CN116676027B - 碳点改性环氧树脂的光诱导阳离子固化涂料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳点改性环氧树脂的光诱导阳离子固化涂料的制备方法，具体包括如下步骤：步骤1，合成碳点；步骤2，采用4‑环氧基环己烷的预聚物钝化改性碳点；步骤3，配制碳点改性环氧树脂的光诱导阳离子固化涂料。本发明解决了传统光固化树脂的紫外光穿透力低、光固化效率低以及材料的强度和耐摩擦性能低的问题。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种碳点改性环氧树脂的光诱导阳离子固化涂料的制备方法。
背景技术
近年来，随着柔性电子技术的发展和应用领域不断拓展。柔性电子器件市场的竞争愈加激烈，人们对材料的性价比提出更高的要求。人们筛选出了具有潜伏性的固化剂，固化剂在常规条件下不与环氧树脂发生反应；但是在加热和紫外、可见及近红外光等条件下，可以实现其催化环氧基开环聚合。
环氧涂料的阳离子聚合具有无溶剂挥发、低毒、环保等优点。在光照或加热的条件下，可以产生强质子酸让单体氧发生质子化，并引发其开环。总所周知，从聚合机理和特点上讲，阳离子开环聚合引发快、生长快，但在常规条件稳定易储存。研究发现热致环氧涂料阳离子开环聚合，对于材料的性能难以控制。例如，当引入剂含量高或温度高，因反应快导致材料产生大量孔结构，材料内部均一性差，导致材料的强度和耐摩擦性能差。此外，对于一些热敏电子器件无法采用热致涂料阳离子开环聚合。目前，利用光诱导环氧树脂涂料的阳离子固化具有很好的应用前景。然而，紫外光容易被物质吸收，因此其穿透力非常有限，很难实现深度固化。综上所述，如何提高光致阳离子固化涂料的光固化深度、提高光固化效率以及材料的强度和耐摩擦性具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳点改性环氧树脂的光诱导阳离子固化涂料的制备方法，解决了传统光固化树脂的紫外光穿透力低、光固化效率低以及材料的强度和耐摩擦性能低的问题。
本发明所采用的技术方案是，碳点改性环氧树脂的光诱导阳离子固化涂料的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1，合成碳点；
步骤2，采用4-环氧基环己烷的预聚物钝化改性碳点；
步骤3，配制碳点改性环氧树脂的光诱导阳离子固化涂料。
本发明的特点还在于：
步骤1的具体过程为：
步骤1.1，取5g-15g邻苯二胺溶解在10-30mL的N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，得溶液A；
步骤1.2，将18g-36g柠檬酸溶于20-40mL的N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，得溶液B；
步骤1.3，将步骤1.1所得的溶液A与步骤1.2所得的溶液B进行混合超声30min-90min，然后将混合后的溶液转移到100mL-200mL反应釜中，180℃-240℃条件下反应4h，在7000-12000r/m条件下离心30-90min，去除不溶性杂质；然后在7000Da透析袋透析3次，去除未反应的原料和寡聚物，所得溶液在-20～-40℃条件冷冻干燥36h-72h收集固体，即得。
步骤2的具体过程为：
步骤2.1，制备含有3，4-环氧基环己烷结构基元的预聚物；
步骤2.2，将0.5g-1.5g碳点分散于5mL-15mL水中，并与步骤2.1制备的混合均匀，然后加入0.1g-0.3g1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和0.1g-0.3gN-羟基琥珀酰亚胺催化剂，利用3,4-环氧基环己烷的预聚物与碳点表面羧基发生缩合反应，使碳点发生钝化，从而实现对碳点的改性。
步骤2.1的具体过程为：
将1g-3g的三甲氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷溶于3mL-9mL四氢呋喃和2mL-6mL水中，加入0.1g-0.3g的K2CO3，室温搅拌5min，得到含有3，4-环氧基环己烷结构基元的预聚物。
步骤3的具体过程为：
步骤3.1，按质量百分比分别称取以下组分：20wt％-50wt％含3.4-环氧基环己烷结构基元的预聚物钝化改性碳点、20wt％-50wt％3，4-环氧环己基甲基3，4-环氧环己基甲酸酯、10wt％-40wt％六氟锑酸三苯基硫鎓盐，以上各组分的质量百分比之和为100％；
