[發明專利]一種可聚合型的硫雜蒽酮水性光引發劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202210375363.8
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114561005B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 馮一凡;張倩芝;卓文珊;王小妹;馮瑞琪
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;C08F2/48;C08F283/06;C08F220/20;C09J151/08
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 周調云

本發明屬于高分子材料技術領域，特別涉及一種可聚合型的硫雜蒽酮水性光引發劑及其制備方法和應用，該硫雜蒽酮水性光引發劑含有聚氨基胺結構單元、硫雜蒽酮結構單元和磷酸結構單元，所述硫雜蒽酮結構單元和磷酸結構單元隨機地與聚氨基胺結構單元中的N連接。本發明的硫雜蒽酮水性光引發劑以線性聚氨基胺為大分子主鏈，大分子主鏈上同時含有線性聚酰胺、磷酸基團、硫雜蒽酮、胺結構，固化位點更多，固化程度更為高效。而且，該硫雜蒽酮水性光引發劑在丙烯酸基/甲基丙烯酸基的UV光固化體系中可以參與一鍋雙固化過程的兩個階段，不僅可以在第一階段反應中作為親核試劑和堿，還可以在第二階段反應中誘導自由基聚合。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，特別涉及一種可聚合型的硫雜蒽酮水性光引發劑及其制備方法和應用。

背景技術

光引發劑(PI)在光聚合反應中起著重要作用。對于傳統的小分子PI，光解碎片或殘余PI容易遷移到最終產品表面，導致氣味或毒性問題，這限制了它們在食品包裝和生物醫學材料中的應用。聚合物光引發劑由于其大分子性質所帶來的一些優點而受到人們的關注，特別是聚合物光引發劑能夠減少薄膜表面的遷移，從而減少泛黃的趨勢，并降低了異味和毒性問題。這些優點源于這樣一個事實：容易遷移的分子的生產/釋放被最小化。由于水是一種綠色溶劑，沒有揮發性有機化合物(VOCs)的排放，而且沒有氣味或毒性問題，因此對水溶性光引發系統的需求也越來越大。

丙烯酸基/甲基丙烯酸基的UV光固化體系是常見的光固化體系。丙烯酸酯單體的聚合包括兩個階段，在第一階段，丙烯酸基/甲基丙烯酸基單體與親核試劑在堿條件下進行邁克爾加成反應，在第二階段利用光引發劑誘導自由基聚合反應。然而，現有水性光引發劑在引發丙烯酸酯單體聚合過程中普遍只起到光誘導自由基聚合的作用，因此在第一階段需要專門加入胺類物質作為親核試劑和堿，在第二階段加入PI，不僅原料成本高，而且固化效率低。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種可聚合型的硫雜蒽酮水性光引發劑，該硫雜蒽酮水性光引發劑在丙烯酸基/甲基丙烯酸基的UV光固化體系中可以參與一鍋雙固化過程的兩個階段，固化程度更為高效，節省了胺、PI的加入工序；同時，該硫雜蒽酮水性光引發劑在丙烯酸酯聚合體系中具有小的表面遷移性，從而降低聚合物的異味和毒性問題。

同時，本發明還提供該硫雜蒽酮水性光引發劑的制備方法和應用。

具體地，本發明采取如下的技術方案：

本發明的第一方面是提供一種硫雜蒽酮水性光引發劑，所述硫雜蒽酮水性光引發劑含有聚氨基胺結構單元、硫雜蒽酮結構單元和磷酸結構單元，所述聚氨基胺結構單元為硫雜蒽酮結構單元為磷酸結構單元為

其中，R選自C1～C6亞烷基、-R_a-NH-R_b-，R_a、R_b獨立選自C1～C6亞烷基或不存在；R’選自-NH-R_a1-NH-、-O-R_a1-O-，R_a1選自C1～C6亞烷基；R”選自C1～C6烷基；1≤n＜3；

所述硫雜蒽酮結構單元和磷酸結構單元隨機地與聚氨基胺結構單元中的N連接，且硫雜蒽酮結構單元和磷酸結構單元不同時與同一個N連接。

與目前常用的小分子光引發劑相比，本發明的硫雜蒽酮水性光引發劑以線性聚氨基胺為大分子主鏈，大分子主鏈上同時含有線性聚酰胺、磷酸基團、硫雜蒽酮、胺結構，固化位點更多，固化程度更為高效，同時能夠克服氧阻聚，無誘導期。且其中的硫雜蒽酮結構的最大吸收峰出現在380～420nm范圍，具有較寬的紫外吸收波長范圍，使硫雜蒽酮水性光引發劑具有較高的光引發效率。

而且，該硫雜蒽酮水性光引發劑在丙烯酸基/甲基丙烯酸基的UV光固化體系中可以參與一鍋雙固化過程的兩個階段，不僅可以在第一階段反應中作為親核試劑和堿，還可以在第二階段反應中誘導自由基聚合，節省了胺、PI的加入工序。