[发明专利]一类姜黄素衍生物在可见光固化领域的应用

说明书

本发明涉及一类姜黄素衍生物在可见光固化领域的应用。该类姜黄素衍生物是以姜黄素结构框架为基础，通过改变连接乙酰丙酮两端的芳香族基团而得到。该类姜黄素衍生物在蓝绿光区具有很强吸收，是一种对碘鎓盐具有有效的电子转移光敏作用的光敏剂。该类姜黄素衍生物与鎓盐类光引发剂组成的光引发体系可以在长波长LED光源下有效的引发阳离子和自由基光聚合。除此之外，该类姜黄素衍生物还具有很好的光漂白性质，可以应用于深层自由基光固化领域。

技术领域

本发明属于有机光功能分子合成与可见光光聚合领域，涉及一类姜黄素衍生物在可见光固化领域的应用。

背景技术

光固化有着诸多的优势：无有机溶剂挥发，耗能低，常温下就可以快速、完全固化且固化性能高等。所以光固化技术得到飞速发展，其在涂料，光刻胶，3D打印材料，电子封装材料，粘合剂等领域已有广泛的应用。目前传统的紫外光固化技术趋于成熟，具有紫外光区吸收的光引发剂已十分普遍。

但紫外光辐射对人体有害，环保安全性差。除此之外，紫外光相对短的波长也限制了其在微电子、纳米技术、成像和精细材料等领域的应用。为了扩展光聚合技术的应用范围，开发可以应用与长波波长光源的光聚合体系逐渐成为目前研究的热点。要想实现在长波长光源下光聚合主要有两条途径；一是开发具有长波长吸收的光引发剂。二是开发在长波长有吸收的光敏剂对已有的光引发剂进行增感来实现其在长波长光源下光聚合。其中开发出具有长波长吸收的光引发剂比较困难，而合成具有增感性能的长波长吸收的光敏剂相对容易。很多具有不同结构的化合物都是十分有效的电子转移光增感剂。

姜黄素是一种存在于印度香料植物姜黄中的天然染料，其广泛应用于医药（抗肿瘤、抗HIV、抗炎、抗氧化等）、光生物、光敏领域。姜黄素固体是黄色晶体，在许多有机溶剂中其紫外可见吸收范围为408-430nm。并且姜黄素很好的溶解性和无毒性为其在可见光光聚合领域的应用打下了基础。在2005年，Crivello等人发现姜黄素是一种对碘鎓盐十分有效的电子转移光增感剂，其可以增感碘鎓盐在可见光区引发阳离子光聚合。姜黄素的人工合成方法十分简单，可以通过两分子香草醛与一分子乙酰丙酮在硼酐存在条件下直接缩合而得到。许多具有不同应用的姜黄素衍生物可以通过改变姜黄素的结构框架而得到。

姜黄素虽然能增感碘鎓盐类光引发剂在可见光区光聚合，单其相对简单的结构使得其吸收光谱范围主要集中在蓝紫光区，并不能增感碘鎓盐在更长波长的光源下光聚合。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明中通过改变连接乙酰丙酮两端的芳香基团得到一系列含硫、含氮芳香基团的姜黄素衍生物。这类姜黄素衍生物的光吸收能力相对于姜黄素具有明显的增强。将其与鎓盐类光引发剂组合形成的光引发体系可以在更长波长下高效引发阳离子和自由基光聚合，除此之外，该引发体系还具有很好的光漂白性质，可以将其应用于深层自由基光聚合领域。

该类姜黄素类似物的结构为：

其中R为三苯胺、N-己基咔唑、N-苯基咔唑、N-乙基吩噻嗪、N-己基吩噻嗪、N-苯基吩噻嗪、N，N-二甲基苯胺、N，N-二乙基苯胺、噻吩、苯并噻吩、卟啉、苯并咪唑取代基。作为优选方案，本发明中结构式为（Ⅰ）的姜黄素衍生物R选自N-己基咔唑、三苯胺、N，N-二甲基苯胺、N-乙基吩噻嗪取代基。

本发明中结构式为（Ⅰ）的姜黄素衍生物在长波长LED光源下光固化体系中的应用，所使用的LED光源范围为405-590nm。其光固化体系分为阳离子光固化体系和自由基光固化体系。

阳离子光固化体系主要是由阳离子型光固化树脂，二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐等光引发剂和该类姜黄素衍生物组成。该体系按质量百分比计组成如下：

姜黄素衍生物：0.05 wt%-1 wt%

光引发剂：1 wt%-5 wt%