[发明专利]辐射可固化组合物

说明书

技术领域

本发明涉及辐射可固化组合物，更具体地讲，涉及适用于食品包装应用的辐射可固化油墨和喷墨油墨。

背景技术

自由基光敏引发剂在暴露于光化辐射时通过生成自由基引发单体聚合。光敏引发剂通常用于UV可固化组合物，如UV可固化喷墨油墨。

可区分两种类型的自由基光敏引发剂。Norrish I型引发剂为在激发后裂解立即得到引发自由基的引发剂。Norrish II型引发剂为通过光化辐射活化，并且通过从第二化合物提取氢(第二化合物变成实际引发自由基)形成自由基的光敏引发剂。将此第二化合物称为共引发剂或聚合增效剂。

光敏引发剂可以为单官能化合物，但也可以为多官能化合物，即，具有多于一个光引发基。WO 03/033492(COATES BROTHERS)公开多官能噻吨酮光敏引发剂。

当辐射可固化组合物用于食品包装、玩具和牙科应用时，可提取残余物的量是关键问题，并且需要减少到最低限度。低分子量产物通常不完全构建成聚合物网络，并且倾向于容易地提取或扩散出经固化组合物。

尤其是Norrish II型引发剂为可提取残余物的关注点。Norrish II型光敏引发剂，如二苯甲酮和噻吨酮，总是需要共引发剂。脂族叔胺、芳族胺和硫醇为共引发剂的优选实例。在氢原子转移到Norrish II型引发剂后，在共引发剂上产生的自由基引发聚合。理论上共引发剂构建成聚合物网络。然而，极不可能氢转移和引发反应产率两者均为100％。副反应可能发生，导致未反应的共引发剂和副产物存在于经固化组合物。在用此辐射可固化组合物印刷于食品包装中，这些低分子量残余物保持易动，并且如果为毒性，在被提取到食品时会导致健康风险。

使光敏引发剂提取最少化的一种方法是使用具有较高分子量的Norrish II型引发剂。然而，聚合物引发剂有某种失去反应性的倾向。因此，为了达到所需的固化速度，通常需要大量聚合物引发剂，由此也使粘度增加到对使用辐射可固化组合物的大量应用不需要的水平，如喷墨印刷。

EP 1674499A(AGFA GRAPHICS)公开辐射可固化组合物和包含具有至少一个引发官能团和至少一个共引发官能团的树枝状聚合物芯的光反应聚合物。虽然使用树枝状聚合物芯有利的用于保持辐射可固化组合物的低粘度，但固化速度仍需要提高，尤其在没有氮惰性化的存在下。

解决提取问题的另一种方法是设计具有一个或多个烯属不饱和可聚合基团的光敏引发剂，以便能够与辐射可固化组合物的其他单体共聚。然而，共聚导致光敏引发剂减小流动性，因此，可观察到固化速度减小。

JP 2004224993(NIPPON KAYAKU)公开用于减少从辐射可固化组合物的经固化薄膜蒸发或升华的自光聚合型光聚合引发剂。

另一个问题是，在现有技术已知的可聚合II型引发剂只在有限程度上溶于辐射可固化制剂，导致较低固化速度。为了达到足够固化速度，使用可聚合和不可聚合II型引发剂的混合物。例如，购自Cytec Surface Specialties的Ebecryl^TM P36为还包含不可聚合二苯甲酮的可聚合丙烯酸酯化二苯甲酮，因此，观察到来自经固化组合物的相当量可提取光敏引发剂和残余物。

因此，仍需要Norrish II型光敏引发剂，此类光敏引发剂在宽范围辐射可固化组合物中显示良好的溶解度，高反应性，且对辐射可固化组合物的粘度具有低的影响，同时仍保持低量的可提取残余物。

发明概述

为了解决上述问题，本发明的优选实施方案提供权利要求1定义的光敏引发剂。

本发明的另一目的是提供辐射可固化组合物和使用它们的喷墨印刷方法，它们包括共引发剂和可聚合Norrish II型光敏引发剂，所述光敏引发剂显示良好的固化速度、溶解度和低粘度，同时保持来自其经固化层的低水平可提取残余物。

通过以下描述，本发明的其他优点和实施方案将变得显而易见。

发明详述

定义

用于本发明优选实施方案的术语“着色剂”指染料和颜料。

用于本发明优选实施方案的术语“染料”是指在其应用的介质中并且在相关环境条件下具有10mg/L或更高溶解度的着色剂。

在DIN 55943(通过引用结合到本文中)中定义的术语“颜料”是指在相关环境条件下实际上不溶于应用介质，因此溶解度小于10mg/L的着色剂。

用于本申请优选实施方案的术语“C.I.”为染料索引的缩写。