CN114621626A - 一种具有光引发功能的二氧化硅粒子及其制备方法和应用 - Google Patents
一种具有光引发功能的二氧化硅粒子及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114621626A CN114621626A CN202210141041.7A CN202210141041A CN114621626A CN 114621626 A CN114621626 A CN 114621626A CN 202210141041 A CN202210141041 A CN 202210141041A CN 114621626 A CN114621626 A CN 114621626A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- function
- stirring
- reaction
- silica particles
- silicon dioxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 137
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 61
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 40
- NPFYZDNDJHZQKY-UHFFFAOYSA-N 4-Hydroxybenzophenone Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C(=O)C1=CC=CC=C1 NPFYZDNDJHZQKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims abstract description 38
- 150000008366 benzophenones Chemical class 0.000 claims abstract description 33
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-M phenolate Chemical compound [O-]C1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 30
- 229940031826 phenolate Drugs 0.000 claims abstract description 30
- OXYZDRAJMHGSMW-UHFFFAOYSA-N 3-chloropropyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCCl OXYZDRAJMHGSMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N benzophenone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1=CC=CC=C1 RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000012965 benzophenone Substances 0.000 claims abstract description 10
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 24
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 7
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 7
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 abstract description 5
- 239000003999 initiator Substances 0.000 abstract description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 98
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 57
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 41
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 29
