一种基于高效引发剂的合成及其在聚合物材料中的应用的制作方法

本发明涉及引发剂，具体涉及一种粘度可调甲基改性聚硅氧烷及其制备方法。

背景技术：

1、引发剂，又称自由基引发剂，指一类容易受热分解成自由基的化合物，可用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应，也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子交联反应，提高聚合物的生产效率，有效的控制聚合物的结构参数。而其中光引发剂为吸收辐射能的物质发生化学变化之后会产生可以使单体聚合的活性自由基或阳离子，具有聚合效率快、转化率高的特点，在聚合物材料聚合过程中有着广泛的应用，成为研究领域的热点。

2、中国专利cn200710303935.7公开了一种含硅大分子光引发剂、其合成方法及用途，将含有羟基的小分子光引发剂与二异氰酸酯中一个异氰酸酯基团反应，得到带有光引发剂的异氰酸酯化合物，将带有光引发剂的异氰酸酯化合物与带有羟基的硅氧烷大分子化合物反应，用于引发自由基光聚合反应，提高光敏分解产生活性物种速度效率，减少了小分子的光引发剂光解产物的产生，降低小分子残留和涂膜生物毒性。纳米材料具有表面界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等优异特性，将有机引发剂和无机纳米材料复合得到的复合型光引发剂能够有效改善聚合物的力学性能和耐迁移能力，研发出该高效引发剂具有重要的意义。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于高效引发剂的合成及其在聚合物材料中的应用，合成的高效引发剂具有很强的耐迁移能力，有效改善了聚合物材料的力学性能。

2、为了实现上述目的，本发明公开了一种高效引发剂的合成，包括如下步骤：

3、将纳米氧化石墨烯超声分散到有机溶剂中，超声分散均匀后，加入多异氰酸酯和催化剂，搅拌混合均匀，发生第一反应，再加入光引发剂，升温，发生第二反应，反应完成后，离心，离心的速率为6000r/min，离心的时间为30min，离心后，使用无水丙酮洗涤，在60℃真空干燥12h，得到高效引发剂。

4、优选地，所述纳米氧化石墨烯包括单层氧化石墨烯，厚度为0.5-1.5nm，长度为3-8μm。

5、优选地，所述光引发剂包括含羟基的二苯甲酮类衍生物。

6、进一步地，所述含羟基的二苯甲酮类衍生物包括2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮中的一种。

7、优选地，所述有机溶剂包括无水甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六环中的一种。

8、优选地，所述催化剂包括辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、双(二甲胺基乙基)醚中的一种或几种。

9、优选地，所述多异氰酸酯包括三苯甲烷三异氰酸酯、1,6-二异氰基己烷、甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。

10、优选地，有机溶剂450-620份、纳米氧化石墨烯8-15份、多异氰酸酯5-40份、催化剂1-2份、光引发剂18-35份。

11、优选地，所述第一反应的温度为50-60℃，第一反应的时间为2-3h，第二反应的温度为70-80℃，第二反应的时间为5-8h。

12、优选地，所述的高效引发剂的合成在聚合物材料中的应用。

13、优选地，所述的高效引发剂的合成在丙烯酸光固化树脂合成中的应用。

14、本发明中通过多异氰酸酯对纳米氧化石墨烯进行改性，在纳米氧化石墨烯上引入异氰酸酯基团，纳米氧化石墨烯上引入的异氰酸酯基团再和含羟基的二苯甲酮类衍生物上的羟基在催化剂的作用下，发生反应，形成交联网络结构，避免了纳米氧化石墨烯的团聚，能够均匀分散在交联网络结构中，制备得到含有无机纳米粒子的大分子有机光引发剂。

15、本发明的有益效果：

16、本发明中氧化石墨片层表面含有大量的活性基团，在温和的条件下即可发生断键反应，从而生成自由基，利用这些断键生成的自由基可以高效地引发各种烯类单体的自由基聚合，一方面可以方便地在石墨片层表面接枝不同类型的聚合物链，改善其在各种溶剂中的分散性，另一方面可以直接以氧化石墨为引发剂引发原位自由基聚合，得到聚合物/石墨烯纳米复合材料。使用三苯甲烷三异氰酸酯对纳米氧化石墨烯进行改性，引入异氰酸酯基团，引入的异氰酸酯基团和2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮上的羟基在催化剂的作用下可以发生交联反应，形成交联的网络结构，该光引发剂不仅可以引发烯类、双烯类单体的自由基聚合，具有优良的紫外吸收能力，引入了碳碳双键，还可以参与共聚合反应，无机纳米材料具有优良的力学性能，作为填料，能够有效提高基体的力学性能。这种光引发剂在较小的摩尔浓度时也可以达到很好的引发效果，具有高效的特点，有效避免了光引发剂的迁移，可用于聚合物材料的合成以及表面改性。

技术特征：

1.一种高效引发剂的合成，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高效引发剂的合成，其特征在于：有机溶剂450-620份、纳米氧化石墨烯8-15份、多异氰酸酯5-40份、催化剂1-2份、光引发剂18-35份。

3.根据权利要求1所述的一种高效引发剂的合成，其特征在于：所述纳米氧化石墨烯包括单层氧化石墨烯，厚度为0.5-1.5nm，长度为3-8μm。

4.根据权利要求1所述的一种高效引发剂的合成，其特征在于：所述有机溶剂包括无水甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六环中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种高效引发剂的合成，其特征在于：所述催化剂包括辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、双(二甲胺基乙基)醚中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种高效引发剂的合成，其特征在于：所述多异氰酸酯包括三苯甲烷三异氰酸酯、1,6-二异氰基己烷、甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种高效引发剂的合成，其特征在于：所述光引发剂包括含羟基的二苯甲酮类衍生物。

8.根据权利要求7所述的一种高效引发剂的合成，其特征在于：所述含羟基的二苯甲酮类衍生物包括2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮中的一种。

9.根据权利要求1所述的一种高效引发剂的合成，其特征在于：所述第一反应的温度为50-60℃，第一反应的时间为2-3h，第二反应的温度为70-80℃，第二反应的时间为5-8h。

10.一种基于如权利要求1-9任一项所述的高效引发剂的合成在聚合物材料中的应用。

技术总结
本发明公开了一种基于高效引发剂的合成及其在聚合物材料中的应用，涉及引发剂技术领域。本发明将纳米氧化石墨烯、多异氰酸酯和催化剂搅拌混合发生第一反应，再加入光引发剂，升温，发生第二反应，得到高效引发剂，形成交联网络结构，避免了纳米氧化石墨烯的团聚，能够均匀分散在交联网络结构中，制备得到含有无机纳米粒子的大分子有机光引发剂，该光引发剂不仅可以引发烯类、双烯类单体的自由基聚合，还可以参与共聚合反应，有效提高基体的力学性能，这种光引发剂在较小的摩尔浓度时也可以达到很好的引发效果，具有高效的特点，有效避免了光引发剂的迁移，可用于聚合物材料的合成以及表面改性。

技术研发人员：孙长义,郭俊成,李长华
受保护的技术使用者：安徽强邦新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15