步骤3.2，将按照步骤3.1中的各涂料组分混合均匀后，1x10-3 Pa抽真空搅拌去除气泡，得到光固化涂料。
本发明的有益效果是，本发明碳点改性环氧树脂的光诱导阳离子固化涂料的制备方法，碳点的引入涂料成膜的断裂强度和断裂伸长率均有所增加，主要是碳点起到增塑剂的效果。拉伸时有效阻止膜在局部薄弱环节断裂，从而提升力学性能。利用碳点改性环氧树脂涂料，提高树脂涂料的光固化深度、紫外光吸收效率以及材料的强度和耐摩擦性等。
附图说明
图1是本发明碳点改性环氧树脂的光诱导阳离子固化涂料的制备方法实施例1与对比例1所制备涂料的表观粘度与剪切速率之间的关系；
图2是本发明碳点改性环氧树脂的光诱导阳离子固化涂料的制备方法实施例1与对比例1所制备涂料的的应力应变曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明碳点改性环氧树脂的光诱导阳离子固化涂料的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1，碳点的合成
取5-15g邻苯二胺溶解在10-30mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中，柠檬酸18-36g溶于20-40mL的DMF溶液中，两者进行混合超声30-90min。将其转移到100-200mL反应釜中，180-240℃条件下反应4h。7000-12000r/m条件下离心30-90min，去除大颗粒不溶性杂质；进一步在7000Da透析袋透析3次，去除未反应的原料和寡聚物等。所得溶液在-20～-40℃条件冷冻干燥36-72h收集固体，即得。
步骤2，3，4-环氧基环己烷的预聚物钝化改性碳点
将1-3g的三甲氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷溶于3-9mL四氢呋喃和2-6mL水中，加入0.1-0.3g的K2CO3，室温搅拌5min，得到含有3，4-环氧基环己烷结构基元的预聚物。进一步将0.5-1.5g碳点分散于5-15mL水中，并与上述预聚物溶液混合均匀，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDS,0.1-0.3g)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS,0.1-0.3g)催化剂，利用3,4-环氧基环己烷的预聚物与碳点表面羧基发生缩合反应，使碳点发生钝化，提高碳点分散性。
步骤3，碳点改性环氧树脂的光诱导阳离子固化涂料的配制及成膜性能研究
光诱导阳离子固化涂料的配制：含3.4-环氧基环己烷结构基元的预聚物钝化改性碳点(20-50wt％)、3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯(20-50wt％)、六氟锑酸三苯基硫鎓盐(10-40wt％)。将上述涂料组分混合均匀后，1x10-3Pa抽真空搅拌去除气泡。光固化涂料溶液倒入丝网印刷模具中，以高分子PET为载体，将光固化涂料溶液通过丝网印刷均匀涂在PET表面，进一步将PET放置在紫外或近红外光光固化机中固化，80-120℃条件下闪光照射1-3分钟，紫外光功率为80-120W，膜厚度为0.3-30um。
实施例1
步骤1，碳点的合成
取5g邻苯二胺溶解在10mL的DMF溶剂中，柠檬酸18g溶于20mL的DMF溶液中，两者进行混合超声30min。将其转移到100mL反应釜中，200℃条件下反应4h。70000r/m条件下离心30min，去除大颗粒不溶性杂质；进一步在7000Da透析袋下透析3次去除未反应的原料和寡聚物等。所得溶液在-20℃条件冷冻干燥36h收集固体，即得。
步骤2，3，4-环氧基环己烷的预聚物钝化改性碳点
将1g的三甲氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷溶于3mL四氢呋喃和2mL水中，加入0.1g的K2CO3，室温搅拌5min，得到含有3，4-环氧基环己烷的预聚物。进一步将0.5g碳点分散于5mL水中，并与上述硅氧烷溶液混合均匀，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDS,0.1g)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS,0.3g)催化剂，利用3,4-环氧基环己烷的预聚物与碳点表面羧基发生缩合反应，使碳点发生钝化，提高碳点分散性。