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 24
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 24
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 23
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 23
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 22
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 11
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N Dimethyl sulfoxide Chemical compound [2H]C([2H])([2H])S(=O)C([2H])([2H])[2H] IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DAKWPKUUDNSNPN-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane triacrylate Chemical compound C=CC(=O)OCC(CC)(COC(=O)C=C)COC(=O)C=C DAKWPKUUDNSNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- FDPIMTJIUBPUKL-UHFFFAOYSA-N dimethylacetone Natural products CCC(=O)CC FDPIMTJIUBPUKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- -1 methoxyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
- C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
- C08F2/48—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
本发明公开了一种具有光引发功能的二氧化硅粒子及其制备方法和应用。本发明的具有光引发功能的二氧化硅粒子的制备方法包括以下步骤:1)将4‑羟基二苯甲酮和碱金属化合物分散在溶剂中进行反应,得到酚盐;2)将酚盐和3‑氯丙基三甲氧基硅烷分散在溶剂中进行反应,得到硅烷偶联剂改性的二苯甲酮;3)将二氧化硅粒子和硅烷偶联剂改性的二苯甲酮分散在溶剂中进行反应,即得具有光引发功能的二氧化硅粒子。本发明利用硅烷偶联剂将二苯甲酮基团和二氧化硅结合,在极大地降低了引发剂迁移率的同时也提高了二氧化硅在有机体系中的相容性,最终得到的具有光引发功能的二氧化硅粒子在光固化领域有着广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及涂料添加剂技术领域,具体涉及一种具有光引发功能的二氧化硅粒子及其制备方法和应用。
背景技术
光固化是指液态的单体受到紫外或可见光的照射之后聚合转化为固体聚合物的过程,其具有节能、固化速度快、低污染的特点。光引发剂是一种在吸收一定波长光的能量后能够产生自由基、离子等物质,进而可以引发单体聚合的化合物,是光固化体系极其重要的组成部分。二苯甲酮是一种应用广泛的夺氢型光引发剂,具有价格低廉、结构简单、易合成、固化性能良好等优点。然而,由于二苯甲酮的分子量小,熔点较低且易升华,其很容易从固化体系的内部迁移至表面,不仅会导致涂层性能的下降,而且还会造成环境污染。
因此,设法降低二苯甲酮类光引发剂在固化树脂中的迁移性具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有光引发功能的二氧化硅粒子及其制备方法和应用。
本发明所采取的技术方案是:
一种具有光引发功能的二氧化硅粒子的制备方法包括以下步骤:
1)将4-羟基二苯甲酮和碱金属化合物分散在溶剂中进行反应,得到酚盐;
2)将酚盐和3-氯丙基三甲氧基硅烷分散在溶剂中进行反应,得到硅烷偶联剂改性的二苯甲酮;
3)将二氧化硅粒子和硅烷偶联剂改性的二苯甲酮分散在溶剂中进行反应,即得具有光引发功能的二氧化硅粒子。
优选的,一种具有光引发功能的二氧化硅粒子的制备方法包括以下步骤:
1)将4-羟基二苯甲酮和碱金属化合物分散在溶剂中进行反应,减压蒸馏,得到酚盐;
