[发明专利]一种用于UV-LED固化的光引发剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种光引发剂及其制备方法，特别是一种用于UV-LED固化的光引发剂及其制备方法。

背景技术

光固化是指单体、低聚体或聚合体基质在光诱导下的固化过程，光引发剂是一种能吸收辐射能，经激发发生化学变化，产生具有引发聚合能力的活性中间体（自由基或阳离子）的物质。光引发剂是光固化产品的关键组分，它对光固化产品的光固化速率起决定性作用。

目前，光固化技术主要为紫外光固化，光源主要是高压汞灯，其发射光谱中365nm、313nm、302nm、254nm谱线非常有用，许多光引发剂在上述波长均有较大吸收，虽然UV汞灯能提供有效的紫外光源，但在其辐射过程中也有一些明显的缺陷：

1、UV汞灯的使用量大，一台光固化设备使用UV汞灯少则1-2支，多则6-8支。

2、UV汞灯的功率很大，3KW-20KW不等，耗电量巨大。

3、传统UV汞灯发热量很大，对固化基材选择局限性很大。

4、传统UV汞灯启动慢，预热时间长，只适合连续工作，对正常生产造成浪费，灵活性很差。

5、大量的使用汞灯势必会造成汞污染。

LED光源凭借其节能、环保、耐用及其卓越的发光性能在民用照明领域已经得到了广泛的应用，

UV-LED光源在辐射固化行业中的应用也逐渐得到了开发，涉及到工农业生产中的众多领域，如光学加工，激光和光通讯产品制造，LCD和触摸屏封装、医疗产品粘结、PCB曝光、视觉检测等等，较传统的UV汞灯固化，UV-LED固化具有如下优点：

1、UV光纯度高；

2、耗电量低，使用寿命长，与汞灯相比节能70%，降低了维护成本；

3、冷光源照射适合多种基材，尤其是塑料薄膜等温度敏感性材料；

4、适合即开即关，操作简单，适合系统集成；

5、能量集中：98%以上的光输出都在紫外波段；

6、输出功率稳定，连续可调；

正因为UV-LED相对传统的UV汞灯体现出了巨大的优越性，UV-LED固化必定是未来光固化技术的发展趋势，然而，由于UV-LED光源本身发光光谱很窄，能量集中，要结合LED光引发剂才能达到很好的引发效果，在现有的光引发剂中，只有酰基氧化膦、噻吨酮这两类光引发剂在长波（365nm-395nm）区域有一定的吸收，勉强可以和LED光源配套使用。噻吨酮在曝光后容易发黄，由此形成稳定性有限的降解产物，结果保存时发生原始黄移，这在一定程度上限制了其应用范围，酰基氧化膦具有一定的光漂白作用，有效的克服了黄变现象，但是其365nm-395nm区域的吸收仍然有限，不能提供足够的引发活性。因此，急需开发一种在365nm-395nm区域有较强吸收，引发过程中不会产生黄变的红移光引发剂。

咔哆具有双光子吸收的性能．并且有良好的刚性共轭平面，电子离域性好，具有强的分子内电子转移性能和优良的光电性质为其衍生物作为良好的光引发剂提供了有利的条件。设计合成新型的咔唑衍生物引发剂成为近年来光固化领域研究的热点之一。

基于咔唑的光引发剂的研发大多集中在咔唑肟酯类，如美国专利US2004/0170924A1、US2006/0241259A1、US2008/0096115A1、US2010/0136491A1、US2010/0086881A1公布了多种单或多官能团的咔唑基肟酯类光引发剂，咔唑基肟酯类光引发剂虽然引发活性高，但其合成步骤多，产物稳定性欠佳。

中国专利CN102250115A报道了一种咔唑环衍生型芳香酮化合物，通过在咔唑芳环上引入不同的活性基团构造了双或多官能团光引发剂，但这些化合物在长波区域的吸收还是很有限并且有些结构光解后不可避免的会产生气味、黄变等现象。

因此，仍需要开发出在LED曝光时具有高固化速度且合成工艺简单光引发剂。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种用于UV-LED固化的光引发剂及其制备方法。具体而言，提供一类新颖的咔唑基酰基氧化膦复合体或以咔唑氮原子联接的多元的咔唑基酰基氧化膦复合体光引发剂及其制备方法，该光引发剂在365nm-395nm区域具有较强的吸收，是一种适用于大功率UV-LED紫外光固化的光引发剂。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种用于UV-LED固化的光引发剂，其化学结构如式（I）或式（II）所示：