[发明专利]光引发剂及其制备方法和应用

说明书

本申请涉及光材料领域，公开一种光引发剂及其制备方法和应用。该光引发剂的结构式如式I所示利用该光引发剂能够解决现有光引发剂易产生有毒有害物质，且引发效率低的问题。

技术领域

本申请涉及光材料领域，特别涉及一种光引发剂及其制备方法和应用。

背景技术

在紫外光固化技术中，夺氢型光引发剂具有节能、环保和高效等优势，近年来发展很快。光引发剂在光固化技术中占据着重要地位，它们可以吸收特定波长的能量而产生活性种，引发体系聚合。自由基光引发剂分为裂解型光引发剂和夺氢型光引发剂，其中硫杂蒽酮/胺属于常用的一种夺氢型光引发剂，在工业上广泛应用于引发乙烯基类树脂和单体聚合。但在光固化过程中，此类光引发剂常发生分解从而产生很多小分子光解碎片，这些小分子光解碎片会迁移到材料表面发出有毒难闻的气味，危害环境和人体健康。同时，光引发剂单元和共引发剂单元之间的能量转移为分子间转移，转移速度慢，引发效率较低。

发明内容

本申请公开了一种光引发剂及其制备方法和应用，用于解决现有光引发剂易产生有毒有害物质，且引发效率低的问题。

为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种光引发剂，所述光引发剂的结构式如式I所示：

其中，R₁选自氢、或者选自取代或未取代的C1-C5的亚烷基；

R₂、R₃、R₄和R₅各自独立地选自氢、取代或未取代的C1-C5的烷基；

取代的C1-C5的亚烷基或取代的C1-C5的烷基中，取代基选自卤素或者C1-C5的烷基。

本申请的光引发剂的分子结构中，含有一个光引发剂硫杂蒽酮和一个助引发剂胺，使分子间能量转移转变成分子内能量转移，引发效率更高。同时，分子结构中含有可聚合的丙烯酰氧双键，既保留小分子光引发剂用量少和引发效率高的优点，又兼具大分子光引发剂不易迁移的优势，避免排放有害物质。

进一步地，未取代的C1-C5的亚烷基为亚甲基或亚乙基。

进一步地，R₂、R₃、R₄和R₅各自独立地选自氢、甲基或乙基。

进一步地，所述光引发剂的结构式选自以下结构中的一种：

本申请实施例的光引发剂的结构中，既含硫杂蒽酮苯胺类光引发剂分子，又有氢供体，能量传递效率高，分子中含有的双键可以参与固化反应而不发生迁移。

第二方面，本申请提供一种光引发剂的制备方法，包括以下步骤：

硫代水杨酸与苯胺类化合物反应后，得到式I所示光引发剂。

其中，硫代水杨酸与苯胺类化合物的反应过程如下：

进一步地，所述硫代水杨酸与所述苯胺类化合物的摩尔比为1:～10。

其中，硫代水杨酸与苯胺类化合物的摩尔比典型但非限制性地例如为1:3、1:3.3、1:3.5、1:3.8、1:4、1:4.5、1:4.8、1:5、1:5.5、1:5.8、1:6、1:6.5、1:6.8、1:7、1:7.5、1:7.8、1:8、1:8.5或1:9等。

进一步地，所述硫代水杨酸与所述苯胺类化合物的反应在浓硫酸中进行，所述浓硫酸的质量浓度为96％～98％；所述浓硫酸与所述硫代水杨酸的摩尔比为5～10:1。