Page 42 - 网络电信2020年3月刊上

光
光 通 信
信
通
一种阻燃UV固化低聚物的合成研究

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1,2
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余宗萍 成伟 祁彦金 余宗宝 杨鹏飞 1
1.浙江瑞通光电材料有限公司； 2.苏州市明大高分子科技材料有限公司

摘要：采用丙烯酸与环氧氯丙烷及五氧化二磷作为原料合成了氯代磷酸酯丙烯酸酯，利用傅里叶红外光谱
对产物结构进行了表征；具体研究了不同类型催化剂、反应时间、反应温度等参数对合成的影响以及阻燃性
的验证。结果表明：使用1%四丁基溴化铵的催化下丙烯酸和环氧氯丙烷在90～100℃反应5h得到了丙烯酸-2-羟
基-3-氯丙酯，然后在90～95℃下与五氧化二磷反应3h得到丙烯酸酯磷酸，再用环氧氯丙烷在90～100℃下开环
加成酯化反应得到产物。研究显示，该方法是一种绿色化学方法，没有副产物及其他有毒物产生，符合环境友
好生产，有望在紫外光固化和阻燃材料等领域得到应用。
关键词：磷酸酯丙烯酸酯；UV固化；合成

前 言 效的办法，加之本合成没有副产物产生，是一种环境友好绿色
紫外光固化材料是21世纪初发展得较快的一种成膜材料， 的研制路线。
广泛用于涂料、黏合剂、油墨、3D打印等领域。特别是最近几
年在应用中取代传统溶剂型涂料，广泛在家具建材中使用，对 一、实验部分
阻燃性提出极高要求。传统的阻燃材料都是靠冷拼入阻燃物质 1. 主要试剂及仪器
或者添加剂进行阻燃或降低可燃性 [1-3] ，如果想有优化成膜性 五氧化二磷(P2O5)，工业一级品，济南洁奥化工有限公
能，利用成膜交联物质本身的阻燃来达到阻燃效果是很理想的 司；环氧氯丙烷(ECH)，99.0%，山东新基化工有限公司；对羟
做法。 基苯甲醚(MEHQ)，工业级，江苏无锡恒辉化工有限公司；丙烯
紫外光固化本身的阻燃性远超过溶剂型涂料，但我们可以 酸(AA)，99.5%，工业级，上海高桥化工有限公司；十六烷基三
在很多基本交联的低聚物和单体中引入具有阻燃基团的物质， 丁基溴化鏻(HDTBP)，江苏昌泰复合材料有限公司；四丁基氯化
目前应用得比较多的主要是用含N、P等方案 [4-5] 。比如陈丽娟 [3] 铵氯化铵(TEAC)，99.5%，江苏沭阳县丰泰化学有限公司；三苯
[4]
和Jiang 等都是纯粹用含氮磷物质进行阻燃改性，其中陈丽娟 基膦(PPH3)，江苏昌泰复合材料有限公司；三乙胺(TEA)，济南
主要研究结果表明阻燃剂高温下具有较好的稳定性，800℃的失 创世化工有限公司。
重率为36%。然而作为光固化涂层，涂覆厚度有限，其阻燃性能 Nexus-870型红外光谱仪，美国Nicolet公司；带电加热
不仅体现在其自身要具有良好的阻燃性能，更重要的是体现在 控制的磁力搅拌器的三颈烧瓶；长颈漏斗；外光固化机FUSION
[5]
[4]
保护基材(如木材、塑料等)。Jiang 和Chen 等都是在合成含 F300：德国贺利士(Heraeus Noblelight)集团公司；UV能量
N、P的基础上加入阻燃膨胀阻燃助剂，具有较高的热稳定性以 计、UV-INTEGRATOR：美国(涿州蓝天特灯发展有限公司)；
及高的极限氧指数。但这也大大影响了成膜物的透明性，在很 NDJ-79型旋转黏度计，广州标格达精密仪器与子公司；WYA-1S
多装饰性涂层中是不能被接受的，所以这种情况下本课题组进 型折光仪(阿贝折射仪)，上海光学仪器一厂。
行结构扩链，接枝上另外一些卤素阻燃基团，在低聚物里可以 2. 合成路线
参与成膜，又具有阻燃性能。通过实验验证是一种比较可行有 本反应是分三步反应合成的，首先是丙烯酸与环氧氯丙烷

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