本發(fā)明涉及光固化材料領(lǐng)域，具體來說涉及一種雙官能度氧雜環(huán)丁烷基含硅單體。本發(fā)明還涉及該單體的制備方法，包含該單體的可光固化組合物，由該可光固化組合物得到的光固化材料以及該單體在光固化材料領(lǐng)域中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、光聚合技術(shù)是通過紫外光或者可見光引發(fā)化學(xué)活性的液態(tài)單體、低聚物發(fā)生交聯(lián)從而快速轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)聚合物的過程，是于上個(gè)世紀(jì)60年代開始逐漸發(fā)展的一項(xiàng)綠色可持續(xù)環(huán)保技術(shù)。對(duì)比于傳統(tǒng)的熱聚合技術(shù)，光聚合具有很多自身的優(yōu)勢(shì)，如綠色環(huán)保、沒有溶劑的消耗和揮發(fā)、效率高、速度快、成本低等。光聚合技術(shù)目前已經(jīng)在很多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，如光固化涂料、光固化油墨和光固化粘合劑，而且隨著光固化技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，現(xiàn)在光聚合技術(shù)在光刻膠、激光三維成像、三維造型等尖端領(lǐng)域發(fā)展更加迅速。對(duì)比于自由基型光聚合，陽離子型光聚合體系雖然聚合速度較慢，但它具有抗氧阻聚、體積收縮率小、附著力好和表面硬度高等優(yōu)點(diǎn)。氧雜環(huán)丁烷具有粘度小、毒性低、揮發(fā)性小以及體積收縮率低等優(yōu)點(diǎn)，作為一種陽離子光聚合單體目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。另外，有機(jī)硅氧烷具有優(yōu)異的耐熱性、拒水性、柔順性、電氣絕緣性及生理惰性等優(yōu)點(diǎn)。盡管已經(jīng)存在含有有機(jī)硅氧烷和氧雜環(huán)結(jié)構(gòu)的單體，但對(duì)于能夠賦予材料更好的性能如表面疏水性、耐熱性和拉伸性能的含有有機(jī)硅氧烷和氧雜環(huán)結(jié)構(gòu)的單體仍然存在需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種雙官能度氧雜環(huán)丁烷基含硅單體。本發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，雙官能度氧雜環(huán)丁烷基含硅單體具有良好的聚合速率和轉(zhuǎn)化率并且可以促進(jìn)其他陽離子單體的聚合，同時(shí)賦予材料優(yōu)異的拉伸性能、耐熱性、表面疏水性等。

2、本發(fā)明的另一目的是提供一種制備本發(fā)明雙官能度氧雜環(huán)丁烷基含硅單體的方法。該制備方法簡(jiǎn)單易行、條件溫和、原料易得、成本低廉。

3、具體而言，本發(fā)明涉及如下方面：

4、1.式(i)化合物：

5、

6、其中m為1-50的整數(shù)；r1、r2、r3、r4、r5相同或不同，并獨(dú)立地為具有1-12個(gè)碳原子的有機(jī)基團(tuán)；以及r6為h、鹵素、c1-c6烷基、c1-c6鹵代烷基、c1-c6羥烷基、c1-c6烷氧基或者c1-c6鹵代烷氧基。

7、2.根據(jù)第1項(xiàng)所述的式(i)化合物，其中m為1-30的整數(shù)；r1為c1-c12烷基或者c1-c12烷氧基；r2、r3、r4、r5相同或不同，并獨(dú)立地為c6-c10芳基、c1-c12烷基、c1-c12烷氧基、被一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地選自nra、o、s的非相鄰雜原子間隔的c2-c12烷基或者被一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地選自nra、o、s的非相鄰雜原子間隔的c2-c12烷氧基，其中ra為h或c1-c4烷基。

8、3.根據(jù)第1項(xiàng)所述的式(i)化合物，其中

9、m為1-20，優(yōu)選2-15的整數(shù)；和/或

10、r1為c1-c6烷基或者c1-c6烷氧基；r1優(yōu)選為c1-c4烷基或者c1-c4烷氧基；和/或

11、r2、r3、r4、r5相同或不同，并獨(dú)立地為c6-c10芳基、c1-c6烷基、c1-c6烷氧基或者被一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地選自nra、o、s的非相鄰雜原子間隔的c2-c6烷基，其中ra為h或c1-c4烷基；優(yōu)選的是，r2、r3、r4、r5相同或不同，并獨(dú)立地為苯基、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基或者被一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地選自nra、o、s的非相鄰雜原子間隔的c2-c4烷基，其中ra為h或c1-c4烷基；和/或

12、r6為h、鹵素、c1-c4烷基、c1-c4鹵代烷基、c1-c4羥烷基、c1-c4烷氧基或者c1-c4鹵代烷氧基。

13、4.根據(jù)第1項(xiàng)所述的式(i)化合物，其中m為1-9的整數(shù)；r1為c1-c4烷基或者c1-c4烷氧基；r2、r3、r4、r5相同或不同，并獨(dú)立地為苯基、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基或者被一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地選自nra、o、s的非相鄰雜原子間隔的c2-c4烷基，其中ra為h或c1-c4烷基；r6為h、鹵素、c1-c4烷基、c1-c4鹵代烷基、c1-c4羥烷基、c1-c4烷氧基或者c1-c4鹵代烷氧基；

14、優(yōu)選的是，m為3-9的整數(shù)；r1為c1-c4烷基；r2、r3、r4、r5相同或不同，并獨(dú)立地為c1-c4烷基；r6為h或c1-c4烷基。

