[發明專利]一種光引發劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310231696.4
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN103342764A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 楊建文;曾兆華
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C08F2/48
• 分類號: C08F2/48;C08G59/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 張月光

技術領域

本發明涉及光固化領域，更具體地說，本發明涉及一種光引發劑及其制備方法。?

背景技術

光固化是指在紫外光輻照下，配方材料瞬間由液態轉化為交聯固態的過程，光固化配方一般包括光固化樹脂、丙烯酸酯類的活性稀釋劑、光引發劑和其它助劑等。光固化過程的本質就是其中的光引發劑在紫外光輻照下發生迅速分解，產生活性自由基，引發光固化樹脂和活性稀釋劑瞬間聚合交聯。其中的光引發劑一般用量比例2～5%，比例雖小，作用很關鍵。然而，常規的光引發劑都是小分子有機化合物，在配方中游離于各個區域，沒有區域富集效應。也就是說，傳統光引發劑除了感光引發聚合交聯，并無其他附加功能，這樣的光引發劑包括alpha-羥烷基苯基酮（Darocure1173、Irgacure184）、芳甲酰基氧化膦（Darocur?TPO）、芳酮類化合物（二苯甲酮、異丙基硫雜蒽酮）等。?

如同絕大多數的合成類有機小分子化合物一樣，或多或少存在一定毒性，尤其在食品、藥品、衛生用品等包裝印刷領域，這種小分子有機化合物一般被禁止使用或受到嚴格的限制。如上所述，傳統光引發劑在配方體系中呈分子游離狀，隨著光固化的快速進行，涂層、油墨等瞬間由液態轉變為交聯固態。為保證光固化的快速進行，并對抗表面氧阻聚，一般光引發劑比例都是過量的，光固化完成后，大約三?分之二的光引發劑完全沒有變化，而被物理包夾于丙烯酸酯交聯網絡中，成為殘留光引發劑，這些殘留光引發劑以及光解形成的光引發劑碎片分子仍以小分子形式包夾于交聯網絡中，具有相當的可遷移性，特別在接觸溶劑、熱水、油脂等物質時，發生殘留光引發劑/光解碎片分子的遷移滲透或萃取，導致一定的衛生安全隱患。因而，目前除極個別光引發劑可用于食品、藥品、衛生用品、兒童玩具的UV包裝印刷外，絕大部分光引發劑是禁止和上述材料接觸，以免產生安全衛生問題。另外，在雜質污染要求嚴格的LCD和OLED領域，殘留光引發劑的遷移滲透可能導致LCD液晶污損失效或導致OLED發光材料“腐蝕”變質。?

為解決上述問題，國內外研發報道了多種技術方法，主要包括可共聚型的光引發劑和大分子光引發劑。可共聚型光引發劑就是將創痛光引發活性的分子與可聚合的乙烯基或環氧基等連接，在實施光固化交聯同時，剩余光引發劑或裂解碎片參與共聚，連接固定于交聯網絡中，形成不可游離遷移的化學單元，潛在衛生安全問題得到抑制。但光聚合過程通常很難達到100%的聚合轉化率，總存在一定的聚合殘留，存于光引發劑也就很難100%轉化為交聯網絡的一部分，衛生安全隱患依然存在。而且，這類光引發劑由于和可聚合基團連接，儲運過程中容易自聚而失去應用性能。大分子光引發劑是將傳統光活性分子連接于低聚物結構上，形成多官能的大分子化光引發劑，以其分子量較大的特征降低殘留光引發劑的遷移滲透性，分子量通常500～10000不等。分子量過小，抗遷移性不佳，分子量過大，與配方?互溶性和光引發活性明顯降低。常見的低聚物化學主體包括環氧樹脂、聚醚、聚酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯等。?

據已有的報道，大分子化光引發劑的感光基團主要來源于傳統的幾種光引發劑，包括alpha-羥烷基苯基酮系列和芳基酮系列（二苯甲酮基團、硫雜蒽酮基團等）。存在問題主要是，羥烷基苯基酮系列大分子光引發劑吸收波長太短，約為320nm，且消光系數較低，因而很容在有色配方體系中被屏蔽掉，失去吸光競爭力。即這類alpha-羥烷基苯基酮光引發劑，無論小分子還是大分子，都無法解決加色配方體系的光固化問題。較大吸光波長一般有利于光固化應用，尤其是油墨、色漆體系；芳酮系列可聚合光引發劑因屬雙分子奪氫機理，光引發效率通常不高，盡管其最大吸收波長可達340～380nm。?

更重要的是，一般大分子光引發劑屬于聚合物側鏈型結構，光活性基團作為聚合物的側基，由于受到聚合物分子鏈的“圍閉”效應控制，其光引發聚合的活性較一般小分子光引發劑大為降低。?