CN102924650A - 一种紫外光交联共聚物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种紫外光交联共聚物，属于高分子化合物领域。所述紫外光交联共聚物为主链由重复结构单元构成，侧链含紫外光活性基团的改性丙烯酸酯共聚物，通过0.05~20重量份的紫外光活性单体和80~99.5重量份的单官能度单体常规的共聚合反应得到。该共聚物兼具紫外光固化技术和热塑性丙烯酸共聚物的特点，在固体状态或涂布成膜状态下，经紫外光辐照下发生显著的化学交联反应，快速形成自交联网络，最大交联度达到90%以上。所述紫外光交联共聚物在室温下避光贮存6个月，性能仍保持稳定。

Description

一种紫外光交联共聚物

技术领域

本发明涉及一种共聚物，尤其涉及一种由紫外光活性单体参与聚合反应得到的紫外光交联共聚物，属于高分子化合物领域。

背景技术

第一份紫外光固化涂料的专利诞生在1947年，经过半个多世纪的发展，紫外光固化技术已经成为较为一种成熟的技术，其产品绿色环保，一般紫外光固化的能耗为热固化的五分之一，且紫外光固化涂料含挥发组分较少，污染小，最吸引研究人员和开发商的是紫外光固化涂料能减少原材料消耗，有利于降低经济成本。在过去的几年中，紫外光固化涂料在光纤涂层、CD涂层／DVD粘合剂、食品包装、医疗器械、手机和汽车等行业中都有着十分迅速的发展。紫外光固化涂料拥有巨大的市场潜力，其在整个涂料产品中的比例正在逐年增长。随着紫外光固化应用范围的日益扩大及其对环保要求的逐渐提高，在技术上也需要有重要突破。

紫外光固化反应本质上是紫外光引发的聚合和交联反应，即以紫外光为能源，引发具有化学反应活性的液态配方快速转变为固态的过程。紫外光固化涂料、油墨或粘胶剂的配方包括低聚物、活性稀释剂和紫外光引发剂三种主要组分。低聚物是紫外光固化配方中比例最大的组分之一，它和活性稀释剂一起往往占配方总重量的90%以上，是紫外光固化配方的基体，构成紫外光固化配方的基本骨架。热塑性树脂的相对分子量一般较高，约为几千至几万，而用于紫外光固化的低聚物和活性稀释剂的相对分子量较低，大多为几百至几千，在常温下都是液体的状态，使得紫外光固化配方体系在固化前涂布成膜为液态膜而不是固态膜，难以满足特殊工艺要求。例如，要求在干膜上印刷、镭射模压或真空镀铝，成型后通过紫外光固化，在极短时间内材料的表面硬度、耐溶剂性能和耐刮擦性能等都大幅度提升，在这类特殊工艺中，以低聚物和活性稀释剂为主体的紫外光固化技术受到了很大的制约。

紫外光引发剂是紫外光固化体系的关键组成部分，它关系到配方体系在紫外光照射时低聚物及稀释剂能否迅速由液态转变成固态，直接影响着紫外光固化的速度，紫外光引发剂的引发效率对于配方的成本以及紫外光固化速率起着致关重要的作用。传统的紫外光引发剂即小分子紫外光引发剂，是含有紫外光活性基团的小分子，残留在产物中的小分子紫外光引发剂及光解碎片存在着容易挥发和迁移，致使反应效率降低，影响材料性能等很多缺点，制约了紫外光固化材料在食品包装、药物包装以及生物医药方面的应用，尤其在食物包装上印刷的光固化油墨，严禁使用小分子紫外光引发剂，以免透过食物袋污染食品。与小分子紫外光引发剂相比，大分子紫外光引发剂具有气味较低，挥发度较低，抗迁移性更好，毒性较小，环境兼容性更好，与低聚物和活性稀释剂的相容性更好，以及黄变程度更小等突出的优点，然而，其具有用量较大且价格更高等劣势，大大限制了其应用范围的拓展。

