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一种长波长羟基甲基苯基酮类光引发剂及其制备方法


技术摘要:
本发明涉及有机合成技术领域,尤其涉及一种长波长羟基甲基苯基酮类光引发剂及其制备方法。目前市面上所使用的LED光源的发射波长范围均在365nm以上,而传统的光引发剂1173的最大吸收波长为331nm,与LED光源的发射波长不相匹配,为了使得传统1137光引发剂的最大吸收波长  全部
背景技术:
光固化技术作为一种反应条件温和、反应速度快、对基材损伤小、没有三废排放、 不污染环境的绿色友好型技术,自其问世以来,就取得了快速的发展,在油墨、涂料、光刻 胶、微电子、生物材料和牙齿修复材料等方面均有着广泛的应用。一般而言,光固化体系包 含齐聚物、聚合单体、光引发剂和助剂,其中,光固化体系中光引发剂的添加量虽然较少但 对整个体系的交联固化反应起着至关重要的作用。光引发剂能够在紫外光照射下,吸收光 能后产生活性种、自由基或离子,从而引发光固化体系中的聚合单体聚合。 随着中国签署水俣公约,汞灯将被禁止使用。近年来,LED光源在光聚合领域中普 遍使用,由于封装技术等原因,LED光源无法持续稳定地发射短波长的紫外光,LED光源的发 射波长在365nm以上,而传统的1173光引发剂,基于断键产生自由基的引发机理,在紫外光 区具有高的引发效率,其最大吸收波长为331nm,因此,传统的1173光引发剂不能很好的与 LED光源匹配。因此,提高传统的1173光引发剂的最大吸收波长,使其最大吸收波长能与LED 光源匹配是光聚合领域拟解决的关键技术问题。
技术实现要素:
针对现有技术中存在的问题,本发明要解决的技术问题是:如何提高传统的1173 光引发剂的最大吸收波长,使其最大吸收波长能与LED光源匹配,提高光聚合反应中的双键 转化率。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是: 本发明提供一种长波长羟基甲基苯基酮类光引发剂,其特征在于,具有以下结构 通式: 6 CN 111574351 A 说 明 书 2/11 页 上述通式中:R1表示是苯环上四个任意空位上的取代基,R1是氢原子、烷基、烯基、 烷氧基、炔基、羟基、硝基、卤素、磺酸基,以及被杂原子、卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸 基取代的烷基、烯基、烷氧基、炔基中的一种; R2是烷基、含杂原子的烷基以及被杂原子,卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸基取 代的烷基中的一种; R3和R4是氢原子、烷基、烷氧基以及被杂原子,卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸 基、芳香基、杂环芳香基取代的烷基、烷氧基中的一种; R5是烷基、烷氧基以及被杂原子,卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸基取代的烷 基、烷氧基中的一种; R6是烷基、烷氧基以及被杂原子,卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸基、芳香基、杂 环芳香基取代的烷基、烷氧基中的一种; R7是氢原子、烷基、烷氧基以及被杂原子,卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸基、芳 香基、杂环芳香基取代的烷基、烷氧基中的一种。 具体地,所述长波长羟基甲基苯基酮类光引发剂的化学式如下: 7 CN 111574351 A 说 明 书 3/11 页 具体地,所述的一种长波长羟基甲基苯基酮类光引发剂的制备方法,按照以下步 骤制备: (1)在2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮光引发剂的分子结构上引入醛基和R1基团 得到2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮光引发剂衍生物; (2)步骤(1)得到的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮光引发剂衍生物与含有αH的酮 类化合物进行缩合反应,反应结束后,将得到的固体产物纯化,即得到长波长羟基甲基苯基 酮类光引发剂。 具体地,所述缩合反应中2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮光引发剂衍生物与含有α H的酮类化合物的摩尔比为1-3:1。 具体地,所述缩合反应的溶剂为甲醇、乙醇或丙醇。 具体地,所述缩合反应的催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾、碳酸 8 CN 111574351 A 说 明 书 4/11 页 氢钠、二异丙胺、吡啶、二异丙基氨基锂、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、六甲基二硅基氨基锂中 的一种。 具体地,所述缩合反应的温度为20-80℃,反应时间为20min-6h,反应的pH=8-12。 具体地,所述2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮光引发剂衍生物的化学式如下: 9 CN 111574351 A 说 明 书 5/11 页 具体地,所述含有αH的酮类化合物为哌啶酮、戊酮、1,5-2-羟基-戊酮、N-甲基吡咯 烷酮、苯乙酮、3-甲基-3-丁烯-2-酮、环己酮或丙酮。 本发明的有益效果是: (1)本发明所制备的长波长羟基甲基苯基酮类光引发剂的最大吸收波长可达 356nm以上,与光聚合领域常用的LED光源的发射波长相匹配,性能更加优异、市场化潜力更 强; (2)本发明制备长波长羟基甲基苯基酮类光引发剂的方法简单,制备成本较低,容 易进行工业化生产。 附图说明 图1:实施例1制备的长波长羰基醇类光引发剂的双键转化率。 图2:实施例1制备的长波长羰基醇类光引发剂的紫外吸收图。 图3:实施例2制备的长波长羰基醇类光引发剂的双键转化率。 图4:实施例2制备的长波长羰基醇类光引发剂的紫外吸收图。 图5:实施例3制备的长波长羰基醇类光引发剂的双键转化率。 图6:实施例3制备的长波长羰基醇类光引发剂的紫外吸收图。 图7:实施例4制备的长波长羰基醇类光引发剂的双键转化率。 图8:实施例4制备的长波长羰基醇类光引发剂的紫外吸收图。 图9:实施例5制备的长波长羰基醇类光引发剂的双键转化率。 图10:实施例5制备的长波长羰基醇类光引发剂的紫外吸收图。 图11:实施例6制备的长波长羰基醇类光引发剂的双键转化率。 图12:实施例6制备的长波长羰基醇类光引发剂的紫外吸收图。 图13:实施例7制备的长波长羰基醇类光引发剂的双键转化率。 图14:实施例7制备的长波长羰基醇类光引发剂的紫外吸收图。 图15:实施例8制备的长波长羰基醇类光引发剂的双键转化率。 图16:实施例8制备的长波长羰基醇类光引发剂的紫外吸收图。 图17:实施例9制备的长波长羰基醇类光引发剂的双键转化率。 图18:实施例9制备的长波长羰基醇类光引发剂的紫外吸收图。 图19:实施例10制备的长波长羰基醇类光引发剂的双键转化率。 图20:实施例10制备的长波长羰基醇类光引发剂的紫外吸收图。 图21:传统商业1173光引发剂在LED光源照射下的双键转化率。
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