一種紫外光固化稀土高分子材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紫外光固化稀土高分子材料及其制備方法，紫外光固化稀土高分子材料組分及質量比為稀土丙烯酸配合物1%-20%，聚氨酯丙烯酸酯40%-60%，活性稀釋劑30%-50%，光引發(fā)劑1%-10%，余量為助劑。本發(fā)明的優(yōu)點：稀土丙烯酸配合物與主體樹脂發(fā)生了聚合反應，具有良好的相容性；稀土丙烯酸配合物改性樹脂具有良好的熒光性能，且紫外吸收峰比較寬，其范圍橫跨紫外-近紫外光區(qū)；由上述原料制備的涂膜具有光固化速度快，涂膜性能良好，環(huán)境友好等特點；涂膜可用于紫外光固化涂料及發(fā)光涂料。
【專利說明】一種紫外光固化稀土高分子材料及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紫外光固化稀土發(fā)光涂料的制備方法，具體涉及一種紫外光固化稀土高分子材料的制備方法。
技術背景
[0002]稀土元素具有獨特的外層電子結構相同，而內層4f電子能級相近的電子層構型，決定了稀土元素有多樣的電子層排布和豐富的電子能級，其稀土化合物表現(xiàn)出許多獨特的物理和化學性質，因而廣泛應用在光、電、磁領域。但缺點在于光熱穩(wěn)定性差，難以加工成型，而高分子聚合物基質材料易加工，抗沖擊，耐腐蝕和質量輕等特點，研宄稀土有機配合物，將稀土配合物復合到聚合物基質中制成稀土高分子材料，可改善材料的某些性能，如力學性能、光學性能，實現(xiàn)功能上的互補，性能上的優(yōu)化。
[0003]紫外光固化技術具有適用性廣、效率高，節(jié)能環(huán)保等特點，在生產生活中得到廣泛的應用，隨著全球對環(huán)境污染排放物的限制以及人們環(huán)保意識的提高，傳統(tǒng)的溶劑型涂料已經(jīng)很難適應環(huán)保要求，勢必被紫外光固化涂料所取代。
[0004]選擇合適的有機物，制備含C=C的可聚合稀土配合物，利用紫外光固化技術使得稀土配合物與含感光基團(C=C)的主體樹脂發(fā)生聚合反應，制得新型鍵合型稀土高分子材料，這種鍵合型稀土高分子材料的稀土配合物與主體樹脂具有良好的相容性，從而使材料具有良好的穩(wěn)定性，具有發(fā)光特性，并且可改善高分子材料的熱穩(wěn)定性和力學性能，具有良好的應用前景。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種紫外光固化稀土高分子材料的制備方法，稀土配合物與聚氨酯丙烯酸酯發(fā)生了聚合反應，兩者具有良好的相容性。
[0006]本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，一種紫外光固化稀土高分子材料，其特征在于組分及質量比為稀土丙烯酸配合物1%_20%，聚氨酯丙烯酸酯40%-60%，活性稀釋劑30%-50%，光引發(fā)劑1%_10%，余量為助劑。
[0007]一種紫外光固化稀土高分子材料的制備方法，其特征方法在于:
(I)稀土丙烯酸配合物的制備，將氧化銪、二苯甲酰甲烷、丙烯酸按一定的摩爾比進行稱量;
取5-10ml的鹽酸將氧化銪溶解，呈無色透明溶液，加熱至溶液完全蒸干，得到白色粉末狀氯化銪，待白色固體冷卻后，加適量的無水乙醇溶解，得到無水透明的氯化銪無水乙醇溶液；
將8-20mmol丙烯酸倒于裝有冷凝管、溫度計的三口燒瓶中，攪拌并將溫度調節(jié)至30-70°C，再將氯化銪無水乙醇溶液滴加到三口燒瓶中，用氫氧化鈉調節(jié)反應液的pH值為6-8左右，反應2-3小時后，重新調節(jié)反應液的pH值為6-8左右；