丙烯酸树脂是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类共聚制成的树脂，通过选用不同的树脂结构、不同的配方、生产工艺及溶剂组成，可合成不同类型、不同性能和不同应用场合的丙烯酸树脂。丙烯酸树脂对光的主吸收峰处于太阳光谱范围之外，所以制得的丙烯酸树脂漆具有优异的耐光性及户外老化性能。热塑性丙烯酸树脂的相对分子量较大，具有良好的保光保色性、干燥快、易于施工、制备铝粉漆时铝粉的白度和定位性好等优点，在汽车、电器、机械和建筑等领域应用广泛。但是热塑性丙烯酸树脂为线性结构，在成膜过程中不发生进一步交联，仅借助范德范德华力或氢键互相吸引，无论加热和冷却重复进行多少次，其分子结构基本上不发生变化，均能保持性能。这类树脂在受热时容易软化，在冷却时硬化且没有较大的内聚能，而且不起化学反应，其在强度、表面硬度、耐刮擦性能、爽滑度、耐热性和尺寸精度等较低，热膨胀系数较大，力学性能受温度影响较大等，因而在应用上受到一定的限制，寻求耐高温、易加工、高强度或具有某些特殊功能的热塑性丙烯酸共聚物具有重要的理论意义和实际意义。

在热塑性丙烯酸树脂中引入一定的官能团，使其具有交联功能，能在一定程度发生链内交联或链间交联，从而提高材料的性能，例如热交联（中国发明专利公开号CN101724173A）、双组份室温交联（中国发明专利公开号CN1821318A）和紫外光交联（中国发明专利公开号CN101935387A）。然而，热交联和双组份室温交联需要较高的交联温度或较长的交联时间，双组份的混合给现场施工带来了不便；紫外光交联需要添加小分子紫外光引发剂，使得产品的耐黄变和抗迁移等性能达不到要求。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种紫外光交联共聚物，所述紫外光交联共聚物在侧链中含有紫外光活性基团，反应速率高，在产物中无残留。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种紫外光交联共聚物，所述紫外光交联共聚物为主链由重复结构单元构成，侧链含紫外光活性基团的改性丙烯酸酯共聚物，所述重复结构单元的分子式为：

其中，R₁、R₁’、R₁”和R₁”’为氢原子或烃基，R₂、R₂’、R₂”、R₂”’、R₂””和R₂””’为氢原子、烃基或以杂原子取代的烃基，R₃、R₃’和R₃”为亚烃基或以杂原子取代的亚烃基，R₂、R₂’、R₂”、R₂”’、R₂””、R₂””’、R₃、R₃’和R₃”中不含有碳碳双键，R₄、R₄’和R₄”为紫外光活性基团，例如：二苯甲酮基团或其他具有紫外光活性的基团；m₁、m₂、m₃、n₁、n₂和n₃为零或正整数，且m₁、m₂、m₃之和大于零，n₁、n₂、n₃之和大于零，p、p’、p”、q、q’均为零或1。

优选所述紫外光交联共聚物的数均分子量为5000g/mol~200000g/mol。

优选所述紫外光交联共聚物为固体、溶液或乳液状态。

一种紫外光交联共聚物的制备方法，所述紫外光交联共聚物通过0.05~20重量份的紫外光活性单体和80~99.5重量份的单官能度单体，通过常规的共聚合反应得到。所述共聚合反应为本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合或乳液聚合。

其中，单官能度的含义为含有1个碳碳双键，由于紫外光活性单体也为单官能度单体，因此所述80~99.5重量份的单官能度单体不包括紫外光活性单体。

所述紫外光活性单体为带有紫外光活性基团的（甲基）丙烯酸酯类单体和乙烯基类单体，包括：4-（2-羟基-3-烯丙氧基-丙氧基）二苯甲酮、4-（2-羟基-3-丙烯酰氧基-丙氧基）二苯甲酮、4-（2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基-丙氧基）二苯甲酮、4-丙烯酰氧基二苯甲酮、4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮、4-（2-丙烯酰氧基-亚甲基）二苯甲酮、4-（2-甲基丙烯酰氧基-亚甲基）二苯甲酮、4-（2-丙烯酰氧基-二亚甲基）二苯甲酮、4-（2-甲基丙烯酰氧基-二亚甲基）二苯甲酮、4-（2-丙烯酰氧基-三亚甲基）二苯甲酮、4-（2-甲基丙烯酰氧基-三亚甲基）二苯甲酮或2-羟基-2-甲基-1-（4-甲基乙烯基-苯基）丙酮，该列举不是穷尽性的。