2)将酚盐分散在溶剂中,再滴加3-氯丙基三甲氧基硅烷进行反应,过滤,取滤液用无水乙醇洗涤,再减压蒸馏,得到硅烷偶联剂改性的二苯甲酮;
3)将二氧化硅粒子分散在溶剂中,再滴加硅烷偶联剂改性的二苯甲酮进行反应,过滤,滤得的固体用丙酮洗涤,干燥,即得具有光引发功能的二氧化硅粒子。
优选的,步骤1)所述4-羟基二苯甲酮、碱金属化合物的质量比为1:0.2~0.4。
优选的,步骤1)所述碱金属化合物选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。
优选的,步骤1)所述溶剂选自丙酮、二甲基亚砜、异丙醇中的至少一种。
优选的,步骤1)所述反应在30℃~55℃下进行,反应时间为0.5h~3h。
优选的,步骤2)所述酚盐、3-氯丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:0.85~1.20。
优选的,步骤2)所述溶剂选自二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、正丙醇、吡啶、苯胺中的至少一种。
优选的,步骤2)所述反应在50℃~120℃下进行,反应时间为4h~6h。
优选的,步骤3)所述二氧化硅粒子、硅烷偶联剂改性的二苯甲酮的质量比为1:0.1~2.0。
优选的,步骤3)所述溶剂选自二甲基亚砜、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。
优选的,步骤3)所述二氧化硅粒子的粒径为3μm~15μm。
优选的,步骤3)所述二氧化硅粒子通过沉淀法、溶胶-凝胶法或气相法制备得到。
优选的,步骤3)所述反应在25℃~80℃下进行,反应时间为4h~24h。
一种具有光引发功能的二氧化硅粒子,其由上述方法制备得到。
一种光引发剂,其组成包括上述具有光引发功能的二氧化硅粒子。
本发明的有益效果是:本发明利用硅烷偶联剂将二苯甲酮基团和二氧化硅结合,在极大地降低了引发剂迁移率的同时也提高了二氧化硅在有机体系中的相容性,最终得到的具有光引发功能的二氧化硅粒子在光固化领域有着广泛的应用前景。
具体来说:
1)本发明的具有光引发功能的二氧化硅粒子中的二苯甲酮片段在引发光固化反应的同时还提高了二氧化硅与有机体系之间的相容性,而二氧化硅则在作为填充物的同时将二苯甲酮片段固定在体系中,降低了引发剂的迁移率;
2)本发明的具有光引发功能的二氧化硅粒子的制备方法简单,原料廉价易得,且无需使用价格昂贵的催化剂,反应条件温和,有机合成步骤收率最高可达99%,反应原料中绝大部分组分转化成了产物,副产物为具有工业价值的无机盐,反应产生的三废少,符合绿色化学理念。
附图说明
图1为实施例1中的硅烷偶联剂改性的二苯甲酮的核磁共振氢谱图。
图2为实施例1的具有光引发功能的二氧化硅粒子的红外光谱图。
图3为实施例1的具有光引发功能的二氧化硅粒子、沉淀法二氧化硅和4-羟基二苯甲酮的紫外吸收光谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1:
一种具有光引发功能的二氧化硅粒子,其制备方法包括以下步骤:
1)将10g的4-羟基二苯甲酮搅拌分散在50mL的丙酮中,再加入3g的氢氧化钾,搅拌均匀,再油浴加热至45℃,恒温搅拌反应3h,减压蒸馏脱除溶剂,得到酚盐;
步骤1)中发生的反应为:
2)将10g的酚盐搅拌分散在100mL的二甲基亚砜中,再滴加8.5g的3-氯丙基三甲氧基硅烷,搅拌均匀,再油浴加热至85℃,恒温搅拌反应4h,冷却,过滤去除反应中析出的无机盐,取滤液加入无水乙醇使滤液分离为两液相,取下层液相用无水乙醇洗涤3次,再减压蒸馏脱除溶剂,得到硅烷偶联剂改性的二苯甲酮;
步骤2)中发生的反应为:
3)将1g粒径为15μm的沉淀法二氧化硅粒子搅拌分散在10mL的二甲基亚砜中,再滴加2g的硅烷偶联剂改性的二苯甲酮,搅拌均匀,再油浴加热至40℃,恒温搅拌反应24h,过滤,滤得的固体用丙酮洗涤3次,干燥,即得具有光引发功能的二氧化硅粒子。
性能测试:
1)本实施例中的硅烷偶联剂改性的二苯甲酮的核磁共振氢谱图如图1所示。
由图1可知:化学位移6.75ppm~7.75ppm之间的峰为二苯甲酮片段上1~5号氢的特征峰,化学位移3.39ppm处的峰为甲氧基上9号氢的特征峰,化学位移3.98ppm、1.83ppm和0.77ppm处的峰分别对应6、7和8号氢的特征峰,化学位移2.50ppm处的峰为氘代DMSO 的溶剂峰。综上可知,本实施例确实成功合成了硅烷偶联剂改性的二苯甲酮
2)本实施例的具有光引发功能的二氧化硅粒子的红外光谱图如图2所示。
由图2可知:在1700cm-1处出现了明显的羰基吸收峰,说明硅烷偶联剂改性的二苯甲酮成果地接入到了二氧化硅粒子的表面。
