[发明专利]一种可聚合型芳甲酰基苯基取代膦酸酯光引发剂

说明书

技术领域

本发明涉及光固化材料领域，更具体地，涉及一种可聚合型芳甲酰基苯基取代膦酸酯光引发剂。

背景技术

光固化是指在紫外光辐照下，配方材料瞬间由液态转化为交联固态的过程，光固化配方一般包括光固化树脂、丙烯酸酯类的活性稀释剂、光引发剂和其它助剂等。光固化过程的原理为配方中的光引发剂在紫外光辐照下迅速发生分解，产生活性自由基，进而引发光固化树脂和活性稀释剂瞬间聚合交联。配方中的光引发剂一般用量比例为2～5％，比例虽小，作用很关键。

三甲芳酰基苯基氧化膦系列光引发剂在厚涂层、油墨等光固化体系中有及其重要的应用，其具有较高的光引发效率，且吸光波长较大(～370nm)。但是，三甲芳酰基苯基氧化膦为粉末状，其添加至光固化体系中常常需要使用有机溶剂，增加加工成本，并且对人体有危害，同时，三甲芳酰基苯基氧化膦为小分子有机化合物，在光固化体系中，呈分子游离状，随着光固化的快速进行，涂层、油墨等瞬间由液态转变为交联固态。为保证光固化的快速进行，并对抗表面氧阻聚，一般光引发剂比例都是过量的，光固化完成后，大约三分之二的光引发剂完全没有变化，而被物理包夹于丙烯酸酯交联网络中，成为残余光引发剂。这些残余光引发剂以及光解形成的光引发剂碎片分子以小分子形式包夹于交联网络中，具有可迁移性，特别在接触溶剂、热水、油脂等物质时，发生残余光引发剂/光解碎片分子的迁移渗透或萃取，导致一定的卫生安全隐患。并由于体系中残留有机溶剂，因此，这些残余的碎片分子也有可能随着溶剂挥发到环境中，造成潜在的危害。因而，目前除极个别光引发剂可用于食品、药品、卫生用品、儿童玩具的UV包装印刷外，绝大部分光引发剂是禁止和上述材料接触，以免产生安全卫生问题。

综上，解决芳甲酰基苯基取代膦酸酯光引发剂的上述缺陷，提高其应用前景具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可聚合型芳甲酰基苯基取代膦酸酯光引发剂，所述光引发剂为液态，其在聚合体系中会有更好的混合性能，无需添加额外的溶剂即能与聚合体系实现很好的混合，更绿色环保。同时，所述可聚合型芳甲酰基苯基取代膦酸酯光引发剂的残余部分和已光解的碎片分子可以发生均聚、共聚或交联反应，避免迁移的发生，提高了光固化涂层和光固化油墨的卫生安全特性。

本发明的一个目的在于提供所述可聚合型芳甲酰基苯基取代膦酸酯光引发剂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供所述可聚合型芳甲酰基苯基取代膦酸酯光引发剂在制备光固化材料中应用。

一种可聚合型芳甲酰基苯基取代膦酸酯光引发剂的结构式如下所示：

式中，X为-O-CO-CH₂-，-(OCHRCH₂)_n-，-O-CO-Z-CO-(OCHRCH₂)_n-，其中n＝0～3，R为H或甲基，Z为来源于二元羧酸酐的去羰基的碳原子数为2～7的撑基结构；

Y为烯丙氧基(-OCH₂CH＝CH₂)、丙烯酰氧基(-O-CO-CH＝CH₂)、甲基丙烯酰氧基(-O-CO-C(CH₃)＝CH₂)中的一种。

所述撑基结构包括饱和或不饱和、直链或环状的撑基。

本发明的光引发剂是一种可发生自由基聚合反应的三甲基苯甲酰苯基氧化膦，即一种P-取代三甲基苯甲酰基和P-取代苯基的膦酸酯化合物。该引发剂在光聚合体系中，当受紫外光辐照时，可发生裂解，产生自由基，引发光聚合或光固化。所述光引发剂的残留部分和已光解的碎片分子中包含碳碳双键(即Y基团结构)，具有自由基聚合特性，可以和自身、光固化树脂或丙烯酸酯单体等发生均聚、共聚或交联反应，进入到聚合链或交联网络中，成为不可迁移的单元，抑制体系中残余光引发剂的迁移渗透，提高光固化涂层或油墨的卫生安全性能。

优选地，所述二元羧酸酐为马来酸酐、琥珀酸酐、邻苯二甲酸酐、苯酐、四氢苯酐、六氢苯酐、甲基六氢苯酐中的一种。

更优选地，Z为-CH＝CH-、-CH₂CH₂-、1,2-亚环己基、4-甲基-1,2-亚环己基、1,2-四氢亚苯基、1,2-亚苯基等中的一种。

一种所述可聚合型芳甲酰基苯基取代膦酸酯光引发剂的制备方法，包括以下步骤：

所述光引发剂由2,4,6-三甲基苯甲酰基-苯基膦酸与含缩水甘油类环氧基的乙烯基化合物进行开环酯化反应获得。