所述单官能度单体为（甲基）丙烯酸酯类单体和乙烯基类单体，其中（甲基）丙烯酸酯类单体包括：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸二十二烷基酯、甲基丙烯酸二十二烷基酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苄基酯、丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、丙烯酸叔丁基氨基乙酯、甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯、丙烯酸甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸乙氧基乙酯、甲基丙烯酸乙氧基乙酯、2-苯氧基亚乙基丙烯酸酯、苯氧基三乙氧基丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、甲基异冰片基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、二甲基丙烯酸、羧乙基丙烯酸酯、衣康酸或马来酸，该列举不是穷尽性的。

所述乙烯基类单体包括：苯乙烯、甲基苯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮、乙酸乙烯酯、烯丙基缩水甘油醚、丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基丙烯酰胺或N-（3-二甲氨基丙基）甲基丙烯酰胺，该列举不是穷尽性的。

一种紫外光交联共聚物的应用，所述应用是将紫外光交联共聚物进行紫外光辐照交联，可以通过紫外光源在紫外光固化装置中进行。对于紫外光交联共聚物，其中固体状态可直接辐照交联，溶液或乳液状态应进行涂布、干燥成膜后再进行交联。

优选所述紫外光源的辐照光强（UVA，320nm~390nm）为1mW/cm²~2000mW/cm²，量为200mJ/cm²~2000mJ/cm²。优选所述紫外光源包括汞灯、卤素灯或无极灯。

优选所述辐照交联也可以通过太阳光照射进行，太阳光的光强不为定数，大约为1mW/cm²。

有益效果

1.本发明将紫外光交联固化技术应用于热塑性丙烯酸共聚物合成中，通过紫外光活性单体以及其他丙烯酸酯类单官能度单体、甲基丙烯酸酯类单官能度单体和乙烯基类单官能度单体的共聚合反应，得到紫外光交联共聚物。该共聚物兼具紫外光固化技术和热塑性丙烯酸共聚物的特点，在固体状态或涂布成膜状态下，经紫外光辐照下发生显著的化学交联反应，快速形成自交联网络，最大交联度达到90%以上。

2.本发明通过对紫外光交联共聚物的分子结构的设计，可调节紫外光活性单体以及其他单官能度单体的种类和用量，得到合适的紫外交联效果；合成方法具有普适性；不形成毒性副产物，属于环境友好型产品；所述紫外光交联共聚物在室温下避光贮存6个月，性能仍保持稳定。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详细的描述。

在实施例中，“份”的含义均为各反应物的重量份。

所述紫外光交联共聚物的数均分子量的测试以四氢呋喃为溶剂，通过凝胶色谱法进行测试。

所述紫外光交联共聚物的交联度的测试方法如下：将制备得到的紫外光交联共聚物经紫外光辐照后，在索氏抽提器中用微沸的丙酮抽提24小时，得到的固体用丙酮清洗后，在100°C下干燥至恒重，得到试样。交联度由下式计算：

交联度（wt%）=（w/w₀）×100，w₀为紫外光交联共聚物的重量，w为抽提并干燥后的试样重量。

实施例1

4-（2-丙烯酰氧基-亚甲基）二苯甲酮0.05份、苯乙烯25份、甲基丙烯酸甲酯5份、丙烯酸丁酯25份、甲基丙烯酸丁酯5份、丙烯酸异辛酯15份、醋酸乙烯酯9.95份、丙烯酸苄基酯3份、甲基丙烯酸-2-羟丙酯10份和丙烯酰胺2份作为不饱和单体组合物。其中4-（2-丙烯酰氧基-亚甲基）二苯甲酮为紫外光活性单体，其它为单官能度单体。

在带有搅拌器、控温装置、冷凝装置、滴加装置和温度计的反应釜中，以不饱和单体组合物和1份偶氮二异庚腈为主要原料，于80°C进行常规本体聚合，产物经丙酮溶解、甲醇沉淀、洗涤、干燥后，制得紫外光交联共聚物固体，其数均分子量为35000g/mol。

