專利名稱：一種基于紫外輻照技術的光活性微凝膠的制備方法
技術領域：
本發明屬于高分子材料領域，尤其是涉及紫外輻照法由水性光固化膠束得到光活性微凝膠的方法。
背景技術：
聚合物微凝膠是一種分子結構介于支鏈大分子和宏觀聚合物網絡之間的具有膠體尺寸(I IOOOnm)且分子內交聯的聚合物顆粒。反應性微凝膠則是一種分子內交聯、表面或內部帶有一定活性基團的膠體粒子。由于其獨特的結構和流變性能而廣泛應用于生物醫藥、涂料與染料、石油開采等方面。當其加入到聚合物中后往往能賦予其優異的抗張強度、抗沖擊強度、耐水性、耐熱性、耐候性、耐光性及耐久性等性能。反應性微凝膠的主要制備方式有乳液聚合、分散聚合、溶液聚合等方法，近年來沉淀聚合、懸浮聚合、分散聚合等方法也得到了一定的發展。但這些方法大都需要外加穩定劑，會影響產品最終性能，且制備效 率相對較低。紫外輻照技術是一種速度快、能耗低、綠色環保的光交聯技術，可以快速的將光活性雙鍵進行交聯，是一種環境友好的綠色技術。將其用于光活性微凝膠的制備，可以在大幅提高制備效率的同時得到分布均勻，平均粒徑在10-500nm之間的微凝膠粒子。

發明內容
本發明的目的是提供了一種制備光活性微凝膠的方法，通過紫外輻照技術可以迅速由水性光固化膠束制得平均粒徑在10-500nm之間光活性微凝膠粒子，該方法適用于多種水性光固化樹脂體系。本發明提供的技術方案如下利用紫外輻照技術，通過控制紫外輻照強度、溫度、輻照時間、光引發劑種類和用量等控制光活性微凝膠粒子的平均粒徑和光活性雙鍵含量。本發明提供的一種紫外輻照法制備光活性微凝膠的方法，其特征在于首先將水性光固化樹脂、光引發劑和助溶劑混合均勻，并加入水中形成光敏膠束水溶液；然后將混合好的溶液在流動狀態下接受紫外光輻照進行部分交聯；這種活性微凝膠制備方法中水性光固化樹脂、光固化單體、光引發劑、助溶劑和水的質量百分比為
水性光固化樹脂 0.5% - 20%光固化單體0%-15%光引發劑0.2%-8%助溶劑0%-10%水70% - 99%制備條件光強20Mw/cm2-300Mw/cm2
輻照時間O. 5s-600s溫度1-75 °C本發明中水性光固化樹脂為水性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯光固化樹脂、水性環氧(甲基)丙烯酸酯光固化樹脂、水性丙烯酸酯光固化樹脂、水性聚酯光固化樹脂和水性醇酸光固化樹脂中的一種或幾種。光固化單體為單官能團(甲基)丙烯酸酯單體、雙官能團(甲基)丙烯酸酯單體和多官能團(甲基)丙烯酸酯單體中的一種或幾種。光引發劑為安息香、安息香雙甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、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-羥烷基苯酮、α -胺烷基苯酮、芳酰基膦氧化物、雙苯甲酰基苯基氧化膦、二苯甲酮、2，4_ 二羥基二苯甲酮、米蚩酮、硫代丙氧基硫雜蒽酮和異丙基硫雜蒽酮中的一種或幾種。助溶劑為乙醇、丙醇、異丙醇、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種或幾種。


圖I實施例I的微凝膠粉末及其溶脹液照片。圖2實施例1，2，3的微凝膠的紅外譜圖。圖3實施例I，2，3的微凝膠的核磁譜圖。圖4添加實施例2的微凝膠粉末前(左圖)后(右圖)的光固化涂膜的電鏡圖。
具體實施例方式以下結合實例對本發明進一步詳細說明，但本發明并不局限于此。實施例I稱取IOg水性丙烯酸酯光固化樹脂，加入O. 2gll73和Ig乙二醇甲醚，混合均勻后加入330g去離子水充分攪拌形成水性丙烯酸酯光固化膠束，在攪拌狀態下采用紫外光源進行照射，光強為80mW/cm2，輻照時間15s，制得平均粒徑為35. 59nm的微凝膠PANM-L，圖I為其粉末狀樣品及其在溶劑中溶脹液，由此證明其內部交聯結構的存在，圖2及圖3分別為紅外和核磁譜圖，證明其光活性雙鍵的存在。實施例2稱取IOg水性環氧光固化樹脂，加入O. 2gll73和Ig乙醇，混合均勻后加入330g去離子水充分攪拌形成水性丙烯酸酯光固化膠束，在攪拌狀態下采用紫外光源進行照射，光強為40mW/cm2，輻照時間30s，制得平均粒徑為37. 96nm的微凝膠PANM-M，圖2及圖3分別為紅外和核磁譜圖，證明其光活性雙鍵的存在。圖4為添加PANM-M微凝膠粉末前(左圖)后(右圖)的光固化涂膜電鏡圖，光活性微凝膠有效分散于光固化涂膜中，可用于光固化涂料、膠黏劑及油墨等領域。實施例3稱取IOg水性丙烯酸酯光固化樹脂，加入O. 2gll73和Ig丙二醇丁醚，混合均勻后加入330g去離子水充分攪拌形成水性丙烯酸酯光固化膠束，在攪拌狀態下采用紫外光源進行照射，光強為300mW/cm2，輻照時間O. 5s，制得平均粒徑為39. 57nm的微凝膠PANM-H，圖2及圖3分別為紅外和核磁譜圖，證明其光活性雙鍵的存在。