15、5.根據(jù)第1項(xiàng)所述的式(i)化合物，其中式(i)化合物選自下組：

16、

17、

18、6.一種制備根據(jù)第1-5項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的式(i)化合物的方法，包括使式(iv)化合物與式(v)化合物反應(yīng)得到式(i)化合物：

19、

20、其中r6如第1和3-5項(xiàng)中任一項(xiàng)所定義，

21、

22、其中m、r1、r2、r3、r4和r5如第1-5項(xiàng)中任一項(xiàng)所定義。

23、7.根據(jù)第6項(xiàng)所述的方法，其中

24、式(iv)化合物與式(v)化合物的反應(yīng)在karstedt催化劑或speier催化劑存在下進(jìn)行，優(yōu)選的是，催化劑的量基于式(v)化合物的重量為2-500ppm，優(yōu)選80-200ppm；和/或

25、式(iv)化合物與式(v)化合物的摩爾比為1:0.65-1:1.5，優(yōu)選1:0.75-1:1；和/或

26、式(iv)化合物與式(v)化合物之間的反應(yīng)在80-110℃，優(yōu)選85-100℃下進(jìn)行；和/或

27、式(iv)化合物與式(v)化合物之間的反應(yīng)進(jìn)行6-12小時(shí)，優(yōu)選7-9小時(shí)。

28、8.根據(jù)第6或7項(xiàng)所述的方法，其中式(iv)化合物通過如下步驟制備：

29、使式(ⅱ)化合物：

30、

31、與式(ⅲ)化合物反應(yīng)，

32、

33、其中

34、r6如第1和3-5項(xiàng)中任一項(xiàng)所定義，

35、得到式(ⅳ)化合物。

36、9.根據(jù)第8項(xiàng)所述的方法，其中

37、式(ⅱ)化合物與式(ⅲ)化合物的反應(yīng)在堿性催化劑存在下進(jìn)行，該堿性催化劑優(yōu)選是氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫化鈉或其任意混合物，更優(yōu)選的是，式(ⅱ)化合物與堿性催化劑的摩爾比為1:1.5-1:5，優(yōu)選1:2-1:3；和/或

38、式(ⅱ)化合物與式(ⅲ)化合物的摩爾比為1:2.1-1:3，優(yōu)選1:2.2-1:2.5；和/或

39、式(ⅱ)化合物與式(ⅲ)化合物之間的反應(yīng)在50-90℃，優(yōu)選55-70℃下進(jìn)行；和/或

40、式(ⅱ)化合物與式(ⅲ)化合物之間的反應(yīng)進(jìn)行6-12小時(shí)，優(yōu)選8-10小時(shí)。

41、10.一種可光固化組合物，包含根據(jù)第1-5項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的式(ⅰ)化合物作為可聚合單體。

42、11.一種由根據(jù)第10項(xiàng)所述的可光固化組合物得到的光固化材料。

43、12.根據(jù)第1-5項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的式(i)化合物在光固化涂料、粘合劑、油墨和光致抗蝕劑中的用途。

技術(shù)特征：

1.式(i)化合物：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的式(i)化合物，其中m為1-30的整數(shù)；r1為c1-c12烷基或者c1-c12烷氧基；r2、r3、r4、r5相同或不同，并獨(dú)立地為c6-c10芳基、c1-c12烷基、c1-c12烷氧基、被一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地選自nra、o、s的非相鄰雜原子間隔的c2-c12烷基或者被一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地選自nra、o、s的非相鄰雜原子間隔的c2-c12烷氧基，其中ra為h或c1-c4烷基。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的式(i)化合物，其中

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的式(i)化合物，其中m為1-9的整數(shù)；r1為c1-c4烷基或者c1-c4烷氧基；r2、r3、r4、r5相同或不同，并獨(dú)立地為苯基、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基或者被一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地選自nra、o、s的非相鄰雜原子間隔的c2-c4烷基，其中ra為h或c1-c4烷基；r6為h、鹵素、c1-c4烷基、c1-c4鹵代烷基、c1-c4羥烷基、c1-c4烷氧基或者c1-c4鹵代烷氧基；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的式(i)化合物，其中式(i)化合物選自下組：

6.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的式(i)化合物的方法，包括使式(iv)化合物與式(v)化合物反應(yīng)得到式(i)化合物：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中式(iv)化合物通過如下步驟制備：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中

10.一種可光固化組合物，包含根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的式(ⅰ)化合物作為可聚合單體。

11.一種由根據(jù)權(quán)利要求10所述的可光固化組合物得到的光固化材料。

12.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的式(i)化合物在光固化涂料、粘合劑、油墨和光致抗蝕劑中的用途。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及式(I)化合物，其中各變量m、R1、R2、R3、R4、R5和R6如說明書中所定義。本發(fā)明還涉及式(I)化合物的制備方法，包含式(I)化合物的可光固化組合物，由該可光固化組合物得到的光固化材料以及式(I)化合物在光固化材料領(lǐng)域中的應(yīng)用。本發(fā)明的有益效果是：(1)式(I)化合物具有較好的光聚合活性，可在紫外光作用下快速固化；(2)式(I)化合物的加入可以改善固化膜的表面疏水性、耐熱性和拉伸性能。

技術(shù)研發(fā)人員：孫芳,竇海志,鄒應(yīng)全
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖北固潤(rùn)科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19