脂中的一种或几种。
3.根据权利要求I所述的基于紫外辐照技术的光活性微凝胶的制备方法，其特征在于所述的光固化单体为单官能团(甲基)丙烯酸酯单体、双官能团(甲基)丙烯酸酯单体和多官能团(甲基)丙烯酸酯单体中的一种或几种。
4.根据权利要求I所述的基于紫外辐照技术的光活性微凝胶的制备方法，其特征在于所述的光引发剂为安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、二苯基乙酮、α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、α，α-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、芳酰基膦氧化物、双苯甲酰基苯基氧化膦、二苯甲酮、2，4-二羟基二苯甲酮、米蚩酮、硫代丙氧基硫杂蒽酮和异丙基硫杂蒽酮中的一种或几种。
5.根据权利要求I所述的基于紫外辐照技术的光活性微凝胶的制备方法，其特征在于所述的助溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇甲醚醋酸酯和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。
全文摘要
一种基于紫外辐照技术的光活性微凝胶的制备方法，属于高分子材料领域。本发明利用紫外光辐照技术，在水性光固化树脂中添加光固化单体、光引发剂、助溶剂和水，当其在水中形成光敏胶束后进行光聚合，通过控制紫外辐照能量制得不同光敏双键含量的光活性微凝胶。该制备方法简单易行，高效可控，且有利于连续制备工艺的实施。
文档编号C08L75/14GK102827382SQ201210334449
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日
发明者刘晓亚, 刘仁, 安丰磊 申请人:江南大学