實施例4稱取48g水性醇酸光固化樹脂，加入2. 0gl84和IOg乙二醇甲醚醋酸酯，混合均勻后加入340g去離子水充分攪拌形成水性丙烯酸酯光固化膠束，在攪拌狀態下采用紫外光源進行照射，光強為20mW/cm2，輻照時間600s，制得平均粒徑為36. 79nm的光活性微凝膠。實施例5稱取40g水性聚氨酯光固化樹脂，加入4. 0gl84、16. Og三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和20g乙二醇丁醚，混合均勻后加入320g去離子水充分攪拌形成水性聚氨酯光固化膠束，在攪拌狀態下采用紫外光源進行照射，光強為50mW/cm2，輻照時間30s，制得平均粒徑為76. 82nm的光活性微凝膠。
實施例6稱取2g水性聚氨酯光固化樹脂，加入O. 8gll73、60g 二季戊四醇六丙烯酸酯和4g乙二醇丁醚，混合均勻后加入329g去離子水充分攪拌形成水性聚氨酯光固化膠束，在攪拌狀態下采用紫外光源進行照射，光強為30mW/cm2，輻照時間100s，制得平均粒徑為79. 33nm的光活性微凝膠。實施例7稱取80g水性環氧光固化樹脂，加入8. 0gl84和32g丙二醇甲醚，混合均勻后加入280g去離子水充分攪拌形成水性環氧光固化膠束，在攪拌狀態下采用紫外光源進行照射，光強為20mW/cm2，輻照時間20s，制得平均粒徑為103. 67nm的光活性微凝膠。實施例8稱取I. 5g水性聚酯光固化樹脂，加入O. 6gll73和I. 5g乙二醇丁醚，混合均勻后加入297g去離子水充分攪拌形成水性環氧光固化膠束，在攪拌狀態下采用紫外光源進行照射，光強為50mW/cm2，輻照時間70s，制得平均粒徑為93. 2Inm的光活性微凝膠。實施例9稱取13g水性醇酸環氧光固化樹脂，加入O. 3gll73、0. 4gl84和3g正丁醇，混合均勻后加入330g去離子水充分攪拌形成水性環氧光固化膠束，在攪拌狀態下采用紫外光源進行照射，光強為40mW/cm2，輻照時間20s，制得平均粒徑為96. 39nm的光活性微凝膠。上述實施例用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種基于紫外輻照技術的光活性微凝膠的制備方法，其特征在于首先將水性光固化樹脂、光引發劑和助溶劑混合均勻，加入水中形成光敏膠束水溶液；然后將混合好的水溶液在流動狀態下接受紫外光輻照進行部分交聯；這種活性微凝膠制備方法中水性光固化樹月旨、光固化單體、光引發劑、助溶劑和水的質量百分比為 水性光固化樹脂 0.5% - 20% 光固化單體0%-15% 光引發劑0.2%-8%助溶劑0°/。-10% 水70% - 99% 制備條件 光強 20Mw/cm2-300Mw/cm2 輻照時間 O. 5s-600s 溫度 1-75 °C
2.根據權利要求I所述的基于紫外輻照技術的光活性微凝膠的制備方法，其特征在于所述水性光固化樹脂為水性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯光固化樹脂、水性環氧(甲基)丙烯酸酯光固化樹脂、水性丙烯酸酯光固化樹脂、水性聚酯光固化樹脂和水性醇酸光固化樹脂中的一種或幾種。
3.根據權利要求I所述的基于紫外輻照技術的光活性微凝膠的制備方法，其特征在于所述的光固化單體為單官能團(甲基)丙烯酸酯單體、雙官能團(甲基)丙烯酸酯單體和多官能團(甲基)丙烯酸酯單體中的一種或幾種。
4.根據權利要求I所述的基于紫外輻照技術的光活性微凝膠的制備方法，其特征在于所述的光引發劑為安息香、安息香雙甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、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-羥烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、芳酰基膦氧化物、雙苯甲酰基苯基氧化膦、二苯甲酮、2，4-二羥基二苯甲酮、米蚩酮、硫代丙氧基硫雜蒽酮和異丙基硫雜蒽酮中的一種或幾種。
5.根據權利要求I所述的基于紫外輻照技術的光活性微凝膠的制備方法，其特征在于所述的助溶劑為乙醇、丙醇、異丙醇、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種或幾種。
全文摘要
一種基于紫外輻照技術的光活性微凝膠的制備方法，屬于高分子材料領域。本發明利用紫外光輻照技術，在水性光固化樹脂中添加光固化單體、光引發劑、助溶劑和水，當其在水中形成光敏膠束后進行光聚合，通過控制紫外輻照能量制得不同光敏雙鍵含量的光活性微凝膠。該制備方法簡單易行，高效可控，且有利于連續制備工藝的實施。
文檔編號C08L75/14GK102827382SQ201210334449
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者劉曉亞, 劉仁, 安豐磊 申請人:江南大學