[發明專利]一種梯度聚合用大分子光引發劑、其合成方法和用途

有效

• 申請號: 200910088536.2
• 申請日: 2009-07-09
• 公開（公告）號: CN101597345A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 孫芳;聶俊
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08F2/48
• 分類號: C08F2/48;C08G77/38;C08G77/388;C08G77/392
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技術領域

本發明涉及梯度聚合用大分子光引發劑及其制備方法，屬于高分子材料合成領域。

背景技術

梯度聚合物是指構成聚合物的要素(組成、結構)沿某一方向由一側向另一側呈連續梯度變化、材料的性質和功能也呈梯度變化的一種新型材料。分子量是聚合物的一個基本要素，它對聚合物的使用性能和加工性能都有很大的影響。聚合物的分子量發生變化時，聚合物的性能如機械性能(強度等)、光學性能(折射率等)、熱學性能(玻璃化轉變溫度等)、電學性能(電導率等)、加工性能(流變性等)等都會隨之而變化。當聚合物的分子量沿某一方向由一側向另一側連續梯度變化時，會使聚合物的性能也出現連續梯度變化，這種分子量沿某一方向由一側向另一側呈連續梯度變化的聚合物即為分子量梯度聚合物。

光引發劑是影響光聚合的重要因素之一，它能吸收紫外光或可見光輻射能，使低聚物及稀釋劑迅速由液態轉變成固態物質的化合物。傳統的小分子自由基光聚合引發劑以及殘留在體系中的光解碎片容易遷移和揮發，使產物老化黃變，出現氣味和毒性，制約了光固化體系在食品和藥物包裝等方面的應用。因此帶有活性基團的大分子光引發劑成為這一領域的重要發展方向，大分子光引發劑主鏈或側鏈上接有光活性基團，吸收輻射能量后產生活性自由基引發光聚合體系交聯固化。而在光聚合中，如果光引發劑在聚合體系中從表面層到深層呈依次遞減的梯度分布時，在光輻照下，從體系的表層到深層的聚合度會發生梯度變化，即固化后材料的分子量呈梯度分布，實現梯度聚合。同時，表面層引發劑濃度最大，會有效減少光聚合中表面氧阻聚。為達到這一目的，需要對光引發劑進行特殊的分子設計。有機硅低表面能和低表面張力的特性賦予其自發上浮的能力恰恰滿足了上述的需求，使制備運用于梯度聚合中的光引發劑成為可能。

發明內容

本發明提供一種梯度聚合用大分子光引發劑及其制備方法，為實現梯度聚合提供新途徑和新方法。通過在光引發劑分子中引入有機硅鏈段實現梯度聚合，同時有效的解決了光固化表面氧阻聚問題。本發明還提供一種包含該梯度聚合用大分子光引發劑的組合物。

具體而言，本發明包括：

1.一種通式為(I)的梯度聚合用大分子光引發劑

其中，M為源自苯偶姻類、安息香醚類、烷基苯乙酮類、烷胺基苯乙酮類、二苯甲酮類、硫雜蒽酮類、香豆酮類或樟腦酮類小分子光引發劑化合物的殘基，該小分子光引發劑化合物帶有選自羥基，氨基，羧基，和環氧基團的基團；

R₁和R₂相同或相異，并獨立地選自C₁-C₁₂的烷基、N，O，S雜原子取代的C₁-C₁₂的烷基、C₁-C₁₂的烷氧基，或其組合；

R₃和R₄相同或相異，并獨立地選自-R′-、-R′-COO-、-R′-CH(CH₂OH)O-，-R′CONH-R″-，C₁-C₁₂的鹵代烷基，其中R′和R″各自獨立地選自C₁-C₁₂的烷基；

n＝3-50。

2.根據項1的大分子光引發劑，其中M為源自烷基苯乙酮類和二苯甲酮類的小分子光引發劑化合物的殘基，該小分子光引發劑化合物帶有選自羥基，氨基和羧基的基團。

3.根據項1的大分子光引發劑，其中R₁和R₂相同，并為C₁-C₁₂的烷基，優選C₁-C₂的烷基。

4.根據項1的大分子光引發劑，其中R₃和R₄相同，并為-R′-COO-或-R′-CH(CH₂OH)O-，其中R′獨立地選自C₁-C₃的烷基。

5.根據項2的大分子光引發劑，其中該小分子光引發劑化合物帶有羥基。

6.一種制備項1的大分子光引發劑的方法，其特征在于使得包含以下物質A和B的混合物進行反應：

物質A為通式為(II)的有機硅聚合物

其中n的定義如項1所述；