[發(fā)明專利]水性自由基光引發(fā)劑及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710203555.6
• 申請日: 2007-12-29
• 公開（公告）號: CN101235029A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 潘想春;杜樹榮;范忠
• 申請（專利權）人: 范俊
• 主分類號: C07D335/16
• 分類號: C07D335/16;C08F2/50;C09D7/00
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所
• 代理人: 朱麗巖;白云

(一)技術領域

本發(fā)明涉及一種光引發(fā)劑，特別是一種水溶性光引發(fā)劑。

(二)背景技術

光引發(fā)劑是光固化材料的關鍵組分，對材料的光固化速度起決定性作用。傳統(tǒng)光引發(fā)劑為油溶性，其揮發(fā)性有機溶劑VOC排放量大，具有污染環(huán)境的缺陷。為了解決該問題，水性光引發(fā)劑開發(fā)正高度引起重視，現有的水性光引發(fā)劑在水中的溶解度還有待提高，吸收波長還有待于增長，其制備方法比較復雜，需要在高溫高壓的條件下進行，還不符合光敏涂料的發(fā)展需求。迫切需要開發(fā)出一種環(huán)境友好型、低VOC排放的水性光引發(fā)劑。

(三)發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種水性自由基光引發(fā)劑及其制備方法，要解決現有光引發(fā)劑污染嚴重、與水互溶性差、制備方法復雜的技術問題；還解決降低產品成本和實現工業(yè)化生產的問題。

為實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：一種水性自由基光引發(fā)劑，其特征在于該引發(fā)劑的化合物是：2-羥基-(2′-硫雜蒽酮氧基)-丙基磺酸鈉。

這種水性自由基光引發(fā)劑的制備方法，其特征在于制備的具體步驟為：

步驟1，將濃硫酸加入鄰巰基苯甲酸溶液中反應，充分攪拌，鄰巰基苯甲酸又稱硫代水楊酸，英文名稱：Thiosalicylic?acid。

步驟2，加入苯酚，繼續(xù)攪拌，當反應液呈橙紅色渾濁液時，升溫至75～80℃，待反應完全；

步驟3，反應完全后降溫至T≤45℃，將反應液洗滌，抽濾、烘干得到2-羥基硫雜蒽酮干品；

步驟4，將2-羥基硫雜蒽酮干品與氫氧化鈉加入至四氫呋喃溶液中，四氫呋喃簡稱THF，升溫至回流狀態(tài)，攪拌反應，得到紅色懸浮液；

步驟5，將鹵代磺酸鈉鹽加入上述紅色懸浮液中，同時添加相轉移催化劑季銨鹽，回流攪拌反應至反應完全；

步驟6、將反應液淬滅于溶劑中，烘干、抽濾后得到2-羥基-(2′-硫雜蒽酮氧基)-丙基磺酸鈉成品。

作為本發(fā)明進一步優(yōu)選的技術方案：上述步驟1中充分攪拌的溫度是25～30℃，攪拌時間是5～7分鐘。

上述步驟2中的鄰巰基苯甲酸與苯酚的摩爾比是2∶3～4，將苯酚分成三等份，每等份間隔15～20分鐘于室溫下分三次加入，反應液升溫后進行保溫反應2～3小時，監(jiān)控至鄰巰基苯甲酸≤0.5％，示為反應完全。

上述步驟3中的洗滌是將反應液傾入去離子水中洗滌。

上述步驟4中羥基硫雜蒽酮干品與氫氧化鈉的摩爾比是5∶6，攪拌反應時間是2～3小時。

上述步驟5中的鹵代磺酸鈉鹽為2-羥基-1氯丙基磺酸鈉、2-羥基-1氯丙基磺酸鉀或2-羥基-1氯丙基磺酸鈣。

上述步驟5中相轉移催化劑季銨鹽摩爾數為0.001mol，回流攪拌反應4小時，至鹵代磺酸鹽含量≤1％，示為反應完全。

上述步驟6所選用的淬滅溶劑為甲醇、乙醇、乙醚、甲乙酮中的一種或一種以上的混合溶劑。

上述步驟6中烘干后的2-羥基-(2′-硫雜蒽酮氧基)-丙基磺酸鈉成品用溶劑重結晶得提純成品，所指的溶劑為甲苯、甲醇、乙醇、甲乙酮、異丁醇中的一種或一種以上的混合溶劑。

本發(fā)明所具有的突出特點：

1、本發(fā)明硫雜蒽酮母體上連有親水性基團磺酸鈉鹽，與水有良好的互溶性，從而使合成產物在水中的溶解度明顯得到提高。減少環(huán)境污染；用水作稀釋劑，易調節(jié)粘度；沒有皮膚刺激性和臭味等。自由基共聚水性自由基

2、本發(fā)明由于離子基團磺酸鹽的引入，其分子內較強的n-π＊吸收，吸收波長與同類引發(fā)劑相比明顯增長，最大紫外吸收波長為405nm，符合光敏涂料的發(fā)展需求。

3、本發(fā)明所采用的原材料來源廣泛，均容易采購，從而在合成過程中可實現原料的及時供應。

4、本發(fā)明通過改善反應條件，調整反應溶劑條件，使得本反應在常溫常壓下就可進行，減緩了多設備的高度要求，降低了產品成本。

這種高效水性自由基光引發(fā)劑含有2-羥基丙基磺酸鹽硫雜蒽酮，克服了傳統(tǒng)光引發(fā)劑水溶性不好和污染環(huán)境的缺點。吸收紫外光可引發(fā)化學反應，適用于水性不飽和聚酯、丙烯酸單體等組成的水性光固化材料中。可用于透明式有色的UV-固化絲油墨、塑料油漆、罩印油漆、電子產品、木材涂料和光致蝕劑的高效光引發(fā)劑，可單獨用于無色或有色的涂料中，亦可用于印刷油墨、木制家具裝飾漆及膠粘劑，可實現工業(yè)化生產。

(四)附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1是2-羥基-(2′-硫雜蒽酮氧基)-丙基磺酸鈉的化學結構式。

圖2是本發(fā)明制備方法實施例的流程框圖。

(五)具體實施方式