步骤3，光诱导阳离子固化涂料的配制：40wt％3，4-环氧基环己烷的预聚物钝化改性碳点、50wt％3，4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、10wt％六氟锑酸三苯基硫鎓盐。将上述涂料组分混合均匀后，1x10-3Pa抽真空搅拌去除气泡。光固化涂料溶液倒入丝网印刷模具中，以高分子PET为载体，将光固化涂料溶液通过丝网印刷均匀涂在PET表面，进一步将薄膜放置在紫外或近红外光光固化机中固化，80℃条件下闪光照射1分钟，紫外光功率为80W，膜厚度为20um。
对比例1
无碳点改性环氧树脂的光诱导阳离子固化涂料的配制及成膜性能研究
光诱导阳离子固化涂料的配制：90wt％3，4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、10wt％六氟锑酸三苯基硫鎓盐。将上述涂料组分混合均匀后，1x10-3Pa抽真空搅拌去除气泡。光固化涂料溶液倒入丝网印刷模具中，以高分子PET为载体，将光固化涂料溶液通过丝网印刷均匀涂在PET表面，进一步将薄膜放置在紫外或近红外光光固化机中固化，80℃条件下闪光照射1分钟，紫外光功率为80W，膜厚度为20um。
实施例1和对比例1的测试结果1如下表1所示：
表1
如表1和图1所示，实施例1中碳点改性环氧树脂涂料均为剪切变稀，但不同的是碳点改性环氧树脂涂料的剪切变稀更为明显，碳点的引入降低和阻隔了环氧树脂大分子间的相互作用。有利于其丝网印刷成膜。
通过硬度和耐摩擦测试发现，实施例1中碳点改性环氧树脂涂料在365nm紫外光照射下成膜的强度可以达到5H，而对比例1中无碳点改性环氧树脂涂料在相同条件下成膜的硬度只有3H，其主要原因在于碳点结构与石墨烯结构相似。
如图2所示，应力应变测试表明，实施例1中碳点改性环氧树脂固化成膜的断裂强度可达到65MPa，而对比例1中无碳点改性环氧树脂固化成膜断裂38MPa，其主要原因碳点自身起到增塑剂的作用，碳点参与反应，形成交联网络结构提高了断裂强度。碳点的引入涂料成膜的断裂强度和断裂伸长率均有所增加，主要是碳点起到增塑剂的效果。拉伸时有效阻止膜在局部薄弱环节断裂，从而提升力学性能。
需要指出的是，实施例1碳点改性环氧树脂涂料固化所需要的时间20s远低于对比例1无碳点改性环氧树脂涂料固化所需时间(50s)，其主要原因碳点在制备过程中柠檬酸含量高，羧基含量远高于氨基含量，碳点表面含有大量羧基，在光固化过程中易产生质子酸，有利于阳离子开环聚合。
实施例1与对比例1的测试结果2如下表2所示：
表2
从表2可知，980nm照射条件下，实施例1碳点改性环氧树脂涂料可以发生固化，原因是碳点促使近红外发生了上转换，将980近红外光转化成短波长的可见光或者紫外光，进一步使得涂料发生固化。
相反，对比例1中无碳点改性环氧树脂并未能发生固化。需要指出的是，980nm近红外光辐射条件下，涂料固化深度最高可达30um；而365nm紫外光辐射条件下，涂料固化深度最高可达10um。主要原因是近红外光波长长，容易发生衍射，因此近红外光比紫外光在有机介质中具有更强的穿透力。
实施例2
步骤1，碳点的合成
取15g邻苯二胺溶解在30mL的DMF溶剂中，柠檬酸36g溶于40mL的DMF溶液中，两者进行混合超声90min。将其转移到200mL反应釜中，240℃条件下反应4h。120000r/m条件下离心90min，去除大颗粒不溶性杂质；进一步在7000Da透析袋下透析3次去除未反应的原料和寡聚物等。所得溶液在-40℃条件冷冻干燥72h收集固体，即得。
步骤2，3，4-环氧基环己烷的预聚物钝化改性碳点
将3g的三甲氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷溶于9mL四氢呋喃和6mL水中，加入0.3g的K2CO3，室温搅拌5min，得到含有3，4-环氧基环己烷的预聚物。进一步将1.5g碳点分散于15mL水中，并与上述硅氧烷溶液混合均匀，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDS,0.3g)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS,0.1g)催化剂，利用3,4-环氧基环己烷的预聚物与碳点表面羧基发生缩合反应，使碳点发生钝化，提高碳点分散性。
