[發明專利]一類雙給電子芳胺類光敏劑及其在可見LED光固化的應用

有效

• 申請號: 201610164085.6
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105669591B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 王濤;周騰飛
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C07D279/22
• 分類號: C07D279/22;C07D417/06;C08F2/50;C08F122/14;C08G59/68
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技術領域

本發明屬于光功能有機分子技術領域，具體涉及一類雙給電子芳胺類光敏劑及在可見LED光源光固化的應用。

背景技術

紫外光固化技術已經被廣泛應用于許多工業領域如：印刷、油墨、涂層、粘合劑、光學器件、電子電路等。近年來，在新興的數字存儲、三維精密加工等領域也有涉及。與熱聚合或熱固化相比，它具有固化速率快、設備簡單占地面積小、可室溫操作、少污染、固化產物性能優異等特點，是一種環境友好的綠色技術。但紫外光固化存在許多弱點：①紫外輻射對人體有害、環保安全性差，設備要求高；②紫外光穿透力弱，光固化配方中一些具有共軛結構的組分或色素物質對紫外光有較強吸收，導致光強衰減嚴重、固化不徹底、光固化膜性能差；③易產生臭氧污染環境等。為此，發展了可見光固化技術，近些年來，擯棄了紫外光固化技術缺點的可見光固化正以其廣泛的適應性越來越多地得到大家的研究和關注。

可見光固化技術的關鍵在于尋求能夠高效引發固化的可見光引發劑或引發體系。目前獲取可見光引發劑有以下幾種途徑：①改造現有的紫外光引發劑，增加分子的共軛結構使其光吸收紅移至可見光區；②利用可見光區有吸收的光敏染料作為光敏劑，配合共引發劑和增效劑組成可見光引發體系；③開發和發現新結構的可見光光敏劑；④現有可見光光敏劑的功能化改性，以提高應用性能。國外Jacques Lalev′ee課題組、Yagci課題組、Previtali課題組、Fouassier課題組和國內的聶俊課題組、肖樸課題組，分別基于這四種途徑開發了許多結構新穎的可見光引發體系，許多其他的研究者們也在致力于此項工作的研究。

但是現有的光敏劑劑使用時存在著溶解性不好、感光度提升效果不佳，光固化時間較長，光固化效率較低，匹配的光源波長較短，更加偏向紫外燈光源，因此，合成出具有長波長的吸收，具有更好的光敏性能的光敏劑成為該領域的研發熱點。

發明內容

本發明目的在于提供一類雙給電子芳胺類光敏劑，合成的新型光敏劑能夠顯著提高提升可見LED(455nm-532nm)光源照射下的光固化效率，應用性能優異，從而有助于可見LED光固化技術的推廣。

本發明上述的光敏劑的合成結構通式如下：

其中，R₁為芳胺類化合物或含硫硫的芳香雜環。R₂為C1到C10的直鏈或支鏈烷基；作為優選方案，在本發明結構式

(Ⅰ)所示的光敏劑中：R₁選自:三苯胺、咔唑、卟啉、噻吩、苯并噻吩、苯并咪唑、N-苯基咔唑、吩噻嗪；作為優選方案，在本發明結構式(Ⅰ)所示的光敏劑中：R₂選自：CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、(CH3)2CH2-、CH3(CH2)3-、CH3(CH2)4-、CH3(CH2)5-、CH3(CH2)6-、CH3(CH2)7-。

本發明結構式(Ⅰ)所示光敏劑在可見-LED光固化體系的應用，使用的光固化的激光光源波長的范圍為455-532nm。其光固化體系分為陽離子光固化體系和自由基光固化體系。

陽離子光固化體系的預聚單體為E51，光引發劑為二芳基碘鎓鹽、三芳基硫鎓鹽、茂鐵鹽。該體系的按質量百分數計組成如下：

自由基光固化體系的預聚單體為TPGDA，光引發劑為二芳基碘鎓鹽、三芳基硫鎓鹽，助劑為N-甲基吡咯烷酮。自由基光固化體系其特征在于該體系的按質量百分數計組成如下：

本發明相比具有以下優點和效果：

(1)本發明所述的光引發體系可用于引發自由基固化、陽離子固化的可見光固化。本發明的光引發體系經可見光綠色波段輻照，可有效引發自由基單體/低聚體，陽離子單體/低聚體的有效光固化。

(2)本發明的光引發體系與一般所報道的可見光引發體系相比，感光波段更長，吸光能力更強，分子結構簡單，易于制備，成本低廉，能夠有效引發自由基和陽離子固化體系，具有工業化應用潛力。所采用的光引發劑二芳基碘鎓鹽和三芳基硫鎓鹽，均是常規的光引發體系組分，因此具備工業化應用潛力。

附圖說明

圖1兩種雙給電子芳胺類光敏劑的結構圖

圖2為TPN的¹H NMR.

圖3為CPN的¹H NMR.

圖4自由基光固化體系中TPGDA的雙鍵轉換率圖。

圖5陽離子光固化體系中E51的環氧轉換率圖。

具體實施方式