[发明专利]一类适用于UV‑LED光固化的光引发剂

说明书

技术领域

本发明属于感光高分子材料领域，具体涉及一类适用于紫外发光二极管(UV-LED)光固化体系的光引发剂及其在光固化领域中的应用。

背景技术

紫外光固化技术是利用紫外光引发具有化学反应活性的液态物质快速转变为固态物质的过程。该技术具有高效、适应性广、经济、节能、环境友好的特点，它被广泛应用于印刷制版、立体光刻、油墨、涂料、胶粘剂、食品包装及医用生物材料领域。

常规UV光源为高压汞灯，然而像汞灯这样的传统光固化设备发射出的光的光谱范围较宽，光源利用率不高；而且汞灯的使用寿命有限且能耗大；另外，长时间使用汞灯容易产生大量的臭氧，危害人体健康和生态安全。有鉴于此，UV-LED被认为是一种前景良好的替代光源，其具有单峰波长分布的特点(如365nm、395nm、405nm)，可减少短波长紫外光引起的损害，节省电力消耗，同时也有助于提高生产效率。然而，传统光引发剂在长波长的LED光源照射下的引发性能并不是很好，很多都无法顺利固化或固化效果不佳，造成该现象的原因是能量无法很好地实现传递，而这也严重限制了UV-LED光固化技术的发展和推广。因此，为了更好地推动LED光聚合技术在光聚合领域中的发展，对在LED光聚合体系中具有高效的引发效率的光引发剂的研究非常有意义。

发明内容

本申请的目的是提供一类适用于UV-LED光固化的光引发剂，其特征在于这类引发剂的分子结构如下：

其中，R选自α-羟基苯乙酮结构，优选2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1(1173)，1-羟基-环己基苯甲酮(184)，2-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基丙酮(2959)；R₁分别独自选自氢，烷氧基，羟基，卤原子，苯基，酰基，咔唑基，蒽基等；

本发明还提供了该引发剂的制备方法，其通用的合成工艺如下图所示：

在该引发剂的制备过程中：

(a)将α-羟基苯乙酮、三乙胺，按1:1.07的摩尔比加入到反应器中，并加入适量的二氯甲烷做溶剂，室温搅拌10min；随后在冰浴条件下将溶有丙烯酰氯(与三乙胺等摩尔)的二氯甲烷溶液逐滴加入到三口烧瓶中，2h滴加完毕后撤去冰浴，在室温下继续搅拌反应6h。反应结束后过滤产物，分别用去离子水，1mol·L^-1的盐酸和1mol·L^-1碳酸氢钠水溶液洗涤滤液两次，有机层经无水Na₂SO₄干燥后，过滤，减压蒸馏除去溶剂得到粗产物，然后用乙醇重结晶，得到中间产物A；

(b)将产物A和适量的丙酮加入到反应器中，室温搅拌10min，在冰浴条件下，将溶有咔唑衍生物的丙酮逐滴加入到三口烧瓶中，反应5h，减压除去溶剂，得到产物；

上述制备步骤中，步骤a中所述的α-羟基苯乙酮优选2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1(1173)，1-羟基-环己基苯甲酮(184)，2-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基丙酮(2959)；

上述制备步骤中，步骤b中所述的咔唑衍生物优选以下化合物，但不仅限于以下化合物：

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的合成步骤简单，制备成本低。

(2)与传统光引发剂相比，本发明的紫外吸收明显延长，在UV-LED光源作用下，具有较高的光固化效率，应用性能优异。

具体实施方式

下列实施例详细说明本发明，但并不限制本发明的范围。

合成实施例1：

化合物1结构式

(a)将1-羟基-环己基苯甲酮(184)(15.33g，0.075mol)、三乙胺(8.10g，0.08mol)以及100mL二氯甲烷溶液加入到装配有机械搅拌和恒压滴液漏斗的250ml三口烧瓶中，室温搅拌10min。随后在冰浴条件下将溶有丙烯酰氯(7.24g，0.08mol)的60mL二氯甲烷溶液逐滴加入到三口烧瓶中，2h滴加完毕后撤去冰浴，在室温下继续搅拌反应6h。反应结束后过滤产物，分别用去离子水，1mol·L^-1的盐酸和1mol·L^-1碳酸氢钠水溶液洗涤滤液两次，有机层经无水Na₂SO₄干燥后，过滤，减压蒸馏除去溶剂得到粗产物，然后用乙醇作为溶剂，对其进行重结晶，最终得到中间产物184Ac。