将紫外光交联共聚物固体在紫外光固化装置中进行紫外光照交联，或者将其溶解在乙酸丁酯中配成固含量40%的溶液，涂布后在120°C下连续烘干20秒成膜后，再在紫外光固化装置中进行紫外光照交联。紫外光辐照光强为1mW/cm²，能量为2000mJ/cm²，交联度为50%。或在太阳光照射下进行紫外光照交联。常温避光静置六个月后，再将紫外光交联共聚物进行紫外光照交联，交联度测试结果同前。

实施例2

4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮3份、甲基丙烯酸甲酯35份、异冰片基丙烯酸酯20份、醋酸乙烯酯12份、丙烯酸丁酯10份、甲基丙烯酸丁酯5份、丙烯酸异癸酯5份、甲基丙烯酸甲氧基乙酯5份、羧乙基丙烯酸酯2份和马来酸3份作为不饱和单体组合物。其中4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮为紫外光活性单体，其它为单官能度单体。

在带有搅拌器、控温装置、冷凝装置、滴加装置和温度计的反应釜中，以不饱和单体组合物和1份偶氮二异丁腈为主要原料，于80°C进行常规本体聚合，产物经丙酮溶解、甲醇沉淀、洗涤、干燥后，制得紫外光交联共聚物固体，其数均分子量为60000g/mol。

将紫外光交联共聚物固体在紫外光固化装置中进行紫外光照交联，或者将其溶解在乙酸丁酯中配成固含量40%的溶液，涂布后在120°C下连续烘干20秒成膜后，再在紫外光固化装置中进行紫外光照交联。紫外光辐照光强为50mW/cm²，能量为1000mJ/cm²，交联度为85%。常温避光静置六个月后，再将紫外光交联共聚物进行紫外光照交联，交联度测试结果同前。

实施例3

4-（2-羟基-3-烯丙氧基-丙氧基）二苯甲酮20份、甲基丙烯酸甲酯6份、丙烯酸乙酯10份、甲基丙烯酸丁酯40（改为40）份、丙烯酸丁酯11份、丙烯酸异辛酯8份、甲基丙烯酸-2-羟乙酯5份和丙烯酸2份作为不饱和单体组合物。其中4-（2-羟基-3-烯丙氧基-丙氧基）二苯甲酮为紫外光活性单体，其它为单官能度单体。

在带有搅拌器、控温装置、冷凝装置、滴加装置和温度计的反应釜中，以不饱和单体组合物和1份偶氮二异丁腈为主要原料，于80°C进行常规本体聚合，产物经丙酮溶解、甲醇沉淀、洗涤、干燥后，制得紫外光交联共聚物固体，其数均分子量为15000g/mol。

将紫外光交联共聚物固体在紫外光固化装置中进行紫外光照交联，或者将其溶解在丁酮中配成固含量40%的溶液，涂布后在120°C下连续烘干20秒成膜后，再在紫外光固化装置中进行紫外光照交联。紫外光辐照光强为100mW/cm²，能量为1000mJ/cm²，交联度为88%。常温避光静置六个月后，再将紫外光交联共聚物进行紫外光照交联，交联度测试结果同前。

实施例4

4-（2-甲基丙烯酰氧基-二亚甲基）二苯甲酮5份、苯乙烯30份、异冰片基丙烯酸酯10份、甲基丙烯酸甲酯15份、丙烯酸异丁酯15份、甲基丙烯酸丁酯10份、甲基丙烯酸月桂酯5份、甲基丙烯酸二十二烷基酯5份和烯丙基缩水甘油醚5份作为不饱和单体组合物。其中4-（2-甲基丙烯酰氧基-二亚甲基）二苯甲酮为紫外光活性单体，其它为单官能度单体。

在带有搅拌器、控温装置、冷凝装置、滴加装置和温度计的反应釜中，以不饱和单体组合物、过氧化苯甲酰0.6份、聚乙烯醇0.2份和去离子水250份为主要原料，于80°C进行常规悬浮聚合；产物经离心或过滤分离、洗涤、干燥后，制得紫外光交联共聚物固体，其数均分子量为190000g/mol。

