[發(fā)明專利]一種用于UV-LED固化的光引發(fā)劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210380023.0
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102863559A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設計）人: 葉正培;魯祥勇
• 申請（專利權）人: 長沙新宇高分子科技有限公司
• 主分類號: C08F2/48
• 分類號: C08F2/48;C07F9/572;G03F7/004
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 郭立中

技術領域

本發(fā)明涉及一種光引發(fā)劑及其制備方法，特別是一種用于UV-LED固化的光引發(fā)劑及其制備方法。

背景技術

光固化是指單體、低聚體或聚合體基質在光誘導下的固化過程，光引發(fā)劑是一種能吸收輻射能，經激發(fā)發(fā)生化學變化，產生具有引發(fā)聚合能力的活性中間體（自由基或陽離子）的物質。光引發(fā)劑是光固化產品的關鍵組分，它對光固化產品的光固化速率起決定性作用。

目前，光固化技術主要為紫外光固化，光源主要是高壓汞燈，其發(fā)射光譜中365nm、313nm、302nm、254nm譜線非常有用，許多光引發(fā)劑在上述波長均有較大吸收，雖然UV汞燈能提供有效的紫外光源，但在其輻射過程中也有一些明顯的缺陷：

1、UV汞燈的使用量大，一臺光固化設備使用UV汞燈少則1-2支，多則6-8支。

2、UV汞燈的功率很大，3KW-20KW不等，耗電量巨大。

3、傳統(tǒng)UV汞燈發(fā)熱量很大，對固化基材選擇局限性很大。

4、傳統(tǒng)UV汞燈啟動慢，預熱時間長，只適合連續(xù)工作，對正常生產造成浪費，靈活性很差。

5、大量的使用汞燈勢必會造成汞污染。

LED光源憑借其節(jié)能、環(huán)保、耐用及其卓越的發(fā)光性能在民用照明領域已經得到了廣泛的應用，

UV-LED光源在輻射固化行業(yè)中的應用也逐漸得到了開發(fā)，涉及到工農業(yè)生產中的眾多領域，如光學加工，激光和光通訊產品制造，LCD和觸摸屏封裝、醫(yī)療產品粘結、PCB曝光、視覺檢測等等，較傳統(tǒng)的UV汞燈固化，UV-LED固化具有如下優(yōu)點：

1、UV光純度高；

2、耗電量低，使用壽命長，與汞燈相比節(jié)能70%，降低了維護成本；

3、冷光源照射適合多種基材，尤其是塑料薄膜等溫度敏感性材料；

4、適合即開即關，操作簡單，適合系統(tǒng)集成；

5、能量集中：98%以上的光輸出都在紫外波段；

6、輸出功率穩(wěn)定，連續(xù)可調；

正因為UV-LED相對傳統(tǒng)的UV汞燈體現(xiàn)出了巨大的優(yōu)越性，UV-LED固化必定是未來光固化技術的發(fā)展趨勢，然而，由于UV-LED光源本身發(fā)光光譜很窄，能量集中，要結合LED光引發(fā)劑才能達到很好的引發(fā)效果，在現(xiàn)有的光引發(fā)劑中，只有酰基氧化膦、噻噸酮這兩類光引發(fā)劑在長波（365nm-395nm）區(qū)域有一定的吸收，勉強可以和LED光源配套使用。噻噸酮在曝光后容易發(fā)黃，由此形成穩(wěn)定性有限的降解產物，結果保存時發(fā)生原始黃移，這在一定程度上限制了其應用范圍，酰基氧化膦具有一定的光漂白作用，有效的克服了黃變現(xiàn)象，但是其365nm-395nm區(qū)域的吸收仍然有限，不能提供足夠的引發(fā)活性。因此，急需開發(fā)一種在365nm-395nm區(qū)域有較強吸收，引發(fā)過程中不會產生黃變的紅移光引發(fā)劑。

咔哆具有雙光子吸收的性能．并且有良好的剛性共軛平面，電子離域性好，具有強的分子內電子轉移性能和優(yōu)良的光電性質為其衍生物作為良好的光引發(fā)劑提供了有利的條件。設計合成新型的咔唑衍生物引發(fā)劑成為近年來光固化領域研究的熱點之一。

基于咔唑的光引發(fā)劑的研發(fā)大多集中在咔唑肟酯類，如美國專利US2004/0170924A1、US2006/0241259A1、US2008/0096115A1、US2010/0136491A1、US2010/0086881A1公布了多種單或多官能團的咔唑基肟酯類光引發(fā)劑，咔唑基肟酯類光引發(fā)劑雖然引發(fā)活性高，但其合成步驟多，產物穩(wěn)定性欠佳。

中國專利CN102250115A報道了一種咔唑環(huán)衍生型芳香酮化合物，通過在咔唑芳環(huán)上引入不同的活性基團構造了雙或多官能團光引發(fā)劑，但這些化合物在長波區(qū)域的吸收還是很有限并且有些結構光解后不可避免的會產生氣味、黃變等現(xiàn)象。

因此，仍需要開發(fā)出在LED曝光時具有高固化速度且合成工藝簡單光引發(fā)劑。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種用于UV-LED固化的光引發(fā)劑及其制備方法。具體而言，提供一類新穎的咔唑基酰基氧化膦復合體或以咔唑氮原子聯(lián)接的多元的咔唑基酰基氧化膦復合體光引發(fā)劑及其制備方法，該光引發(fā)劑在365nm-395nm區(qū)域具有較強的吸收，是一種適用于大功率UV-LED紫外光固化的光引發(fā)劑。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供的技術方案為：

一種用于UV-LED固化的光引發(fā)劑，其化學結構如式（I）或式（II）所示：