在一项新研究中，科学家合成了异山梨醇二（甲基）丙烯酸酯（ISD（M）A）作为光固化反应性稀释剂。
紫外线固化涂料尤其用于纸和眼镜镜片。
在UV固化涂料中，活性稀释剂主要用于调节配方的粘度并参与UV固化中国涂料在线coatingol.com。然而，获得具有良好稀释能力和良好机械性能的反应性稀释剂仍然是一个巨大的挑战。在一项新研究中，设计并合成了异山梨醇二（甲基）丙烯酸酯（ISD（M）A）作为可光固化的反应性稀释剂。使用实时红外光谱研究反应性稀释剂的光聚合动力学。使用流变仪研究了反应性稀释剂在聚氨酯丙烯酸（PUA）和环氧丙烯酸（EA）中的稀释能力。将反应性稀释剂与PUA和EA混合以制备一系列UV可固化涂料，并评价这些涂料的热机械性能，机械性能和碱性涂料性能。
结果表明，对于PUA和EA，ISD（M）A表现出与市售反应性稀释剂类似的稀释能力。添加30％（重量）会使配方粘度降低三个数量级，但ISDA-CN981涂层的玻璃化转变温度（Tg）和铅笔硬度分别为62.3°C和3H，高于HDDA-CN981 （51.9°C和2 H）。此外，含有ISD（M）A的涂层具有更高的储能模量和良好的冲击性能。在该工作中，同时实现了活性稀释剂的良好稀释能力和涂层的高机械性能。这些生物可再生的，可紫外固化的异山梨醇基反应性稀释剂在绿色光固化涂料中显示出前景。
紫外光固化涂料被认为是节能和绿色涂料，因其固化速度快等特点而引起了广泛的研究和应用兴趣[ [1]，[2]，[3]，[4]，[5] ]。 ，温和的固化条件，低或零挥发性有机化合物（VOC）排放，以及非常好的薄膜性能。可光固化的涂料配方通常由三部分组成：光引发剂，光敏树脂和反应性稀释剂。反应性稀释剂主要溶解和稀释树脂，调节配方的粘度; 它也参与固化树脂，以形成交联膜[ 6，7]。通常，与多官能反应性稀释剂相比，单/双官能反应性稀释剂具有更好的可稀释性，但单官能反应性稀释剂可导致交联密度降低，这降低了涂层的机械性能。市售的双功能反应性稀释剂（如1,6-己二醇二丙烯酸酯（HDDA）或三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA））也会影响涂料的机械强度，储能模量和玻璃化转变温度，因为它们具有柔韧的长脂肪链[ 8， 9]。由于这些原因，在涂料配方中使用商业反应性稀释剂是有限的。因此，目前对于获得具有良好稀释能力并且在固化后导致涂层的良好机械性能的反应性稀释剂仍然是一个巨大的挑战。
据报道，与树脂具有良好溶解性的柔性脂肪醚结构将导致材料的机械性能下降，而刚性环状结构可赋予涂层良好的机械性能[ 10 ]。因此，将刚性环引入脂肪醚结构中有望获得具有强稀释能力并确保固化材料的机械性能的反应性稀释剂。异山梨醇（ISO）是具有单独双环结构的二醇，其赋予其独特的空间弯曲构象[ 11 ]。这些特征使许多基于ISO的聚合物表现出优异的机械和热性能[ [12]，[13]，[14]]。此外，ISO选自葡萄糖，这使得它的最有前途的可再生材料的一个[衍生15，16 ]。目前，ISO已被用于开发热塑性塑料和热固性聚酯[ [17]，[18]，[19] ]，聚氨酯树脂 [ 18 ]和环氧热固性树脂 [ 20 ]。此外，Reineke等人。合成使用的异山梨醇的压敏粘合剂，从而有效地提高了玻璃化转变温度和热稳定性的材料[的21，22]。韦伯斯特等人。使用ISO酐和马来酸酐合成二元酸作为热固性树脂的交联剂，具有优异的热性能和机械性能[ 23 ]。同时，使用ISO合成单体有报道[ 11，16，24 ]，但探索和开发使用ISO的独特结构的高性能生物基光敏活性稀释剂还没有被报道。
在本文中，我们使用异山梨醇（ISO）和（甲基）丙烯酰氯在一步法中合成ISD（M）A。为了比较，使用氢醌二羟乙基醚（HQEE）合成对 - 苯二甲氧基乙基（甲基）丙烯酸酯（PHDE（M）A）。我们在目标分子中引入特殊的环醚结构以获得良好的稀释能力，并且刚性环结构赋予具有高硬度和模量的交联网络。同时，潜在的构象转换保持了交联网络的灵活性[ 23 ]。为了系统地研究反应性稀释剂的结构和性质之间的关系，我们分析了动态热机械和拉伸性能通过将反应性稀释剂与PUA和EA混合制备的光固化涂料。此外，还详细描述了涂层的基本性能，包括光泽度，铅笔硬度，摆锤硬度，抗冲击性和粘附性。
所用的化学品都是氢醌双（2-羟乙基）醚（HQQE，上海阿拉丁生化科技有限公司），1,4：3,6-双dianhydro- d -山梨醇（异山梨醇，ISO，上海Vita的试剂有限公司有限公司），丙烯酰氯（AC，上海阿达玛斯试剂有限公司），甲基丙烯酰氯（MAC，上海阿达玛斯试剂有限公司），2-羟基-2-甲基苯丙酮（1173，常州特隆新电子材料有限公司）有限公司），1,6己二醇二丙烯酸酯，三丙二醇二丙烯酸酯（HDDA，TPGDA，江苏凯林瑞阳化工有限公司），聚氨酯丙烯酸酯CN981和环氧丙烯酸酯CN104（PUA，EA，Sartomer Co.，Ltd。）。所有其他化学品均来自国药化学试剂有限公司（中国上海）。除非另有说明，否则所有化学品均按原样使用。 如图1所示，将ISO（7.31g，0.05mol）和二氯甲烷（DCM，40mL）加入装有搅拌器的三颈烧瓶中，并在冰浴（0-5℃）中搅拌。然后缓慢滴加甲基丙烯酰氯（13.58g，0.15mmol），并向体系中加入三乙胺（12.14g，0.12mol）。在室温下搅拌9小时后，加入饱和NaHCO 3 水溶液以淬灭反应。通过抽滤除去白色固体（三乙胺盐酸盐）。分层，然后用含NaHCO 3的饱和NaCl水溶液洗涤有机相两次。然后将有机相用无水Na 2 SO 4干燥并在减压下浓缩。通过硅胶 柱色谱法，使用乙酸乙酯和石油醚以1：2的比例获得目标产物（ISDMA，75％产率）。使用相同的方法合成其他材料，并且在支持信息中提供结构特征。2 。实验部分
2.1 。物料
2.2 。合成
2.2.1 。甲基丙烯酸异山梨酯（ISDMA）的合成
该研究发表于：有机涂料进展第126卷，2019年1月，第162-167页。