将紫外光交联共聚物固体在紫外光固化装置中进行紫外光照交联，或者将其溶解在丁酮中配成固含量40%的溶液，涂布后在120°C下连续烘干20秒成膜后，再在紫外光固化装置中进行紫外光照交联。紫外光辐照光强为100mW/cm²，能量为1000mJ/cm²，交联度为85%。常温避光静置六个月后，再将紫外光交联共聚物进行紫外光照交联，交联度测试结果同前。

实施例5

4-（2-羟基-3-丙烯酰氧基-丙氧基）二苯甲酮10份、苯乙烯50份、甲基丙烯酸甲酯20份、甲基丙烯酸异丁酯2份、丙烯酸异丁酯5份和丙烯酸异辛酯13份作为不饱和单体组合物。其中4-（2-羟基-3-丙烯酰氧基-丙氧基）二苯甲酮为紫外光活性单体，其它为单官能度单体。

在带有搅拌器、控温装置、冷凝装置、滴加装置和温度计的反应釜中，以不饱和单体组合物、偶氮二异丁腈1份、明胶0.3份和去离子水300份为主要原料，于80°C进行常规悬浮聚合，产物经离心或过滤分离、洗涤、干燥后，制得紫外光交联共聚物固体，其数均分子量为43000g/mol。

将紫外光交联共聚物固体在紫外光固化装置中进行紫外光照交联，或者将其溶解在丁酮中配成固含量40%的溶液，涂布后在120°C下连续烘干20秒成膜后，再在紫外光固化装置中进行紫外光照交联。紫外光辐照光强为800mW/cm²，能量为1600mJ/cm²，交联度为69%。常温避光静置六个月后，再将紫外光交联共聚物进行紫外光照交联，交联度测试结果同前。

实施例6

4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮1份、甲基丙烯酸甲酯35份、苯乙烯10份、丙烯酸丁酯5份、甲基丙烯酸异丁酯20份、甲基丙烯酸丁酯5份、丙烯酸异辛酯6份、异冰片基丙烯酸酯15份和甲基丙烯酰胺3份作为不饱和单体组合物。其中4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮为紫外光活性单体，其它为单官能度单体。

在带有搅拌器、控温装置、冷凝装置、滴加装置和温度计的反应釜中，以不饱和单体组合物、偶氮二异丁腈1份、明胶0.3份和去离子水300份为主要原料，于80°C进行常规悬浮聚合，产物经离心或过滤分离、洗涤、干燥后，制得紫外光交联共聚物固体，其数均分子量为101000g/mol。

将紫外光交联共聚物固体在紫外光固化装置中进行紫外光照交联，或者将其溶解在丁酮中配成固含量40%的溶液，涂布后在120°C下连续烘干20秒成膜后，再在紫外光固化装置中进行紫外光照交联。紫外光辐照光强为2000mW/cm²，能量为2000mJ/cm²，交联度为78%。常温避光静置六个月后，再将紫外光交联共聚物进行紫外光照交联，交联度测试结果同前。

实施例7

4-（2-甲基丙烯酰氧基-二亚甲基）二苯甲酮2份、苯乙烯10份、甲基丙烯酸甲酯25份、醋酸乙烯酯12份、丙烯酸异丁酯8份、丙烯酸叔丁酯5份、丙烯酸异辛酯5份、甲基丙烯酸丁酯5份、苯氧基三乙氧基丙烯酸酯10份、甲基丙烯酸-2-羟乙酯8份和烯丙基缩水甘油醚10份作为不饱和单体组合物。其中4-（2-甲基丙烯酰氧基-二亚甲基）二苯甲酮为紫外光活性单体，其它为单官能度单体。

在带有搅拌器、控温装置、冷凝装置、滴加装置和温度计的反应釜中，以不饱和单体组合物、过氧化苯甲酰2份、正十二烷基硫醇2份和异丙醇150份为主要原料，于80°C进行常规溶液聚合，制得紫外光交联共聚物溶液。将紫外光交联共聚物溶液脱除溶剂后，用丙酮溶解，甲醇沉淀，洗涤，干燥，制得紫外光交联共聚物固体，其数均分子量为5100g/mol。