加入4-12mmol 二苯甲酰甲烷，繼續(xù)反應3_5h，靜置一夜使沉淀完全析出，抽濾，在抽濾過程中用去離子水和無水乙醇洗滌產物至無氯離子，最后將產物干燥至恒重；
(2)取1%-20%的稀土丙烯酸配合物、40%-60%的聚氨酯丙烯酸酯、30%-50%的活性稀釋劑、1%-10%的光引發(fā)劑及適量的助劑混合攪拌，制成光固化焚光涂料，涂抹于玻璃、鐵片、PBS素材，在紫外燈下固化。
[0008]本發(fā)明所述稀土丙烯酸配合物的分子式為Eu(AA)3(DBM)2*H20，所用原料氧化銪、二苯甲酰甲烷、丙烯酸的摩爾比為1:4:6。
[0009]本發(fā)明所述的助劑可以為消泡劑、流平劑、催干劑、增韌劑、乳化劑、增稠劑、顏料分散劑、抗結皮劑、消光劑、光穩(wěn)定劑、防霉劑。
[0010]本發(fā)明的稀土丙烯酸配合物含有可聚合的碳碳雙鍵，其與聚氨酯丙烯酸酯、活性稀釋劑在紫外光照射下發(fā)生交聯(lián)聚合反應。
[0011]本發(fā)明由于稀土丙烯酸配合物的加入，光固化涂膜具有熒光特性，其發(fā)射峰的位置在616nm，激發(fā)峰的位置在374nm，可發(fā)紅光。
[0012]本發(fā)明由于稀土丙烯酸配合物的加入，光固化涂膜固化時間可明顯縮短。
[0013]本發(fā)明由于稀土丙烯酸配合物的加入，光固化涂膜的熱穩(wěn)定性可得到提高。
[0014]本發(fā)明采用的固化方法是:采用功率為200w-1000w的紫外燈，在無氮氣保護下紫外光照射30 s制得熒光涂層。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點:1.稀土丙烯酸配合物與主體樹脂發(fā)生了聚合反應，具有良好的相容性。2.稀土丙烯酸配合物改性樹脂具有良好的熒光性能，且峰比較寬，其范圍橫跨紫外-近紫外光區(qū)。3.合成的紫外光固化涂料具有固化速度快，涂膜性能良好，環(huán)境友好等特點。4.合成方法簡單，易于操作，成本低，適合工業(yè)化生產。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明涂料的熒光光譜圖。

【具體實施方式】
[0017]實施例一:
一種紫外光固化稀土高分子材料的制備方法，其特征方法在于:
(I)稀土丙烯酸配合物的制備，將氧化銪、二苯甲酰甲烷、丙烯酸按1:4:6的摩爾比進行稱量，其中氧化銪為2mmol ；
取5ml的鹽酸將氧化銪溶解，呈無色透明溶液，加熱至溶液完全蒸干，得到白色粉末狀氯化銪，待白色固體冷卻后，加適量的無水乙醇溶解，得到無水透明的氯化銪無水乙醇溶液；
稱取8-20mmol丙烯酸倒于裝有冷凝管、溫度計的三口燒瓶中，攪拌并將溫度調節(jié)至30°C，再將氯化銪無水乙醇溶液滴加到三口燒瓶中，用氫氧化鈉調節(jié)反應液的pH值為6，反應2小時后，重新調節(jié)反應液的pH值為6 ；
加入4-12mmol 二苯甲酰甲烷(DBM)，繼續(xù)反應3h，靜置一夜使沉淀完全析出，抽濾，在抽濾過程中用去離子水和無水乙醇洗滌產物至無氯離子，最后將產物干燥至恒重，備用。
[0018]涂料的制備方案:
稀土丙烯酸配合物(Eu (AA) 3 (DBM)2-H2O) 1%，成膜物質(二官能度聚氨酯丙烯酸酯)40%，活性稀釋劑(三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)50%，光引發(fā)劑(1173) 8%，消泡劑和流平劑各1%，按比例將稀土配合物、二官能度聚氨酯丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，光引發(fā)劑、消泡劑和流平劑混合均勻，制成光固化熒光涂料。
