专利名称：包含多官能阳离子的可聚合离子液体及抗静电涂料的制作方法
包含多官能阳离子的可聚合离子液体及抗静电涂料
背景技术：
离子液体(IL)为其中阳离子和阴离子弱配位的盐。离子组分中的至少一个是有机的且离子中的一个具有离域电荷。通常在室温下，及按照定义至少在低于100°C下，这将阻止稳定晶格的形成并使得这样的材料以液体存在。例如，氯化钠，一种典型的离子盐，熔点为约800°C，而离子液体N-甲基咪唑银氯化物的熔点为约75°C。离子液体通常包含与无机阴离子耦合的有机阳离子，例如取代的铵或含氮杂环，例如取代的咪唑傷。但是，其中阳离子和阴离子均为有机的物质也已见描述。当离子液体包含至少一个可聚合基团时，这样的离子液体为可聚合离子液体(“PIL”)。
发明内容
虽然多种可聚合离子液体已见描述，但工业上将在新型多官能可聚合离子液体中找到优势。在一个实施例中，描述了一种多官能可聚合离子液体，其包含阴离子和阳离子基团，并且具有至少两个烯键式不饱和的可聚合基团，所述烯键式不饱和的可聚合基团各自经由二价非烷基连接基团与所述阳离子基团相连。多官能连接基团独立地包含杂原子如氧或氮。连接基团可独立地包含一个或多个键，例如酰胺、脲或醚键，更通常是氨基甲酸酯或酯键。烯键式不饱和可聚合基团通常为(甲基)丙烯酸酯基团。在另一实施例中，描述了一种(例如抗静电)涂料，其或单独包含本文中所述的任何多官能可聚合离子液体，或与其他(甲基)丙烯酸酯组分如单官能(例如单(甲基)丙烯酸酯)可聚合离子液体组合地包含本文中所述的任何多官能可聚合离子液体。在又一实施例中 ，描述了一种涂布基材，其包括(例如膜)基材和固化在所述基材的表面上的本文中所述的涂料。在又一实施例中，描述了一种多官能可聚合离子液体，其包含引发剂，其空气固化-氮气固化放热比率至少为0.70。所述可聚合离子液体包含至少一个经由二价非烷基连接基团与阳离子基团相连的烯键式不饱和可聚合基团。当所述多官能可聚合离子液体具有足够高的空气固化-氮气固化放热比率时，可聚合离子液体可在空气中固化，而不是需要在无氧的情况下固化(例如通过在氮气的存在下固化)。
具体实施例方式本发明描述的是可聚合离子液体，其包含弱配位的阳离子和阴离子。这样的可聚合离子液体的熔点(Tm)低于约100°C。这些化合物的熔点更优选在约60°C、50°C、40°C或30°C以下，最优选在约25°C以下，以方便在或不在涂料制剂中的溶剂载体的帮助下用于各种可聚合的组合物如(例如抗静电)涂料中。熔点在25°C以下的可聚合离子液体在环境温度下为液体。合适的阳离子基团(也称锡盐)包括取代的铵盐、取代的鱗盐和取代的咪唑镇盐。这类鐵盐的阳离子的结构示意如下:
权利要求
1.一种多官能可聚合离子液体，其包含阴离子和阳离子基团，并且具有至少两个烯键式不饱和的可聚合基团，所述烯键式不饱和的可聚合基团各自经由二价非烷基连接基团与所述阳离子基团相连。
2.根据权利要求1所述的多官能可聚合离子液体，其中所述阳离子基团为鑛盐，所述锡盐选自取代的咪唑傷、取代的铵、取代的鱗。
3.根据权利要求1所述的多官能可聚合离子液体，其中所述阳离子基团为取代的咪唑 B。
4.根据权利要求1所述的多官能可聚合离子液体，其中所述阳离子基团为取代的铵。
5.根据权利要求1所述的多官能可聚合离子液体，其中所述阴离子是单价的。
6.根据权利要求1所述的多官能可聚合离子液体，其中所述阴离子为磺酸根。
7.根据权利要求1所述的多官能可聚合离子液体，其中所述阴离子为卤素阴离子或含氟有机阴离子。
8.根据权利要求1所述的多官能可聚合离子液体，其中所述连接基团独立地包含杂原子。
9.根据权利要求8所述的多官能可聚合离子液体，其中所述连接基团独立地包含氧或氮。
10.根据权利要求8或9所述的多官能可聚合离子液体，其中所述连接基团独立地包含一个或多个选自酰胺、氨基甲酸酯、脲、醚或酯的键。
11.根据权利要求10所述的多官能可聚合离子液体，其中所述连接基团包含氨基甲酸酯键。
12.根据权利要求10所述的多官能可聚合离子液体，其中所述连接基团包含酯键。
13.根据权利要求1所述的多官能可聚合离子液体，其中所述可聚合基团为(甲基)丙烯酸酯基团。
14.根据权利要求1所述的多官能可聚合离子液体，其具有式
15.根据权利要求14所述的多官能可聚合离子液体，其中L1独立地包含杂原子。
16.根据权利要求15所述的多官能可聚合离子液体，其中所述杂原子为氧或氮。
17.根据权利要求15或16所述的多官能可聚合离子液体，其中L1独立地包含氨基甲酸酯或酯键。
18.根据权利要求14-17中任一项所述的多官能可聚合离子液体，其中Q为氮。
19.根据权利要求14-18中任一项所述的多官能可聚合离子液体，其中η至少为1，R1为1-4个碳原子的低级烷基。
20.根据权利要求14-19中任一项所述的多官能可聚合离子液体，其中R2为(甲基)丙烯酸酯。