将紫外光交联共聚物固体在紫外光固化装置中进行紫外光照交联，或者将紫外光交联共聚物溶液涂布，经120°C连续烘干20秒，成膜后，在紫外光固化装置中进行紫外光照交联。紫外光辐照光强为20mW/cm²，能量为200mJ/cm²，交联度为25%。常温避光静置六个月后，再将紫外光交联共聚物进行紫外光照交联，交联度测试结果同前。

实施例8

4-丙烯酰氧基二苯甲酮3份、苯乙烯20份、甲基丙烯酸甲酯15份、醋酸乙烯酯22份、丙烯酸丁酯15份、甲基丙烯酸异癸酯5份、甲基丙烯酸丁酯5份、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯10份和N-乙烯基吡咯烷酮5份作为不饱和单体组合物。其中4-丙烯酰氧基二苯甲酮为紫外光活性单体，其它为单官能度单体。

在带有搅拌器、控温装置、冷凝装置、滴加装置和温度计的反应釜中，以不饱和单体组合物、偶氮二异戊腈0.5份和乙酸乙酯120份为主要原料，于80°C进行常规溶液聚合，制得紫外光交联共聚物溶液。将紫外光交联共聚物溶液脱除溶剂后，用丙酮溶解，甲醇沉淀，洗涤，干燥，制得紫外光交联共聚物固体，其数均分子量为35000g/mol。

将紫外光交联共聚物固体在紫外光固化装置中进行紫外光照交联，或者将紫外光交联共聚物溶液涂布，经120°C连续烘干20秒，成膜后，在紫外光固化装置中进行紫外光照交联。紫外光辐照光强为500mW/cm²，能量为1000mJ/cm²，交联度为78%。常温避光静置六个月后，再将紫外光交联共聚物进行紫外光照交联，交联度测试结果同前。

实施例9

4-（2-羟基-3-丙烯酰氧基-丙氧基）二苯甲酮0.5份、甲基苯乙烯15份、丙烯酸甲酯16份、甲基丙烯酸乙酯18份、甲基丙烯酸-2-羟丙酯5份，丙烯酸异辛酯5份、甲基丙烯酸异丁酯10.5份、丙烯酸甲氧基乙酯15份、甲基异冰片基丙烯酸酯5份、衣康酸5份和甲基丙烯酸5份作为不饱和单体组合物。其中4-（2-羟基-3-丙烯酰氧基-丙氧基）二苯甲酮为紫外光活性单体，其它为单官能度单体。

在带有搅拌器、控温装置、冷凝装置、滴加装置和温度计的反应釜中，以不饱和单体组合物、偶氮二异丁腈0.5份和乙醇150份为主要原料，于80°C进行常规溶液聚合，制得紫外光交联共聚物溶液。将紫外光交联共聚物溶液脱除溶剂后，用丙酮溶解，甲醇沉淀，洗涤，干燥，制得紫外光交联共聚物固体，其数均分子量为40000g/mol。

将紫外光交联共聚物固体在紫外光固化装置中进行紫外光照交联，或者将紫外光交联共聚物溶液涂布，经120°C连续烘干20秒，成膜后，在紫外光固化装置中进行紫外光照交联。紫外光辐照光强为1500mW/cm²，能量为1800mJ/cm²，交联度为88%。常温避光静置六个月后，再将紫外光交联共聚物进行紫外光照交联，交联度测试结果同前。

实施例10

4-（2-羟基-3-烯丙氧基-丙氧基）二苯甲酮3份、苯乙烯10份、异冰片基甲基丙烯酸酯20份、丙烯酸乙酯10份、丙烯酸异丁酯16份、甲基丙烯酸丁酯20份、甲基丙烯酸异辛酯15份、甲基丙烯酸-2-羟丙酯2份、丙烯酰胺1份、羧乙基丙烯酸酯2份和甲基丙烯酸1份作为不饱和单体组合物。其中4-（2-羟基-3-烯丙氧基-丙氧基）二苯甲酮为紫外光活性单体，其它为单官能度单体。

