三芳基硫_六氟锑酸盐引发环氧树脂阳离子光固化的研究.docVIP

三芳基硫 六氟锑酸盐引发环氧树脂 阳离子光固化的研究Ξ 彭长征 佘湘平 佘万能 (湖北省化学研究所 , 武汉 430074) 摘 要 对合成的三种三芳基硫 六氟锑酸盐 ( Ph3 S + Sb F - , , Me Ph Ph S + Sb F - , t - Bu Ph Ph S + 6 2 6 2 Sb F - ) 用红外光谱 、核磁共振谱和元素分析进行了表征 ,并研究了以此作光引发剂的环氧聚甲基硅 6 氧烷 EPS 和双酚 A 环氧 E244 的阳离子光固化 。结果表明光引发剂结构 、浓度及蒽 、酚噻嗪等光敏 剂对光固化速度有不同程度的影响 ,并得到固化速度快 、机械性能较好 、具有明显“后固化”特征的 光固化组成物 。 关键词 三芳基硫 六氟锑酸盐 ,环氧树脂 ,阳离子光固化 ,光敏剂 中图分类号 O63 光引发阳离子聚合与光引发自由基聚合相比 ,具有如下特点 : ①适用的单体种类多 ,除含 不饱和双键的单体和预聚物外 ,还适用于多种具有环张力的单体和预聚物 ,如缩醛 、环醚 、环氧 化物 β, - 内酯 ,硫化物及硅酮等 。 ②不被氧阻聚 ,在空气氛围中即可获得快速而完全的聚合 , 有利于生产和实用化 。 ③具有明显的“活性”聚合引起的“后固化”作用 ,在实际应用中可以缩 短光照时间 ,提高生产效率 ,改善产品质量 。 作为新型阳离子光引发剂 ,三芳基硫 六氟锑酸盐以其反应活性高 、贮存稳定性好受到重 视 。本文在合成二芳基碘 六氟锑酸盐的基础上〔1〕进一步合成出三种三芳基硫 六氟锑酸 盐 ,并用 IR , H - N M R 和元素分析进行了表征 。以此为引发剂研究了环氧聚甲基硅氧烷 EPS 和双酚 A 环氧 E - 44 的阳离子光固化速度的影响因素 ,并与二芳基碘 六氟锑酸盐的引发作 用进行了比较 。结果表明 ,光引发剂结构 、浓度和蒽 、酚噻嗪等光敏剂对光固化速度有不同程 度的影响 。得到固化速度快 、机械性能较好的光固化组成物 ,该组成物具有明显的“活性”聚合 引起的“后固化”特性 ,可望作为光固化涂料 、粘接剂 、密封材料 、电绝缘材料和电子元件封装料 等 ,在高新技术领域里获得应用 。 1 实验部分 三芳基硫 六氟锑酸盐 : 本实验室合成〔2〕。环氧聚甲基硅氧烷 ( EPS) : 粘度 1600CPS/ 25 ℃,环氧值 0 . 50 ,本实验室合成〔1〕。双酚 A 环氧 E - 44 :环氧值 0 . 44 ,岳阳化工总厂产品 ,用 时未经处理 。 1 . 2 光固化 将含有定量光引发剂的环氧树脂用涂布器在洁净无划痕的玻璃板上涂一层厚约 0 . 2 mm 的涂层 ,于 500 W 高压汞灯下 10cm 处曝光 ,一定时间后得无色光亮透明的固化膜 。 1 . 3 分析测试 红外光谱用 P E - 580D 型红外光谱仪 , 以 KBr 压片和 P E 涂膜法测定 。核磁共振谱以 CDCl3 为溶剂 , TM S 为内标在 EML - 360 型核磁共振谱仪上测定 。元素分析用 Per kin - Elen2 er 204B 型元素自动分析仪测定 。紫外吸收光谱采用日本岛津 U V - 240 分光光度仪测定 ,丙 酮作溶剂 。 粘度用 NDJ - 2 G 旋转粘度计测定 。熔点用毛细管测定 。密度用比重瓶法测定 。折光率 用阿贝折射仪测定 。拉伸强度 ,断裂伸长率和弹性模量的测定在电子拉力机上进行 。吸水率 参照 GB1034 进行测定 。热失重在老化试验箱中于 200 ℃存放 40 min 后测定 。玻璃化温度采 用热分析仪测定 ,升温速度 5 ℃/ min 。 Si - H 基用氯化高汞法测定 。环氧值用盐酸 - 丙酮溶液加成法测定 。 固化转化率用凝胶率法测定 :固化膜用抽提液回流后干燥 、称重 ,用下式计算凝胶率 : 凝胶率 = G2 / G1 ×100 % 式中 G1 - 抽提前样品重 ( g) , G2 - 抽提干燥后样品重 ( g) 。 ( 1) 2 结果与讨论 2 . 1 光引发剂的表征 三种硫 六氟锑酸盐的结构通式为 : Ar1 Ar2 S+ Sb F - ( ) 2 6 Ar3 式中 Ar1 ,Ar3 为苯基 ,Ar2 为苯 、甲苯或特丁苯基 。其化学式 、物理特性参数和元素分析结果见 表 1 。经红外光谱 、核磁共振谱的测定 ,表明所合成的化合物结构与其化学式一致 。 Ta ble 1 Properties and element analysis of sulf on ium salts λmax ( MeO H) , nm Element anal . (fo und) Sulfo nium salt T