[发明专利]一种梯度聚合用大分子光引发剂、其合成方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及梯度聚合用大分子光引发剂及其制备方法，属于高分子材料合成领域。

背景技术

梯度聚合物是指构成聚合物的要素(组成、结构)沿某一方向由一侧向另一侧呈连续梯度变化、材料的性质和功能也呈梯度变化的一种新型材料。分子量是聚合物的一个基本要素，它对聚合物的使用性能和加工性能都有很大的影响。聚合物的分子量发生变化时，聚合物的性能如机械性能(强度等)、光学性能(折射率等)、热学性能(玻璃化转变温度等)、电学性能(电导率等)、加工性能(流变性等)等都会随之而变化。当聚合物的分子量沿某一方向由一侧向另一侧连续梯度变化时，会使聚合物的性能也出现连续梯度变化，这种分子量沿某一方向由一侧向另一侧呈连续梯度变化的聚合物即为分子量梯度聚合物。

光引发剂是影响光聚合的重要因素之一，它能吸收紫外光或可见光辐射能，使低聚物及稀释剂迅速由液态转变成固态物质的化合物。传统的小分子自由基光聚合引发剂以及残留在体系中的光解碎片容易迁移和挥发，使产物老化黄变，出现气味和毒性，制约了光固化体系在食品和药物包装等方面的应用。因此带有活性基团的大分子光引发剂成为这一领域的重要发展方向，大分子光引发剂主链或侧链上接有光活性基团，吸收辐射能量后产生活性自由基引发光聚合体系交联固化。而在光聚合中，如果光引发剂在聚合体系中从表面层到深层呈依次递减的梯度分布时，在光辐照下，从体系的表层到深层的聚合度会发生梯度变化，即固化后材料的分子量呈梯度分布，实现梯度聚合。同时，表面层引发剂浓度最大，会有效减少光聚合中表面氧阻聚。为达到这一目的，需要对光引发剂进行特殊的分子设计。有机硅低表面能和低表面张力的特性赋予其自发上浮的能力恰恰满足了上述的需求，使制备运用于梯度聚合中的光引发剂成为可能。

发明内容

本发明提供一种梯度聚合用大分子光引发剂及其制备方法，为实现梯度聚合提供新途径和新方法。通过在光引发剂分子中引入有机硅链段实现梯度聚合，同时有效的解决了光固化表面氧阻聚问题。本发明还提供一种包含该梯度聚合用大分子光引发剂的组合物。

具体而言，本发明包括：

1.一种通式为(I)的梯度聚合用大分子光引发剂

其中，M为源自苯偶姻类、安息香醚类、烷基苯乙酮类、烷胺基苯乙酮类、二苯甲酮类、硫杂蒽酮类、香豆酮类或樟脑酮类小分子光引发剂化合物的残基，该小分子光引发剂化合物带有选自羟基，氨基，羧基，和环氧基团的基团；

R₁和R₂相同或相异，并独立地选自C₁-C₁₂的烷基、N，O，S杂原子取代的C₁-C₁₂的烷基、C₁-C₁₂的烷氧基，或其组合；

R₃和R₄相同或相异，并独立地选自-R′-、-R′-COO-、-R′-CH(CH₂OH)O-，-R′CONH-R″-，C₁-C₁₂的卤代烷基，其中R′和R″各自独立地选自C₁-C₁₂的烷基；

n＝3-50。

2.根据项1的大分子光引发剂，其中M为源自烷基苯乙酮类和二苯甲酮类的小分子光引发剂化合物的残基，该小分子光引发剂化合物带有选自羟基，氨基和羧基的基团。

3.根据项1的大分子光引发剂，其中R₁和R₂相同，并为C₁-C₁₂的烷基，优选C₁-C₂的烷基。

4.根据项1的大分子光引发剂，其中R₃和R₄相同，并为-R′-COO-或-R′-CH(CH₂OH)O-，其中R′独立地选自C₁-C₃的烷基。

5.根据项2的大分子光引发剂，其中该小分子光引发剂化合物带有羟基。

6.一种制备项1的大分子光引发剂的方法，其特征在于使得包含以下物质A和B的混合物进行反应：

物质A为通式为(II)的有机硅聚合物

其中n的定义如项1所述；