3)本实施例的具有光引发功能的二氧化硅粒子、沉淀法二氧化硅和4-羟基二苯甲酮的紫外吸收光谱图如图3所示。
由图3可知:具有光引发功能的二氧化硅粒子与普通的沉淀法二氧化硅相比,在波长 290nm处出现了一个强烈的吸收峰,说明具有光引发功能的二氧化硅粒子拥有了一定的UVB 吸收功能。
实施例2:
一种具有光引发功能的二氧化硅粒子,其制备方法包括以下步骤:
1)将10g的4-羟基二苯甲酮搅拌分散在50mL的二甲基亚砜中,再加入4g的氢氧化钾,搅拌均匀,再油浴加热至55℃,恒温搅拌反应0.5h,减压蒸馏脱除溶剂,得到酚盐;
2)将10g的酚盐搅拌分散在100mL的二甲基亚砜中,再滴加10g的3-氯丙基三甲氧基硅烷,搅拌均匀,再油浴加热至120℃,恒温搅拌反应6h,冷却,过滤去除反应中析出的无机盐,取滤液加入无水乙醇使滤液分离为两液相,取下层液相用无水乙醇洗涤3次,再减压蒸馏脱除溶剂,得到硅烷偶联剂改性的二苯甲酮;
3)将1g粒径为15μm的沉淀法二氧化硅粒子搅拌分散在10mL的二甲基亚砜中,再滴加0.5g的硅烷偶联剂改性的二苯甲酮,搅拌均匀,再油浴加热至80℃,恒温搅拌反应6h,过滤,滤得的固体用丙酮洗涤3次,干燥,即得具有光引发功能的二氧化硅粒子。
实施例3:
一种具有光引发功能的二氧化硅粒子,其制备方法包括以下步骤:
1)将10g的4-羟基二苯甲酮搅拌分散在50mL的异丙醇中,再加入2g的氢氧化钾,搅拌均匀,再油浴加热至30℃,恒温搅拌反应1.5h,减压蒸馏脱除溶剂,得到酚盐;
2)将10g的酚盐搅拌分散在100mL的二甲基亚砜中,再滴加12g的3-氯丙基三甲氧基硅烷,搅拌均匀,再油浴加热至50℃,恒温搅拌反应5h,冷却,过滤去除反应中析出的无机盐,取滤液加入无水乙醇使滤液分离为两液相,取下层液相用无水乙醇洗涤3次,再减压蒸馏脱除溶剂,得到硅烷偶联剂改性的二苯甲酮;
3)将1g粒径为15μm的沉淀法二氧化硅粒子搅拌分散在10mL的二甲基亚砜中,再滴加1g的硅烷偶联剂改性的二苯甲酮,搅拌均匀,再25℃下恒温搅拌反应12h,过滤,滤得的固体用丙酮洗涤3次,干燥,即得具有光引发功能的二氧化硅粒子。
实施例4:
一种具有光引发功能的二氧化硅粒子,其制备方法包括以下步骤:
1)将10g的4-羟基二苯甲酮搅拌分散在50mL的丙酮中,再加入3g的氢氧化钠,搅拌均匀,再油浴加热至45℃,恒温搅拌反应3h,减压蒸馏脱除溶剂,得到酚盐;
2)将10g的酚盐搅拌分散在100mL的二甲基亚砜中,再滴加8.5g的3-氯丙基三甲氧基硅烷,搅拌均匀,再油浴加热至85℃,恒温搅拌反应4h,冷却,过滤去除反应中析出的无机盐,取滤液加入无水乙醇使滤液分离为两液相,取下层液相用无水乙醇洗涤3次,再减压蒸馏脱除溶剂,得到硅烷偶联剂改性的二苯甲酮;
3)将1g粒径为15μm的沉淀法二氧化硅粒子搅拌分散在10mL的丙酮中,再滴加1.5g的硅烷偶联剂改性的二苯甲酮,搅拌均匀,再油浴加热至60℃,恒温搅拌反应18h,过滤,滤得的固体用丙酮洗涤3次,干燥,即得具有光引发功能的二氧化硅粒子。
实施例5:
一种具有光引发功能的二氧化硅粒子,其制备方法包括以下步骤:
1)将10g的4-羟基二苯甲酮搅拌分散在50mL的丙酮中,再加入3g的碳酸钾,搅拌均匀,再油浴加热至45℃,恒温搅拌反应3h,减压蒸馏脱除溶剂,得到酚盐;
2)将10g的酚盐搅拌分散在100mL的二甲基亚砜中,再滴加8.5g的3-氯丙基三甲氧基硅烷,搅拌均匀,再油浴加热至85℃,恒温搅拌反应4h,冷却,过滤去除反应中析出的无机盐,取滤液加入无水乙醇使滤液分离为两液相,取下层液相用无水乙醇洗涤3次,再减压蒸馏脱除溶剂,得到硅烷偶联剂改性的二苯甲酮;
3)将1g粒径为15μm的沉淀法二氧化硅粒子搅拌分散在10mL的N,N-二甲基甲酰胺中,再滴加0.1g的硅烷偶联剂改性的二苯甲酮,搅拌均匀,再油浴加热至60℃,恒温搅拌反应 24h,过滤,滤得的固体用丙酮洗涤3次,干燥,即得具有光引发功能的二氧化硅粒子。
实施例6:
一种具有光引发功能的二氧化硅粒子,其制备方法包括以下步骤:
1)将10g的4-羟基二苯甲酮搅拌分散在50mL的丙酮中,再加入3g的碳酸钠,搅拌均匀,再油浴加热至45℃,恒温搅拌反应3h,减压蒸馏脱除溶剂,得到酚盐;
2)将10g的酚盐搅拌分散在100mL的二甲基亚砜中,再滴加8.5g的3-氯丙基三甲氧基硅烷,搅拌均匀,再油浴加热至85℃,恒温搅拌反应4h,冷却,过滤去除反应中析出的无机盐,取滤液加入无水乙醇使滤液分离为两液相,取下层液相用无水乙醇洗涤3次,再减压蒸馏脱除溶剂,得到硅烷偶联剂改性的二苯甲酮;
3)将1g粒径为10μm的沉淀法二氧化硅粒子搅拌分散在10mL的二甲基亚砜中,再滴加0.1g的硅烷偶联剂改性的二苯甲酮,搅拌均匀,再油浴加热至80℃,恒温搅拌反应12h,过滤,滤得的固体用丙酮洗涤3次,干燥,即得具有光引发功能的二氧化硅粒子。
