[发明专利]树枝状可见光引发剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种树枝状可见光引发剂及其制备方法和应用，本发明将生色团苝单酸酐单钾盐与6‑氨基己酸结合，获得了一种可见光敏引发体系，将其引入到树枝状化合物，得到树枝状可见光引发剂，作为可见光引发剂，用于含不饱和双键水溶性单体的光固化体系的聚合反应。该引发剂极大地提高了可见光引发效率，同时具备绿色环保、相容性好、能耗低等特点。

技术领域

本发明涉及光引发技术，具体涉及一种引发含不饱和双键水溶性单体树枝状可见光引发剂及其制备方法和应用。

背景技术

光固化技术已成为聚合物科学与技术领域的主要组成部分。光引发不仅能耗小，聚合效率高，同时对环境友好，现在已成为光固化技术的关键组成部分。

由于紫外光的能量远远高于可见光，所以目前紫外光引发剂的发展更为成熟。然而紫外光引发存在许多不容忽视的问题，当紫外光作用于人体，会令人头痛、头晕，对眼部造成刺激，易引起皮炎，严重的更可引起皮肤癌。相对比于紫外光，可见光可以直接利用太阳光作可见光源，节能环保；具有较长的波长范围，对某些材料来说，它的穿透性相比紫外光更强，固化能力也更强时，可见光对人体无害，且能量较低不会二次引发。

尽管小分子引发剂种类众多，发展较为成熟，但是小分子可见光引发剂存在气味重、挥发度高、抗迁移能力弱、环境兼容性差、树脂相容性差、功能单一等缺点。而树枝状大分子作为一种前沿高分子材料。结构规整、表面密度高，端基具备众多可供修饰的活性基团。由此可见，如何将可见光引发剂接入大分子，使活性单元光照后产生自由基，引发体系光固化，成为交联度、相容性更好的高聚物，是本领域迫切希望解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种绿色、高效的，可引发含不饱和双键水溶性单体可见光聚合的树枝状可见光引发剂及其制备方法和应用。

为达到以上发明目的，本发明的技术方案如下：本发明所述的树枝状可见光引发剂，其结构式如式I所示：

首先合成端基为胺基的树枝状大分子，然后引入单酸酐的非对称苝酰亚胺作为光引发基团，制备引发含不饱和双键水溶性单体光固化体系中的树枝状可见光引发剂，用于引发水溶性单体的聚合反应。

本发明所述的树枝状可见光引发剂的制备方法，包括如下步骤：

将PAE(NH₂)₈、苝盐Ⅱ和反应溶剂咪唑，在100-140℃下发生酰胺化反应，冷却，加入乙醇和盐酸溶液，搅拌，离心分离，洗涤，旋蒸，得到紫红色粘稠状液体，反应式如下：

在本发明的一个优选实施方式中，PAE(NH₂)₈与苝盐Ⅱ的摩尔比为1:8。

在本发明的一个优选实施方式中，反应时间为6-14小时，优选10小时。

本发明制备的可见光引发剂用于含不饱和双键水溶性单体的光固化体系中聚合反应的用途，所述含不饱和双键水溶性单体为丙烯酰胺或(甲基)丙烯酸-β-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-β-羟丙酯、N-乙烯基吡咯烷酮中的一种或几种。

采用的可见光的波长范围为400-780nm，光照强度为20-80mW/cm²，聚合时间为5-30min。

本发明与现有技术相比，具有下列优点：

1.本发明制备的可见光引发剂，光源便宜、绿色安全、穿透能力强。

2.本发明制备的树枝状光引发剂，引发效率高。

3.本发明制备的光引发剂是一种大分子光引发剂，本身无毒，无需添加助引发剂，绿色环保。

具体实施方式