在带有搅拌器、控温装置、冷凝装置、滴加装置和温度计的反应釜中，以不饱和单体组合物、过硫酸铵0.7份、十二烷基磺酸钠2份、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐0.5份、辛基酚聚氧乙烯醚1份和去离子水150份为主要原料，于80°C进行常规乳液聚合，制得带蓝光的紫外光交联共聚物乳液。用多价电解质溶液（如硫酸铝、硫酸镁等水溶液）将聚合物从乳液中凝聚，并进行分离、洗涤、干燥，制得紫外光交联共聚物固体。乳液聚合的产物由于不全溶解于四氢呋喃，没有测试分子量。

将紫外光交联共聚物固体在紫外光固化装置中进行紫外光照交联，或者将紫外光交联共聚物乳液涂布，经120°C连续烘干20秒，成膜后，在紫外光固化装置中进行紫外光照交联。紫外光辐照光强为100mW/cm²，能量为600mJ/cm²，交联度为78%。常温避光静置六个月后，再将紫外光交联共聚物进行紫外光照交联，交联度测试结果同前。

实施例11

4-（2-甲基丙烯酰氧基-三亚甲基）二苯甲酮3份、苯乙烯43份、异冰片基丙烯酸酯5份、甲基丙烯酸甲酯5份、丙烯酸异辛酯6份、丙烯酸丁酯6份、甲基丙烯酸丁酯6份、丙烯酸月桂酯8份、2-苯氧基亚乙基丙烯酸酯10份、丙烯酸-2-羟乙酯5份、马来酸1份和丙烯酸2份作为不饱和单体组合物。其中4-（2-甲基丙烯酰氧基-三亚甲基）二苯甲酮为紫外光活性单体，其它为单官能度单体。

在带有搅拌器、控温装置、冷凝装置、滴加装置和温度计的反应釜中，以不饱和单体组合物、过硫酸钾0.7份、十二烷基硫酸钠2份、辛基酚聚氧乙烯醚1.5份和去离子水150份为主要原料，于80°C进行常规乳液聚合，制得带蓝光的紫外光交联共聚物乳液。用多价电解质溶液（如硫酸铝、硫酸镁等水溶液）将聚合物从乳液中凝聚，并进行分离、洗涤、干燥，制得紫外光交联共聚物固体。

将紫外光交联共聚物固体在紫外光固化装置中进行紫外光照交联，或者将紫外光交联共聚物乳液涂布，经120°C连续烘干20秒，成膜后，在紫外光固化装置中进行紫外光照交联。紫外光辐照光强为100mW/cm²，能量为1000mJ/cm²，交联度为80%。常温避光静置六个月后，再将紫外光交联共聚物进行紫外光照交联，交联度测试结果同前。

实施例12

4-丙烯酰氧基二苯甲酮15份、醋酸乙烯酯10份、甲基丙烯酸甲酯39.5份、丙烯酸异丁酯5份、甲基丙烯酸异丁酯22份、异冰片基丙烯酸酯8份、甲基丙烯酸异癸酯3份、马来酸0.5份和丙烯酸2份作为不饱和单体组合物。其中4-丙烯酰氧基二苯甲酮为紫外光活性单体，其它为单官能度单体。

在带有搅拌器、控温装置、冷凝装置、滴加装置和温度计的反应釜中，以不饱和单体组合物、过硫酸钾0.8份、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐2份、辛基酚聚氧乙烯醚1.5份和去离子水150份为主要原料，于80°C进行常规乳液聚合，制得带蓝光的紫外光交联共聚物乳液。用多价电解质溶液（如硫酸铝、硫酸镁等水溶液）将聚合物从乳液中凝聚，并进行分离、洗涤、干燥，制得紫外光交联共聚物固体。

将紫外光交联共聚物固体在紫外光固化装置中进行紫外光照交联，或者将紫外光交联共聚物乳液涂布，经120°C连续烘干20秒，成膜后，在紫外光固化装置中进行紫外光照交联。紫外光辐照光强为150mW/cm²，能量为500mJ/cm²，交联度为80%。常温避光静置六个月后，再将紫外光交联共聚物进行紫外光照交联，交联度测试结果同前。

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，其它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、组合或简化，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)