实施例7:
一种具有光引发功能的二氧化硅粒子,其制备方法包括以下步骤:
1)将10g的4-羟基二苯甲酮搅拌分散在50mL的丙酮中,再加入3g的氢氧化钠,搅拌均匀,再油浴加热至45℃,恒温搅拌反应3h,减压蒸馏脱除溶剂,得到酚盐;
2)将10g的酚盐搅拌分散在100mL的丙酮中,再滴加8.5g的3-氯丙基三甲氧基硅烷,搅拌均匀,再油浴加热至50℃,恒温搅拌反应4h,冷却,过滤去除反应中析出的无机盐,取滤液加入无水乙醇使滤液分离为两液相,取下层液相用无水乙醇洗涤3次,再减压蒸馏脱除溶剂,得到硅烷偶联剂改性的二苯甲酮;
3)将1g粒径为10μm的沉淀法二氧化硅粒子搅拌分散在10mL的二甲基亚砜中,再滴加2g的硅烷偶联剂改性的二苯甲酮,搅拌均匀,再25℃下恒温搅拌反应4h,过滤,滤得的固体用丙酮洗涤3次,干燥,即得具有光引发功能的二氧化硅粒子。
实施例8:
一种具有光引发功能的二氧化硅粒子,其制备方法包括以下步骤:
1)将10g的4-羟基二苯甲酮搅拌分散在50mL的丙酮中,再加入3g的氢氧化钠,搅拌均匀,再油浴加热至45℃,恒温搅拌反应3h,减压蒸馏脱除溶剂,得到酚盐;
2)将10g的酚盐搅拌分散在100mL的N,N-二甲基甲酰胺中,再滴加8.5g的3-氯丙基三甲氧基硅烷,搅拌均匀,再油浴加热至85℃,恒温搅拌反应4h,冷却,过滤去除反应中析出的无机盐,取滤液加入无水乙醇使滤液分离为两液相,取下层液相用无水乙醇洗涤3次,再减压蒸馏脱除溶剂,得到硅烷偶联剂改性的二苯甲酮;
3)将1g粒径为7μm的沉淀法二氧化硅粒子搅拌分散在10mL的二甲基亚砜中,再滴加0.5g的硅烷偶联剂改性的二苯甲酮,搅拌均匀,再油浴加热至80℃,恒温搅拌反应24h,过滤,滤得的固体用丙酮洗涤3次,干燥,即得具有光引发功能的二氧化硅粒子。
实施例9:
一种具有光引发功能的二氧化硅粒子,其制备方法包括以下步骤:
1)将10g的4-羟基二苯甲酮搅拌分散在50mL的丙酮中,再加入3g的氢氧化钠,搅拌均匀,再油浴加热至45℃,恒温搅拌反应3h,减压蒸馏脱除溶剂,得到酚盐;
2)将10g的酚盐搅拌分散在100mL的正丙醇中,再滴加8.5g的3-氯丙基三甲氧基硅烷,搅拌均匀,再油浴加热至85℃,恒温搅拌反应4h,冷却,过滤去除反应中析出的无机盐,取滤液加入无水乙醇使滤液分离为两液相,取下层液相用无水乙醇洗涤3次,再减压蒸馏脱除溶剂,得到硅烷偶联剂改性的二苯甲酮;
3)将1g粒径为7μm的沉淀法二氧化硅粒子搅拌分散在10mL的二甲基亚砜中,再滴加 0.1g的硅烷偶联剂改性的二苯甲酮,搅拌均匀,再油浴加热至40℃,恒温搅拌反应12h,过滤,滤得的固体用丙酮洗涤3次,干燥,即得具有光引发功能的二氧化硅粒子。
实施例10:
一种具有光引发功能的二氧化硅粒子,其制备方法包括以下步骤:
1)将10g的4-羟基二苯甲酮搅拌分散在50mL的丙酮中,再加入3g的氢氧化钠,搅拌均匀,再油浴加热至45℃,恒温搅拌反应3h,减压蒸馏脱除溶剂,得到酚盐;
2)将10g的酚盐搅拌分散在100mL的吡啶中,再滴加8.5g的3-氯丙基三甲氧基硅烷,搅拌均匀,再油浴加热至85℃,恒温搅拌反应4h,冷却,过滤去除反应中析出的无机盐,取滤液加入无水乙醇使滤液分离为两液相,取下层液相用无水乙醇洗涤3次,再减压蒸馏脱除溶剂,得到硅烷偶联剂改性的二苯甲酮;
3)将1g粒径为3μm的沉淀法二氧化硅粒子搅拌分散在10mL的二甲基亚砜中,再滴加 0.1g的硅烷偶联剂改性的二苯甲酮,搅拌均匀,再油浴加热至80℃,恒温搅拌反应12h,过滤,滤得的固体用丙酮洗涤3次,干燥,即得具有光引发功能的二氧化硅粒子。
实施例11:
一种具有光引发功能的二氧化硅粒子,其制备方法包括以下步骤:
1)将10g的4-羟基二苯甲酮搅拌分散在50mL的丙酮中,再加入3g的氢氧化钠,搅拌均匀,再油浴加热至45℃,恒温搅拌反应3h,减压蒸馏脱除溶剂,得到酚盐;
2)将10g的酚盐搅拌分散在100mL的苯胺中,再滴加8.5g的3-氯丙基三甲氧基硅烷,搅拌均匀,再油浴加热至85℃,恒温搅拌反应4h,冷却,过滤去除反应中析出的无机盐,取滤液加入无水乙醇使滤液分离为两液相,取下层液相用无水乙醇洗涤3次,再减压蒸馏脱除溶剂,得到硅烷偶联剂改性的二苯甲酮;
3)将1g粒径为3μm的沉淀法二氧化硅粒子搅拌分散在10mL的二甲基亚砜中,再滴加 2g的硅烷偶联剂改性的二苯甲酮,搅拌均匀,再25℃下恒温搅拌反应24h,过滤,滤得的固体用丙酮洗涤3次,干燥,即得具有光引发功能的二氧化硅粒子。
测试例:
对实施例1~11的具有光引发功能的二氧化硅粒子进行性能测试,测试结果如下表所示:
表1实施例1~11的具有光引发功能的二氧化硅粒子的性能测试结果