步骤3，光诱导阳离子固化涂料的配制：50wt％3，4-环氧基环己烷的预聚物钝化改性碳点、20wt％3，4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、30wt％六氟锑酸三苯基硫鎓盐。将上述涂料组分混合均匀后，1x10-3Pa抽真空搅拌去除气泡。光固化涂料溶液倒入丝网印刷模具中，以高分子PET为载体，将光固化涂料溶液通过丝网印刷均匀涂在PET表面，进一步将薄膜放置在紫外或近红外光光固化机中固化，120℃条件下闪光照射3分钟，紫外光功率为120W，膜厚度为30um。
实施例3
步骤1，碳点的合成
取10g邻苯二胺溶解在20mL的DMF溶剂中，柠檬酸30g溶于30mL的DMF溶液中，两者进行混合超声50min。将其转移到150mL反应釜中，180℃条件下反应4h。100000r/m条件下离心80min，去除大颗粒不溶性杂质；进一步在7000Da透析袋下透析3次去除未反应的原料和寡聚物等。所得溶液在-30℃条件冷冻干燥48h收集固体，即得。
步骤2，3，4-环氧基环己烷的预聚物钝化改性碳点
将2g的三甲氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷溶于5mL四氢呋喃和6mL水中，加入0.2g的K2CO3，室温搅拌5min，得到含有3，4-环氧基环己烷的预聚物。进一步将1.0g碳点分散于10mL水中，并与上述硅氧烷溶液混合均匀，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDS,0.2g)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS,0.2g)催化剂，利用3,4-环氧基环己烷的预聚物与碳点表面羧基发生缩合反应，使碳点发生钝化，提高碳点分散性。
步骤3，光诱导阳离子固化涂料的配制：20wt％3，4-环氧基环己烷的预聚物钝化改性碳点、40wt％3，4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、40wt％六氟锑酸三苯基硫鎓盐。将上述涂料组分混合均匀后，1x10-3 Pa抽真空搅拌去除气泡。光固化涂料溶液倒入丝网印刷模具中，以高分子PET为载体，将光固化涂料溶液通过丝网印刷均匀涂在PET表面，进一步将薄膜放置在紫外或近红外光光固化机中固化，100℃条件下闪光照射2分钟，紫外光功率为100W，膜厚度为0.3um。
Claims (1)
1.碳点改性环氧树脂的光诱导阳离子固化涂料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤1，合成碳点；
所述步骤1的具体过程为：
步骤1.1，取5g-15g邻苯二胺溶解在10-30mL的N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，得溶液A；
步骤1.2，将18g-36g柠檬酸溶于20-40mL的N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，得溶液B；
步骤1.3，将步骤1.1所得的溶液A与步骤1.2所得的溶液B进行混合超声30min-90min，然后将混合后的溶液转移到100mL-200mL反应釜中，180℃-240℃条件下反应4h，在7000-12000r/m条件下离心30-90min，去除不溶性杂质；然后在7000Da透析袋透析3次，去除未反应的原料和寡聚物，所得溶液在-20～-40℃条件冷冻干燥36h-72h收集固体，即得；
步骤2，采用4-环氧基环己烷的预聚物钝化改性碳点；
所述步骤2的具体过程为：
步骤2.1，制备含有3，4-环氧基环己烷结构基元的预聚物；
所述步骤2.1的具体过程为：
将1g-3g的三甲氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷溶于3mL-9mL四氢呋喃和2mL-6mL水中，加入0.1g-0.3g的K2CO3，室温搅拌5min，得到含有3，4-环氧基环己烷结构基元的预聚物；
