[发明专利]亲水性高分子聚合物光敏引发剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光引发剂，具体说，是一种亲水性高分子聚合物光敏引发剂及其制备方法。

背景技术

自1946年美国某公司首次发表了不饱合聚酯/苯乙烯紫外光UV固化技术专利，光固化技术在光固化涂料、光刻胶、光固化油墨、电子封装材料、粘合剂、光盘复制、纸张上光等工业领域得到广泛应用，光固化技术保持高速发展。紫外光固化涂料在木器上得到长足发展，主要优点包括：第一，干燥速度快。在施工过UV涂料后，只需经过几秒钟的紫外光照射，便可在瞬间成膜。第二，一次性成膜厚。UV涂料可制成100％固含量，提高了生产效率。第三，较低的有机成分挥发(VOC)，比传统的溶剂型涂料更环保。但是由于单体毒性大，最终成膜后仍会有少量单体残留，对施工人员的身体健康不利，对环境也有一定影响，最环保的产品当然首推水性木器漆。以水为稀释剂，无毒无味，全环保，对环境和人体均无害，在近些年得到迅速发展。目前的水性木器漆产品以单组份为主，干燥速度、物理性能存在局限性。在这一大环境下，水性木器UV涂料应运而生，兼具备了水性漆的环保和UV漆的干燥快速的特点，不含小分子丙烯酸酯单体，无化学迁移，毒性残留小。双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基-氧化膦是当前水性UV常用的高效光引发剂，但是，由于其较低的分子量，易在施工后的干膜中产生迁移、挥发，气味长期残留于漆膜中；亲水性不足，造成长期储存后引发剂的析出，水性体系的稳定性和相容性影响整体涂膜的干燥效果。对于水性光固化体系来说，在长时间的储存过程及成膜后，小分子型光引发剂由于与光固体系相容性差和活动性强而容易发生挥发和迁移，这一方面导致了光聚合引发效率低，另一方面也会导致产品黄变、产生气味和毒性，难以符合环保要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种高效、环保的，更加适合水性木器UV固化的亲水性高分子聚合物光敏引发剂及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种亲水性高分子聚合物光敏引发剂，亲水性高分子聚合物光敏引发剂的重复结构单元如下所示：

式中，m＝50-1000，n＝50-1000，R’选自氢或含有2-4碳原子的烷基或羟烷基。

所述的亲水性高分子聚合物光敏引发剂的制备方法，包括以下步骤：

1)起始原料4-乙烯基苯基二氯化膦的制备

2)单体4-乙烯基苯基-双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)膦氧化物的制备

在干燥的氮气氛下，向甲苯中加入金属锂屑及结晶萘，室温搅拌，反应混合物变为深黑色，继续搅拌，滴加4-乙烯基苯基二氯化膦的甲苯溶液，滴加过程中控制反应温度在20-25℃，50分钟～70分钟滴加完，并继续反应0.5小时～1小时，然后在冰水浴冷却及搅拌下，向反应混合物中滴加2，4，6-三甲基苯甲酰氯的甲苯溶液，1.5小时～2小时滴加完，并在室温下继续反应1小时～1.5小时，然后将反应混合物温热至30-40℃，并在快速搅拌下滴加质量百分比浓度为30％双氧水水溶液，并反应0.5小时～1小时；向反应混合物中加入水，搅拌、过滤并分液，有机相分别用质量百分比浓度为10％NaHCO₃溶液和水各洗2～3次，无水MgSO₄干燥；经过滤及减压下脱除溶剂后，得粗产品；粗产品经石油醚-乙酸乙酯重新析出，去除溶液相后经真空干燥，得淡黄色固体；

3)丙烯酸酯共聚4-乙烯基苯基-双(2，4，6-三甲苯苯甲酰基)氧化膦的制备

将水、丙烯酸或丙烯酸酯、上步所制得的单体4-乙烯基苯基-双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)膦氧化物以及偶氮二异丁腈在室温下混合，所得混合物在快速搅拌下加热至60-70℃，反应5～7小时，冷却至室温，经离心分离，得白色共聚物，用石油醚-乙酸乙酯混合溶剂洗2～3次，经真空干燥，得白色固体。

所述步骤1)为4-乙基苯基二氯化膦经氯化、高温BaCl₂作用下脱HCl方法制得4-乙烯基苯基二氯化膦。

所述步骤1)为由苯乙烯与PCl₃在无水AlCl₃作用下制得4-乙烯基苯基二氯化膦。