1.一种紫外光交联共聚物，其特征在于：所述紫外光交联共聚物为主链由重复结构单元构成，侧链含紫外光活性基团的改性丙烯酸酯共聚物，所述重复结构单元的分子式为：

其中，R₁、R₁’、R₁”和R₁”’为氢原子或烃基，R₂、R₂’、R₂”、R₂”’、R₂””和R₂””’为氢原子、烃基或以杂原子取代的烃基，R₃、R₃’和R₃”为亚烃基或以杂原子取代的亚烃基，R₂、R₂’、R₂”、R₂”’、R₂””、R₂””’、R₃、R₃’和R₃”中不含有碳碳双键，R₄、R₄’和R₄”为紫外光活性基团；m₁、m₂、m₃、n₁、n₂和n₃为零或正整数，且m₁、m₂、m₃之和大于零，n₁、n₂、n₃之和大于零，p、p’、p”、q、q’均为零或1。

2.根据权利要求1所述的一种紫外光交联共聚物，其特征在于：所述紫外光交联共聚物的数均分子量为5000g/mol~200000g/mol。

3.根据权利要求1或2所述的一种紫外光交联共聚物，其特征在于：所述紫外光交联共聚物为固体、溶液或乳液状态。

4.如权利要求1所述的一种紫外光交联共聚物的制备方法，其特征在于：所述紫外光交联共聚物通过0.05~20重量份的紫外光活性单体和80~99.5重量份的单官能度单体，通过共聚合反应得到。

5.如权利要求4所述的一种紫外光交联共聚物的制备方法，其特征在于：所述共聚合反应为本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合或乳液聚合。

6.如权利要求4所述的一种紫外光交联共聚物的制备方法，其特征在于：所述紫外光活性单体为带有紫外光活性基团的（甲基）丙烯酸酯类单体和乙烯基类单体，包括：4-（2-羟基-3-烯丙氧基-丙氧基）二苯甲酮、4-（2-羟基-3-丙烯酰氧基-丙氧基）二苯甲酮、4-（2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基-丙氧基）二苯甲酮、4-丙烯酰氧基二苯甲酮、4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮、4-（2-丙烯酰氧基-亚甲基）二苯甲酮、4-（2-甲基丙烯酰氧基-亚甲基）二苯甲酮、4-（2-丙烯酰氧基-二亚甲基）二苯甲酮、4-（2-甲基丙烯酰氧基-二亚甲基）二苯甲酮、4-（2-丙烯酰氧基-三亚甲基）二苯甲酮、4-（2-甲基丙烯酰氧基-三亚甲基）二苯甲酮或2-羟基-2-甲基-1-（4-甲基乙烯基-苯基）丙酮。

7.如权利要求4所述的一种紫外光交联共聚物的制备方法，其特征在于：所述单官能度单体为（甲基）丙烯酸酯类单体和乙烯基类单体，其中（甲基）丙烯酸酯类单体包括：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸二十二烷基酯、甲基丙烯酸二十二烷基酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苄基酯、丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、丙烯酸叔丁基氨基乙酯、甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯、丙烯酸甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸乙氧基乙酯、甲基丙烯酸乙氧基乙酯、2-苯氧基亚乙基丙烯酸酯、苯氧基三乙氧基丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、甲基异冰片基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、二甲基丙烯酸、羧乙基丙烯酸酯、衣康酸或马来酸；

所述乙烯基类单体包括：苯乙烯、甲基苯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮、乙酸乙烯酯、烯丙基缩水甘油醚、丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基丙烯酰胺或N-（3-二甲氨基丙基）甲基丙烯酰胺。

8.如权利要求1所述的一种紫外光交联共聚物的应用，其特征在于：所述应用是将紫外光交联共聚物进行紫外光辐照交联，所述辐照交联通过紫外光源或太阳光辐照进行。

9.根据权利要求8所述的一种紫外光交联共聚物的应用，其特征在于：所述紫外光源的辐照光强为1mW/cm²~2000mW/cm²，能量为200m J/cm²~2000mJ/cm²。

10.根据权利要求9所述的一种紫外光交联共聚物的应用，其特征在于：所述紫外光源包括汞灯、卤素灯或无极灯。