一种基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于有机合成和高分子材料领域，特别涉及一种基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、紫外(uv)光固化材料由于固化速度快、能耗低、成本低、挥发性有机化合物(voc)排放量低等优点，被誉为面向21世纪的绿色工业材料。其在涂料、3d打印、油墨和医疗等领域有着广泛应用。随着全世界对生态环境保护的越开越重视，对大气排放物的限制越来越严苛，uv光固化树脂的重要性也愈显突出。于此同时，由于有限化石资源价格不断上涨和co2过度排放引发的环境问题，越来越多的研究人员把视线聚焦在生物可再生原料聚合物的研究上，例如从植物油、腰果酚、没食子酸、衣康酸、木质素等可再生资源开发可再生聚合物。生物可再生资源具有类繁多、价格低廉、环境效益等优点。若将其应用在uv光固化材料中，这将为当前uv光固化材料行业提供一个“绿色+绿色”的解决方案。其中没食子酸(ga)是一种可以从植物中提取的生物质原料。其分子结构中含有三个高反应活性的酚羟基和一个羧基。以没食子酸为核接枝具有光固化功能的双键能制备出具有优异性能的光固化稀释剂。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术中存在的缺点与不足，实现绿色可持续发展，拓宽生物基原料的应用，本发明的首要目的在于提供一种基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂，以没食子酸合成的生物基紫外光固化稀释剂具有优异的光固化性能。

2、本发明的另一目的在于提供上述基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂的制备方法。

3、本发明的又一目的在于提供上述基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂的应用，该稀释剂在稀释光固化树脂方面实现了对光固化树脂流动性和光固化性能的改善。

4、本发明的目的通过下述技术方案实现：

5、一种基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂(gagm)，所述紫外光固化稀释剂是由以下按重量份数计的原料制备而成：没食子酸8.5-34份，接枝剂28.4-113.6份，催化剂0.37-1.48份，阻聚剂0.074-0.296份和溶剂23.58-94.32份。

6、所述接枝剂为丙烯酸类缩水甘油酯；所述催化剂为四丁基溴化铵(tbab)和三苯基膦中的一种或两种；所述阻聚剂为4-甲氧基苯酚、对苯二酚、苯醌、2,6-二叔丁基对甲基苯酚和4,4'-二羟基联苯中的一种以上；所述溶剂为异丙醇、乙醇、甲醇和丁醇中的一种以上。

7、优选的，所述接枝剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯(gm)；所述催化剂为四丁基溴化铵；所述阻聚剂为4-甲氧基苯酚；所述溶剂为异丙醇。

8、没食子酸与丙烯酸类缩水甘油酯接枝剂之间发生的反应是酚羟基、羧基与环氧基团之间的开环反应。

9、上述的一种基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂的制备方法，包括以下操作步骤：

10、取8.5-34重量份的没食子酸，28.4-113.6重量份接枝剂，0.37-1.48重量份的催化剂，0.074-0.296重量份的阻聚剂和23.58-94.32质量份的溶剂加入带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，在70-100℃下搅拌反应1-4h；反应结束后，旋蒸除去溶剂，再用有机溶剂溶解产物，用清洗剂洗涤产物，分液，最后再旋蒸除去有机溶剂，得到基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂。

11、所述有机溶剂为二氯甲烷；所述清洗剂为1wt％的nahco3溶液。

12、上述的一种基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂在稀释光固化树脂及涂层中的应用。

13、上述的一种基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂在导热功能复合材料、电磁屏蔽功能复合材料和防腐涂料功能复合材料领域中的应用。

14、本发明基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂是将生物基原料没食子酸与双键接枝剂一锅一步法合成而成；一分子没食子酸基uv光固化稀释剂具有四个-c＝c-双键，且稀释剂粘度低，光固化效率高，从而为生物基原料没食子酸在uv光固化领域的应用提供了一种新的方案。

15、本发明的机理为：

16、在没食子酸基紫外光固化稀释剂的合成过程中涉及的主要化学反应方程式如下：

17、

18、该反应的特征是通过环氧与没食子酸上的酚羟基和羧基开环制备没食子酸基紫外光固化稀释剂。

19、本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

20、(1)本发明方法步骤简单，效率高。

21、(2)本发明稀释剂具有良好的抗氧阻聚性能。

22、(3)用本发明稀释剂稀释的光固化树脂具有更好的机械性能和热性能。

23、(4)用本发明稀释剂稀释的光固化涂层各项性能得到明显提升，具有堪比化石稀释剂的效果。

24、(5)本发明稀释剂在功能复合材料中也具有巨大应用前景，例如在导热，电磁屏蔽复合材料中用作基材。

技术特征：

1.一种基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂，其特征在于：所述紫外光固化稀释剂是由以下按重量份数计的原料制备而成：没食子酸8.5-34份，接枝剂28.4-113.6份，催化剂0.37-1.48份，阻聚剂0.074-0.296份和溶剂23.58-94.32份。

2.根据权利要求1所述的一种基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂，其特征在于：所述接枝剂为丙烯酸类缩水甘油酯；所述催化剂为四丁基溴化铵和三苯基膦中的一种或两种；所述阻聚剂为4-甲氧基苯酚、对苯二酚、苯醌、2,6-二叔丁基对甲基苯酚和4,4'-二羟基联苯中的一种以上；所述溶剂为异丙醇、乙醇、甲醇和丁醇中的一种以上。

3.根据权利要求1所述的一种基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂，其特征在于：所述接枝剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯；所述催化剂为四丁基溴化铵；所述阻聚剂为4-甲氧基苯酚；所述溶剂为异丙醇。

4.根据权利要求1所述的一种基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为二氯甲烷；所述清洗剂为1wt％的nahco3溶液。

6.根据权利要求1所述的一种基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂在稀释光固化树脂及涂层中的应用。

7.根据权利要求1所述的一种基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂在导热功能复合材料、电磁屏蔽功能复合材料和防腐涂料功能复合材料领域中的应用。

技术总结本发明属于有机合成和高分子材料领域，公开了一种基于没食子酸的生物基紫外光固化稀释剂及其制备方法和应用。该紫外光固化稀释剂是由以下按重量份数计的原料制备而成：没食子酸8.5‑34份，接枝剂28.4‑113.6份，催化剂0.37‑1.48份，阻聚剂0.074‑0.296份和溶剂23.58‑94.32份。其制备方法是将原料混合后在70‑100℃下搅拌1‑4h；反应结束后，旋蒸除去溶剂，再用不溶于水的溶剂溶解产物，用清洗剂洗涤产物，分液，最后再旋蒸除去溶剂。本发明方法步骤简单，效率高。用本发明稀释剂稀释的光固化树脂具有更好的机械性能和热性能，涂层性能也得到了提升，在功能复合材料也具有巨大应用前景。技术研发人员：林树东,王鑫琦,卞福萍,胡继文受保护的技术使用者：国科广化韶关新材料研究院技术研发日：技术公布日：2024/8/1