[0019]涂料可涂抹在ABS基材樣板上，在無氮氣保護下采用功率為800瓦的紫外燈照射直接光固化成膜，固化時間為30 S，涂層厚度小于1.2mm，涂膜鉛筆硬度為4H，附著力為I級，耐水、耐溶劑性測試均通過，漆膜無脫落和破損情況，具有優(yōu)良的力學性能和耐候性，具有熒光特性，其發(fā)射峰的位置在616nm，激發(fā)峰的位置在374nm，可發(fā)紅光。
[0020]實施例2:
一種紫外光固化稀土高分子材料的制備方法，其特征方法在于:
(I)稀土丙烯酸配合物的制備，將氧化銪、二苯甲酰甲烷、丙烯酸按1:4:6的摩爾比進行稱量，其中氧化銪為2mmol ；
取7ml的鹽酸將氧化銪溶解，呈無色透明溶液，加熱至溶液完全蒸干，得到白色粉末狀氯化銪，待白色固體冷卻后，加適量的無水乙醇溶解，得到無水透明的氯化銪無水乙醇溶液；
稱取12mmol丙烯酸倒于裝有冷凝管、溫度計的三口燒瓶中，攪拌并將溫度調節(jié)至50°C，再將氯化銪無水乙醇溶液滴加到三口燒瓶中，用氫氧化鈉調節(jié)反應液的pH值為7，反應2.5小時后，重新調節(jié)反應液的pH值為7 ；
加入8mmol 二苯甲酰甲烷(DBM)，繼續(xù)反應4h，靜置一夜使沉淀完全析出，抽濾，在抽濾過程中用去離子水和無水乙醇洗滌產物至無氯離子，最后將產物干燥至恒重，備用。
[0021]涂料的制備方案:
稀土丙烯酸配合物(Eu(AA)3(DBM)2*H20) 10%，成膜物質(二官能度聚氨酯丙烯酸酯)50%，活性稀釋劑(三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)37%，光引發(fā)劑(1173) 2%，消泡劑和流平劑各1%，按比例將稀土配合物、二官能度聚氨酯丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，光引發(fā)劑、消泡劑和流平劑混合均勻，制成光固化熒光涂料。
[0022]涂料可涂抹在ABS基材樣板上，在無氮氣保護下采用功率為800瓦的紫外燈照射直接光固化成膜，固化時間為30 S，涂層厚度小于1.2mm，涂膜鉛筆硬度為4H，附著力為I級，耐水、耐溶劑性測試均通過，漆膜無脫落和破損情況，具有優(yōu)良的力學性能和耐候性，具有熒光特性，其發(fā)射峰的位置在616nm，激發(fā)峰的位置在374nm，可發(fā)紅光。
[0023]實施例3:
一種紫外光固化稀土高分子材料的制備方法，其特征方法在于:
(I)稀土丙烯酸配合物的制備，將氧化銪、二苯甲酰甲烷、丙烯酸按1:4:6的摩爾比進行稱量，其中氧化銪為2mmol ；
取1ml的鹽酸將氧化銪溶解，呈無色透明溶液，加熱至溶液完全蒸干，得到白色粉末狀氯化銪，待白色固體冷卻后，加適量的無水乙醇溶解，得到無水透明的氯化銪無水乙醇溶液；
稱取12mmol丙烯酸倒于裝有冷凝管、溫度計的三口燒瓶中，攪拌并將溫度調節(jié)至70°C，再將氯化銪無水乙醇溶液滴加到三口燒瓶中，用氫氧化鈉調節(jié)反應液的pH值為8，反應3小時后，重新調節(jié)反應液的pH值為8 ；
加入8mmol 二苯甲酰甲烷(DBM)，繼續(xù)反應5h，靜置一夜使沉淀完全析出，抽濾，在抽濾過程中用去離子水和無水乙醇洗滌產物至無氯離子，最后將產物干燥至恒重，備用。
[0024]涂料的制備方案:
稀土配合物(Eu(AA)3(DBM)2*H20) 12%，成膜物質(二官能度聚氨酯丙烯酸酯)55%，活性稀釋劑(三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)30%，光引發(fā)劑(1173) 2.5%，消泡劑和流平劑各0.5%，按比例將稀土配合物、二官能度聚氨酯丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，光引發(fā)劑、消泡劑和流平劑混合均勻，制成光固化熒光涂料。
[0025]涂料可涂抹在ABS基材樣板上，在無氮氣保護下采用功率為800瓦的紫外燈照射直接光固化成膜，固化時間為30 S，涂層厚度小于1.2mm，涂膜鉛筆硬度為4H，附著力為I級，耐水、耐溶劑性測試均通過，漆膜無脫落和破損情況，具有優(yōu)良的力學性能和耐候性，具有熒光特性，其發(fā)射峰的位置在616nm，激發(fā)峰的位置在374nm，可發(fā)紅光。
【權利要求】
1.一種紫外光固化稀土高分子材料，其特征在于由組分及質量比為稀土丙烯酸配合物1%-20%，聚氨酯丙烯酸酯40%-60%，活性稀釋劑30%-50%，光引發(fā)劑1%_10%，余量為助劑制成。
2.—種根據(jù)權利要求1所述的紫外光固化稀土高分子材料的制備方法，其特征在于方法步驟如下: (1)稀土丙烯酸配合物的制備，將氧化銪、二苯甲酰甲烷、丙烯酸按一定的摩爾比進行稱量; 取適量的鹽酸將氧化銪溶解，呈無色透明溶液，加熱至溶液完全蒸干，得到白色粉末狀氯化銪，待白色固體冷卻后，加適量的無水乙醇溶解，得到無水透明的氯化銪無水乙醇溶液； 將8-20mmol丙烯酸倒于裝有冷凝管、溫度計的三口燒瓶中，攪拌并將溫度調節(jié)至30-70°C，再將氯化銪無水乙醇溶液滴加到三口燒瓶中，用氫氧化鈉調節(jié)反應液的pH值為6-8左右，反應2-3小時后，重新調節(jié)反應液的pH值為6-8左右； 混合液加入4-12mmol進二苯甲酰甲烷，繼續(xù)反應3_5h，靜置一夜使沉淀完全析出，抽濾，在抽濾過程中用去離子水和無水乙醇洗滌產物至無氯離子，最后將產物干燥至恒重； (2)取1%-20%的稀土丙烯酸配合物、40%-60%的聚氨酯丙烯酸酯、30%-50%的活性稀釋劑、1%-10%的光引發(fā)劑及適量的助劑混合攪拌，制成光固化焚光涂料，涂抹于玻璃、鐵片、PBS素材，在紫外燈下固化。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種紫外光固化稀土高分子材料的制備方法，其特征在于:所述的步驟(I)中制備好的稀土丙烯酸配合物的分子式為Eu (AA) 3 (DBM)2-H2O,所用原料氧化銪、二苯甲酰甲烷、丙烯酸的摩爾比為1:4:6。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種紫外光固化稀土高分子材料的制備方法，其特征在于:所述的步驟(I)中稀土丙烯酸配合物含有可聚合的碳碳雙鍵，其與聚氨酯丙烯酸酯、活性稀釋劑在紫外光照射下發(fā)生交聯(lián)聚合反應。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種紫外光固化稀土高分子材料的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中紫外燈采用功率為200w-1000w的，在無氮氣保護下紫外光照射5-120s制得涂層。
【文檔編號】C09D175/14GK104497851SQ201510022824
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月17日 優(yōu)先權日:2015年1月17日
【發(fā)明者】鐘榮, 馮英鋒, 張濤, 張春輝 申請人:南昌航空大學