测试项目 | 产率(%) | 290nm紫外吸收 | 相容性 | 迁移率(%) |
4-羟基二苯甲酮 | —— | 1.452 | —— | 8 |
实施例1 | 85 | 1.555 | 相容 | <0.1 |
实施例2 | 99 | 0.571 | 相容 | <0.1 |
实施例3 | 36 | 0.943 | 相容 | <0.1 |
实施例4 | 83 | 1.377 | 相容 | <0.1 |
实施例5 | 81 | 0.272 | 相容 | <0.1 |
实施例6 | 71 | 0.208 | 相容 | <0.1 |
实施例7 | 27 | 0.311 | 相容 | <0.1 |
实施例8 | 80 | 0.251 | 相容 | <0.1 |
实施例9 | 33 | 0.194 | 相容 | <0.1 |
实施例10 | 54 | 0.173 | 相容 | <0.1 |
实施例11 | 28 | 0.645 | 相容 | <0.1 |
注:
相容性:将2g的TMPTA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)分散在20mL的二氯甲烷中,添加20mg的具有光引发功能的二氧化硅粒子,混合均匀,静置24h测定其相容性;
迁移率:将5mg的具有光引发功能的二氧化硅粒子加入500mg的TMPTA中,再滴在干燥的载玻片上,并在290nm的紫外光下对其进行引发,得到固化膜,固化完全后称取300mg的固化膜,研碎后放入10mL的丙酮中搅拌24h,搅拌完毕后过滤除去不溶物,脱除溶剂后测定剩余质量m0,迁移率计算公式如下:迁移率(%)=(m0/m)×100%,式中,m为300mg 固化膜中引发剂的添加量。
由表1可知:
1)步骤2)在不同溶剂中进行改性得到的硅烷偶联剂改性的二苯甲酮的产率由高到低排列为:DMSO>苯胺>N,N-二甲基甲酰胺>吡啶>正丙醇>丙酮;硅烷偶联剂改性的二苯甲酮的产率随反应温度、反应时间、3-氯丙基三甲氧基硅烷与醇盐的添加比例上升而上升;
2)实施例1~11的具有光引发功能的二氧化硅粒子对于290nm的紫外吸收在0.173~ 1.555之间,且吸收强度随改性时间、改性温度、改性剂与二氧化硅的添加比例的上升而上升;
3)实施例1~11的具有光引发功能的二氧化硅粒子均与TMPTA-二氯甲烷体系相容,引发成膜后测定的迁移率极低,具有良好的应用前景。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有光引发功能的二氧化硅粒子的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将4-羟基二苯甲酮和碱金属化合物分散在溶剂中进行反应,得到酚盐;
2)将酚盐和3-氯丙基三甲氧基硅烷分散在溶剂中进行反应,得到硅烷偶联剂改性的二苯甲酮;
3)将二氧化硅粒子和硅烷偶联剂改性的二苯甲酮分散在溶剂中进行反应,即得具有光引发功能的二氧化硅粒子。
2.根据权利要求1所述的具有光引发功能的二氧化硅粒子的制备方法,其特征在于:步骤1)所述4-羟基二苯甲酮、碱金属化合物的质量比为1:0.2~0.4。
3.根据权利要求1或2所述的具有光引发功能的二氧化硅粒子的制备方法,其特征在于:步骤1)所述碱金属化合物选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的具有光引发功能的二氧化硅粒子的制备方法,其特征在于:步骤1)所述反应在30℃~55℃下进行,反应时间为0.5h~3h。
5.根据权利要求1所述的具有光引发功能的二氧化硅粒子的制备方法,其特征在于:步骤2)所述酚盐、3-氯丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:0.85~1.20。
6.根据权利要求1、2和5中任意一项所述的具有光引发功能的二氧化硅粒子的制备方法,其特征在于:步骤2)所述反应在50℃~120℃下进行,反应时间为4h~6h。
7.根据权利要求1所述的具有光引发功能的二氧化硅粒子的制备方法,其特征在于:步骤3)所述二氧化硅粒子、硅烷偶联剂改性的二苯甲酮的质量比为1:0.1~2.0。
8.根据权利要求1、2、5和7中任意一项所述的具有光引发功能的二氧化硅粒子的制备方法,其特征在于:步骤3)所述反应在25℃~80℃下进行,反应时间为4h~24h。
9.一种具有光引发功能的二氧化硅粒子,其特征在于,由权利要求1~8中任意一项所述的方法制备得到。