步骤2.2，将0.5g-1.5g碳点分散于5mL-15mL水中，并与步骤2.1制备的混合均匀，然后加入0.1g-0.3g1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和0.1g-0.3gN-羟基琥珀酰亚胺催化剂，利用3,4-环氧基环己烷的预聚物与碳点表面羧基发生缩合反应，使碳点发生钝化，从而实现对碳点的改性；
步骤3，配制碳点改性环氧树脂的光诱导阳离子固化涂料；
所述步骤3的具体过程为：
步骤3.1，按质量百分比分别称取以下组分：20wt％-50wt％含3,4-环氧基环己烷结构基元的预聚物钝化改性碳点、20wt％-50wt％3，4-环氧环己基甲基3，4-环氧环己基甲酸酯、10wt％-40wt％六氟锑酸三苯基硫鎓盐，以上各组分的质量百分比之和为100％；
步骤3.2，将按照步骤3.1中的各涂料组分混合均匀后，1x10-3 Pa抽真空搅拌去除气泡，得到光固化涂料。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101845286A (zh) * | 2009-03-06 | 2010-09-29 | 住友化学株式会社 | 光固化性粘接剂组合物、偏振板及其制造法、光学部件以及液晶显示装置 |
| KR101899536B1 (ko) * | 2017-05-29 | 2018-09-18 | 전남대학교산학협력단 | 에폭시경화제용 카본닷조성물, 그 카본닷조성물을 이용한 에폭시경화소재 및 그 제조방법 |
| US20190077954A1 (en) * | 2017-08-16 | 2019-03-14 | Nanosys, Inc. | Peg-based ligands with enhanced dispersibility and improved performance |
| CN116004226A (zh) * | 2021-10-21 | 2023-04-25 | 北京航空航天大学合肥创新研究院(北京航空航天大学合肥研究生院) | 复合钙钛矿量子点材料、钙钛矿量子点组合物及其制备方法和应用 |
| CN116212754A (zh) * | 2021-12-02 | 2023-06-06 | 燕山大学 | 一种含碳量子点的光引发自修复微胶囊及其制备方法 |
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2023
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101845286A (zh) * | 2009-03-06 | 2010-09-29 | 住友化学株式会社 | 光固化性粘接剂组合物、偏振板及其制造法、光学部件以及液晶显示装置 |
| KR101899536B1 (ko) * | 2017-05-29 | 2018-09-18 | 전남대학교산학협력단 | 에폭시경화제용 카본닷조성물, 그 카본닷조성물을 이용한 에폭시경화소재 및 그 제조방법 |
| US20190077954A1 (en) * | 2017-08-16 | 2019-03-14 | Nanosys, Inc. | Peg-based ligands with enhanced dispersibility and improved performance |
| CN116004226A (zh) * | 2021-10-21 | 2023-04-25 | 北京航空航天大学合肥创新研究院(北京航空航天大学合肥研究生院) | 复合钙钛矿量子点材料、钙钛矿量子点组合物及其制备方法和应用 |
| CN116212754A (zh) * | 2021-12-02 | 2023-06-06 | 燕山大学 | 一种含碳量子点的光引发自修复微胶囊及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| New horizons for carbon dots: quantum nano-photoinitiating catalysts for cationic photopolymerization and three-dimensional (3D) printing under visible light;Wiktoria Tomal等;Polym. Chem;第12卷;3661-3676 * |
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