[发明专利]一种生物基UV固化引发剂的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明公开一种生物基UV固化引发剂的制备方法及其产品和应用，该UV固化引发剂的制备方法是将植物油多元醇与带羧基的噻吨酮衍生物ATX在催化剂催化下反应，获得以植物油多元醇为核的生物基UV固化引发剂。将该引发剂引发含酰亚胺链段的聚氨酯丙烯酸酯UV固化，获得的UV固化材料透光率85.0–96.0％(400–800nm)，拉伸强度4–12MPa，断裂伸长率为60–180％，铅笔硬度6B–9H，初始热分解温度273.4–286.4℃。该UV引发剂可用作丙烯酸酯基类UV固化油漆、油墨和电子封装领域。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种生物基UV固化引发剂的制备方法及其产品和应用。

背景技术

紫外光(UV)固化是一种节能环保的新技术，具有固化快，环境友好等优点[L.Xue,Y.Y.Zhang,Y.J.Zuo,et al.,Preparation and characterization ofnovel UV-curingsilicone rubber via thiol-ene reaction[J],Mater.Lett.,2013,106(34):425-427]，已被广泛应用于涂料、油墨和电子封装等重要领域。在UV固化体系中，UV引发剂虽然占比很小(1–10wt％)，但直接影响固化速度以及固化材料的综合性能。商业化的小分子UV引发剂在UV固化材料领域得到很好的应用。然而，很多小分子UV引发剂有气味、有一定毒性。另外，小分子UV引发剂在产品存储和使用过程中易迁移到UV固化材料表面；残留引发剂易光降解，使UV固化材料黄变、透光率变差等性能劣化，这使其在很多领域的应用受到限制[LiangQ,Zhang L,Xiong Y,et al.A facile method to prepare a polyethyleneglycolmodified polysilane as a waterborne photoinitiator[J].J.Photoch.Photobio.A,2015,299:9-17；Yagci Y,Jockusch S,Turro N J.,Photoinitiatedpolymerization:advances,challenges,and opportunities[J].Macromolecules,2010,43(15):6245-6260；Decker,C.Kinetic study and new applications of UV radiation curing[J].Macromol.Rapid Comm.,2002,23:1067-1093；Zhou R,Jin M,Malval J,etal.Bicarbazole-based oxalates as photoinitiating systems forphotopolymerization under UV-Vis LEDs[J].J.Polym.Sci.,2020,58:1079-1091]

噻吨酮类UV引发剂在长波区(365–395nm)有较强的吸收，适用于UV-LED光源引发固化，UV固化能耗低。但是，它们多为粉末状，在UV固化预聚物、稀释剂和各类溶剂中的溶解性较差，因而极大限制了其应用。

作为重要的可再生的生物基原料，植物油因为具有来源丰富，低毒性，可生物降解性等优点，在UV固化新材料研究和应用中引起人们的广泛关注。本发明利用生物基多元醇的这些优点，克服现有UV固化引发剂有毒性、有气味、迁移率高、易使UV固化材料黄变、与UV固化树脂基体相容性差等不足，将植物油多元醇与带羧基的噻吨酮衍生物ATX在催化剂催化下反应，获得以植物油多元醇为核的生物基UV固化引发剂，该UV固化引发剂用量仅为PI改性的聚氨酯-丙烯酸酯UV固化预聚物质量的0.01–5.0wt％时，UV固化体系经UV固化10–120s，所得UV固化材料透光率85.0–96.0％(400–800nm)，拉伸强度4–12MPa，断裂伸长率为60–180％，铅笔硬度6B–7H，初始热分解温度273.4–286.4℃。该UV引发剂可用作丙烯酸酯基类UV固化油漆、油墨和电子封装领域。

发明内容

本发明的第一个目的是针对现有技术的不足，提供一种生物基UV固化引发剂的制备方法。