10.一种光引发剂,其特征在于,组成包括权利要求9所述的具有光引发功能的二氧化硅粒子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210141041.7A CN114621626B (zh) | 2022-02-16 | 2022-02-16 | 一种具有光引发功能的二氧化硅粒子及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210141041.7A CN114621626B (zh) | 2022-02-16 | 2022-02-16 | 一种具有光引发功能的二氧化硅粒子及其制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114621626A true CN114621626A (zh) | 2022-06-14 |
CN114621626B CN114621626B (zh) | 2022-12-16 |
Family
ID=81898419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210141041.7A Active CN114621626B (zh) | 2022-02-16 | 2022-02-16 | 一种具有光引发功能的二氧化硅粒子及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114621626B (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57131230A (en) * | 1981-02-06 | 1982-08-14 | Toray Silicone Co Ltd | Photo-polymerization sensitizer and its production |
EP0088842A1 (en) * | 1982-03-16 | 1983-09-21 | Toray Silicone Company Limited | Organopolysiloxane photosensitizers and methods for their preparation |
CN102408500A (zh) * | 2010-09-21 | 2012-04-11 | 北京化工大学 | 一种新型含硅大分子光引发剂及其制备方法 |
CN105670038A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-06-15 | 中国科学院化学研究所 | 一种光敏性纳米二氧化硅及其制备方法 |
CN108948233A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-07 | 广东工业大学 | 一种无机纳米粒子表面接枝型光引发剂及其应用 |
CN111363199A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-07-03 | 国科广化(南雄)新材料研究院有限公司 | 一种具有光引发功能的二氧化硅复合材料及制备与应用 |
-
2022
- 2022-02-16 CN CN202210141041.7A patent/CN114621626B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57131230A (en) * | 1981-02-06 | 1982-08-14 | Toray Silicone Co Ltd | Photo-polymerization sensitizer and its production |
EP0088842A1 (en) * | 1982-03-16 | 1983-09-21 | Toray Silicone Company Limited | Organopolysiloxane photosensitizers and methods for their preparation |
CN102408500A (zh) * | 2010-09-21 | 2012-04-11 | 北京化工大学 | 一种新型含硅大分子光引发剂及其制备方法 |
CN105670038A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-06-15 | 中国科学院化学研究所 | 一种光敏性纳米二氧化硅及其制备方法 |
CN108948233A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-07 | 广东工业大学 | 一种无机纳米粒子表面接枝型光引发剂及其应用 |
