[发明专利]包含聚硅氧烷基的大分子光引发剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种包含聚硅氧烷基的大分子光引发剂及其制备方法和应用。所述大分子光引发剂通过含有羧酸取代基的聚硅氧烷与姜黄素进行反应制备得到，所述大分子光引发剂可与水溶性单体共聚，在涂层固化后能极大地降低光引发剂的迁移率；所述光引发剂分子结构中含有的硅酮结构具有光漂白作用，可对涂层实现深层固化。本发明所述制备方法简单，所制备大分子光引发剂中光引发基团含量可控；且大分子光引发剂在水相中溶解速度快，引发活性高，克服了小分子光引发剂引发效率低，易发生迁移等缺陷。在可见光辐照下本发明所述包含聚硅氧烷基的大分子光引发剂可有效引发丙烯酰胺类、丙烯酸类、丙烯酸盐类等水溶性单体的聚合。

技术领域

本发明涉及光引发剂，具体涉及一种包含聚硅氧烷基的大分子光引发剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，光引发聚合在涂料、胶粘剂、油墨、3D打印、微构筑等领域都得到了广泛应用，特别是在电子学领域中的光学胶及光刻胶等材料和工艺都涉及光聚合反应。光固化通常被认为是一种“绿色化学”，主要是利用光作为源动力，通过激发光子到激发态，并发生伴随的光化学反应，例如光裂解或者夺氢反应，从而形成合适的引发活性物质，如自由基、阳离子等，进而引发链式反应，形成需要的薄膜或者型材。因此，选择合适的吸光物质，如光引发剂或光引发体系就变得至关重要。

目前商业化的光引发剂绝大部分是油溶性的，在水中不溶或溶解度很小，这类光引发剂需借助于乳化剂和少量单体分散到水性聚合体系中，而且与水性体系存在很大的相溶性问题，影响光引发效率和制品性能。为了克服上述弊病，水性光引发剂应运而生。普通的光引发剂不具备水溶性，但通过向普通光引发剂结构中引入亲水性基团，便能极大提高光引发剂的水溶性，其中亲水性基团可以是-COOH(羧基)、-SO₃H(磺基)等基团。然而传统小分子光引发剂在光聚合反应时发生光裂解反应，产生的游离小分子有机物存在残留、迁移、易挥发等问题，依然制约着小分子水溶性光引发剂的应用。为此，近年来研究者们开始进行可聚合或大分子型光引发剂的开发，将光引发剂大分子化可以减少或根除小分子光引发剂的不足。相比于小分子光引发剂，大分子光引发剂具备以下优势：光活性高、无异味、不迁移、与聚合物相容性好等，具有良好的应用前景。因此，开发大分子光引发剂是解决小分子光引发剂挥发性和迁移性弊端的有效途径。

现有技术CN114656592A提供一种具有良好的水溶性，良好的光引发性能，不迁移，与聚合物相容性好，且能够有效引发水溶性单体聚合，制备支化聚合物的水溶性大分子光引发剂。该专利通过酸酐类单体与端羟基或胺基的小分子光引发剂反应，制备含不饱和双键的可聚合型光引发剂；所制备的可聚合型光引发剂进一步与其它水溶性单体进行共聚反应，以制备侧基含有光引发基团的水溶性大分子光引发剂。不完美的是，该光引发剂只能在紫外光条件下引发引发丙烯酰胺类、丙烯酸类、丙烯酸盐类等水溶性单体的聚合，其应用场景被部分地限制了。与紫外光源相比，UVA波段和可见光波段的LED光源特有的节能环保等优势对光固化行业有明显的促进作用。因此，将传统光引发剂的吸收光谱与新LED光源的发射光谱相匹配起来，开发出更有效的光引发剂是响应国家环保发展的积极研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包含聚硅氧烷基的大分子光引发剂及其制备方法，以及该光引发剂在光固化组合物特别是可见光固化涂料中的应用。该光引发剂具有迁移稳定性、光漂白作用、水溶性的特点，在引发聚合时，可有效缓解氧阻聚现象。

本发明一方面提供一种包含聚硅氧烷基的大分子光引发剂，其结构通式如式1所示：

其中，n和m各自独立地表示2-20之间的整数；x与y各自独立地表示1-5的整数；R₁和R₂各自独立地选自氢原子、碳原子数1-3的烷基。