21.根据权利 要求14所述的多官能可聚合离子液体，其中所述可聚合离子液体具有式
22.根据权利 要求14所述的多官能可聚合离子液体，其中所述可聚合离子液体具有式
23.根据权利要求22所述的多官能可聚合离子液体，其中L1独立地包含杂原子。
24.根据权利要求23所述的多官能可聚合离子液体，其中所述杂原子为氧或氮。
25.根据权利要求23或24所述的多官能可聚合离子液体，其中L1独立地包含氨基甲酸酯或酯键。
26.根据权利要求22-25中任一项所述的多官能可聚合离子液体，其中R2为(甲基)丙烯酸酯。
27.根据权利要求22所述的多官能可聚合离子液体，其中所述可聚合离子液体具有式
28.根据权利要求1-27中任一项所述的多官能可聚合离子液体，其中所述可聚合离子液体的空气固化-氮气固化放热比率至少为0.70。
29.一种涂料，其包含根据权利要求1-28中任一项所述的多官能可聚合离子液体。
30.根据权利要求29所述的涂料，其中所述涂料还包含单官能可聚合离子液体。
31.根据权利要求30所述的涂料，其中所述单官能可聚合离子液体具有式:(R1)^bG+[(CH2) ,DR2JX^ 其中 各个R1独立地包含氢、烷基、芳基、烷芳基或它们的组合； G为氮、硫或磷； 当G为硫时a为3，当G为氮或磷时a为4 ; q为I至4的整数； D为氧、硫或NR，其中R为H或具有I至4个碳原子的低级烷基； R2为(甲基)丙烯酰基； X-为阴离子。
32.根据权利要求31所述的涂料，其中G为铵阳离子的氮。
33.根据权利要求31所述的涂料，其中G含在咪唑懷阳离子的环中，且 所述单官能可聚合液体具有式:Rl^N+<rXN^(CH^DR2X' ^=Jο
34.根据权利要求31-33中任一项所述的涂料，其中R2为(甲基)丙烯酸酯，D为(甲基)丙烯酸酯基团的氧原子。
35.根据权利要求31-34中任一项所述的涂料，其中R1为1-4个碳原子的低级烷基。
36.根据权利要求31-35中任一项所述的涂料，其中X为卤素阴离子或含氟有机阴离子。
37.根据权利要求30-36中任一项所述的涂料，其中所述单官能可聚合离子液体的空气固化-氮气固化放热比率至少为0.70。
38.根据权利要求30-37中任一项所述的涂料，其中所述涂料为抗静电涂料。
39.一种涂布基材，其包括基材和固化在所述基材的表面上的根据权利要求30-38中任一项所述的涂料。
40.一种多官能可聚合离子液体，其包含引发剂，并且其空气固化-氮气固化放热比率至少为0.70。
41.根据权利要求40所述的多官能可聚合离子液体，其中所述可聚合离子液体包含至少一个经由二价非烷基连接基团与阳离子基团相连的烯键式不饱和可聚合基团。
42.根据权利要求40所述的多官能可聚合离子液体，其中所述可聚合离子液体包含多官能阳离子。
43.根据权利要求40所述的多官能可聚合离子液体，其中所述可聚合离子液体包含取代的铵阳离子基团。
44.根据权利要求40所述的多官能可聚合离子液体，其中所述阴离子为无机阴离子。
45.根据权利要求40所述的多官能可聚合离子液体，其中所述可聚合离子液体包含不可聚合的阴离子。
46.根据权利要求45所述的多官能可聚合离子液体，其中所述可聚合离子液体包含取代的咪唑輪阳离子基团。
47.根据权利要求40-46所述的多官能可聚合离子液体，其中所述阴离子为有机阴离子。
48.根据权利要求40-46所述的多官能可聚合离子液体，其中所述空气固化-氮气固化放热比率至少为0.75。
49.根据权利要求40-46所述的多官能可聚合离子液体，其中所述空气固化-氮气固化放热比率至少为0.80。
50.根据权利要求40-46所述的多官能可聚合离子液体，其中所述空气固化-氮气固化放热比率至少为0.85。
51.根据权利要求40-46所述的多官能可聚合离子液体，其中所述空气固化-氮气固化放热比率至少为0.90。
52.根据权利要求40-46所述的多官能可聚合离子液体， 其中所述空气固化-氮气固化放热比率至少为0.95。
全文摘要
本发明描述了一种多官能可聚合离子液体，其包含阴离子和阳离子基团，具有至少两个烯键式不饱和的可聚合基团，所述烯键式不饱和的可聚合基团各自经由二价非烷基连接基团与所述阳离子基团相连。多官能连接基团独立地包含杂原子如氧或氮。连接基团可独立地包含一个或多个键，例如酰胺、脲或醚键，更通常是氨基甲酸酯或酯键。烯键式不饱和可聚合基团通常为(甲基)丙烯酸酯基团。本发明还描述了涂料和涂布制品。
文档编号C07C229/16GK103168026SQ201080040459
公开日2013年6月19日 申请日期2010年8月24日 优先权日2009年8月28日
发明者凯文·M·莱万多夫斯基, 拉里·R·克列普斯基, 王一中, 乔尔·D·奥克斯曼, 朱培旺, 布赖恩·N·霍姆斯, 托马斯·P·克伦, 布赖恩·V·亨特 申请人:3M创新有限公司