CN111363199A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-07-03 | 国科广化(南雄)新材料研究院有限公司 | 一种具有光引发功能的二氧化硅复合材料及制备与应用 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
LI XIAOWEI,ET AL.: "Synthesis of organic and inorganic hybrid nanoparticles as multifunctional photoinitiator and its application in UV-curable epoxy acrylate-based coating systems", 《PROGRESS IN ORGANIC COATINGS》 * |
章宇轩: "适用于光聚合体系的功能化二氧化硅粒子的制备及性质研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114621626B (zh) | 2022-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109320521B (zh) | 环氧单体及其制备方法、环氧树脂 | |
CN107987244B (zh) | 一种水性光敏超分子聚氨酯树脂及其制备方法与应用 | |
CN110467720A (zh) | 一种基于1,3,6,8-四(对甲酰基苯基)芘的多孔共价有机骨架聚合物及其制备方法 | |
TWI428363B (zh) | 藉由炔的無金屬環三聚化來合成醯基亞芳香族化合物及超支化聚(醯基亞芳香族化合物) | |
CN112010833B (zh) | 含缩醛结构的双邻苯二甲腈类化合物、聚合物及其制备方法和应用 | |
CN109942767B (zh) | 一种硼杂化邻苯二甲腈基酚醛树脂及其制备方法和用途 | |
CN113667097B (zh) | 环氧树脂单体的中间体化合物及其制备方法和应用 | |
CN112028893A (zh) | 一种吡咯并吡咯结构的光引发剂及其制备方法和应用 | |
CN114621626B (zh) | 一种具有光引发功能的二氧化硅粒子及其制备方法和应用 | |
Crivello et al. | Synthesis and cationic photopolymerization of monomers based on nopol | |
CN112062700A (zh) | 一种uv-led固化桐油基活性稀释剂及其制备方法和应用 | |
CN114573842B (zh) | 耐高温、可再加工的苯并噁嗪热固性树脂及其合成方法与应用 | |
CN114478845B (zh) | 树枝状荧光素钠-碘鎓盐可见光引发剂及其制备方法和应用 | |
CN114479112B (zh) | 树枝状曙红b-碘鎓盐可见光引发剂及其制备方法和应用 | |
CN113637132B (zh) | 一种苯并噁嗪树脂及制备方法与应用 | |
CN113200896A (zh) | 扩链剂及其制备方法和应用、可回收热固性聚氨酯及其制备方法 | |
CN111153800A (zh) | 一种稀土铽改性α-羟基酮光引发剂及其制备方法 | |
CN111704711A (zh) | 一种基于缩醛结构的环氧单体及其制备方法与应用 | |
CN114752004B (zh) | 一种生物基uv固化引发剂的制备方法及其产品和应用 | |
Kholkhoev et al. | Allyl-Functionalized Polybenzimidazole for Laser Stereolithography | |
CN117820887B (zh) | 一种耐污耐墨水光固化涂料及其制备方法 | |
Ikladious et al. | Modification and methacrylation of some new aliphatic hyperbranched polyester polyols based on 1, 3, 5-Tris (2-hydroxyethyl) cyanuric acid (THECA) as a core | |
TWI844481B (zh) | 具α位誘導基的交聯劑、其合成方法、可塑性熱固型樹脂及其製備方法 | |
CN113816985B (zh) | 一类含阳离子可聚合基团的Twin单体及其制备方法和应用 | |
CN110590979B (zh) | 一种具有高缩醛率的pvb树脂粉的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |