[发明专利]含硅大分子光引发剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于感光分子材料领域，具体涉及一种含有硅的大分子光引发剂的制备方法。

背景技术

通过光(紫外光或可见光)照射于对光敏感的化合物上，使其发生一系列的光物理、光化学反应，生成活性碎片，活性碎片又引发液态低聚物(包括单体)聚合，最终将液态涂层瞬间转化为固态的高分子材料的过程称为光聚合(又称光固化)。目前，光聚合技术在实际生活中应用于涂料、油墨、胶粘剂、微电子、齿科修复和生物材料等领域。

光引发剂在光聚合反应中起着举足轻重的作用，它关系到配方体系在光照射时低聚物及稀释剂能否迅速由液态转变成固态。根据反应机理，光引发剂可以分为自由基型光引发剂和阳离子型光引发剂。自由基型光引发剂在光照下接受光能从基态变为激发态(PI^*)，进而分解成自由基。自由基与单体(M)的碳碳双键结合，并在此基础上进行链式增长，使碳碳双键发生聚合。自由基光固化体系是光固化涂料中应用最广泛的体系，优点是固化速度快，原料价格相对低廉。但该体系存在收缩大、氧阻聚等问题，尤其是后者，常常是配方设计中必须克服的问题。阳离子型光引发剂一般是利用阳离子光引发剂在光照下产生的质子酸催化环氧基的开环聚合或富电子碳碳双键(如乙烯基醚)的阳离子聚合。这类阳离子光引发剂主要有硫鎓盐、碘鎓盐。阳离子光固化体系最大的优点是没有氧阻聚的问题，另外固化收缩较小而黏附力较强。缺点是固化速度比自由基体系慢，且原料价格较贵，这是阳离子体系的推广应用远不如自由基体系的主要原因。因此，有必要对自由基型光引发剂进行改进，解决其氧阻聚和收缩大等问题。在实际配方中，大多数是小分子光引发剂，在聚合时会发生光裂解反应产生游离的小分子有机物，这一点制约其在生物、医药和食品包装材料上的应用。所以，研究一种大分子光引发剂来减少光解产物对体系的影响具有良好的发展前景。

F.Sun等人研究了(Nucl.Instrum.Methods Phys.Rss.，Sect B，2009(267)：3590-3593)一种含硅的二苯甲酮衍生物光引发剂的动力学性能研究。王营等人研究了(信息记录材料，2008(9)：8-11)一种含硅大分子光引发剂的合成及其性能研究。中国专利CN101220106A(公开日：2008.7.16)公开了一种含硅大分子光引发剂及其合成方法和用途。中国专利CN101077897A(公开日：2007.11.28)公开了一种超支化硅基大分子光引发剂及其制备方法。中国专利CN101481456A(公开日：2009.7.15)公开了一种用于聚合反应的大分子引发剂的制备方法。

以上这些方法存在以下缺点：1、合成步骤较多，成本较高；2、后处理复杂，实验比较繁琐，难以控制，收率不高，不利于大规模生产。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种合成步骤少、后处理简单的含有硅的大分子光引发剂的制备方法。此引发剂结构通式如下：

式中，R₁为氢原子、甲基、甲氧基、卤素中的一种；R₂为氢原子、甲基、甲氧基、卤素中的一种；R₃为C₁-C₁₂不同链长的烷基、N，O，S等杂原子取代的C₁-C₁₂不同链长的烷基和带有不同取代基的芳基。

1、一种含硅的大分子光引发剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将顺丁烯二酸酐溶解于有机溶剂中，加入到存在氮气保护的四口烧瓶中，再将含硅树脂溶于有机溶剂中滴加到四口烧瓶中，滴加完毕后室温搅拌1～3h；

(2)将Lewis酸加入到四口烧瓶中，升温到20～60℃，将溶于有机溶剂的六甲基二硅胺(HMDS)滴加进混合液中，滴加完毕后，保持20～60℃，回流冷凝搅拌1～3h；

(3)将上述溶液冷却至室温，过滤，然后用旋转蒸发仪除去溶剂，即得含硅的大分子光引发剂。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中将含硅树脂加入到顺丁烯二酸酐中，其中含硅树脂与顺丁烯二酸酐的摩尔比为1∶1～3。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中含硅树脂为含有甲基、甲氧基、卤素的大分子含硅胺。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的有机溶剂为四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷中的一种。