[发明专利]多功能聚合物光引发剂

说明书

本发明涉及基于3‑酮香豆素的新颖化合物及其组合物，所述新颖化合物可用作光引发剂和光敏剂。更具体地，本发明的新颖化合物包括多羟基聚合物核心，其与3‑酮香豆素衍生物化学键合。

技术领域

本发明涉及基于3-酮香豆素的新颖化合物及其组合物，所述新颖化合物可用作光引发剂和光敏剂。更具体地，本发明的新颖化合物包括多羟基聚合物核心，与3-酮香豆素衍生物化学键合。

背景技术

可辐射固化的涂料中使用的光引发剂需要具有较高的固化速度，特别是要有良好的表面固化、低气味、良好的溶解性和低黄化性。

在该领域使用的光辐射源中，发光二极管(LED)作为一种半导体光源在过去几年中已成为重要的研究课题，因为与常规中压水银弧固化灯相比，LED具有工作温度低和极长的使用寿命的优点。LED灯之所以具有优势，是因为其LED单元具有减小的固有尺寸、使用寿命长、坚固耐用以及易于加工(例如商业印刷系统中易于工程加工)的能力。

当光固化油墨和涂料使用LED灯时，需要使用选定的光引发剂系统，所述光引发剂系统被调整至该光源的光的波长。通常，水银弧光灯的多色发射光谱覆盖200至450nm的UV-可见光谱的全部区域，但通常LED灯仅具有365-420nm范围内的单个发射带。

因此吸收365至420nm范围的光的光引发剂有必要充分利用最新开发的高功率LED。此外，由于LED应用通常需要高浓度的光活性物质，光引发剂应该要与光聚合系统高度相容。噻吨酮，例如异丙基噻吨酮(ITX)及其衍生物，以及酰基氧化膦是通常被应用于本领域中的光引发剂。不幸的是，广泛用作光引发剂和光敏剂的噻吨酮衍生物暴露于光后会发生黄化并产生稳定性差的降解产物。结果，开始时的变黄可能会随着存储时间的推移而发生不可预测的变化。这种不稳定的黄化行为尤其在成像，例如在喷墨印刷图像时难以控制最终图像的色调。

另一方面，酰基氧化膦引发剂产生中等挥发性降解产物醛，因此在固化涂料或印刷图像产生不可接受的背景气味。

过去几年，关于3-酮香豆素可用作可辐射固化涂料的光引发剂的许多文献被发表。

具体地，WO2014/063997描述了新颖的3-香豆素酮，其具有提高的反应性和低的黄化性。但这些化合物即使具有提高的反应性和低的黄化性，它们在涂料制剂中的溶解性也非常差。

WO2014/018826(Sun Chemical Corporation)描述了溶解度的提高，但是在395nm下的反应性仍然是一个问题。此外，当可辐射固化的组合物用于食品包装、玩具或牙科应用时，光引发剂的残留物或降解产物量能够从固化涂料扩散到周围介质中(迁移)，这是一个主要问题。低分子量化合物通常不能完全内置在聚合物网络中，并且容易被提取或从固化组合物扩散出去。因此，一直在努力设计不易从固化组合物扩散出去或者从固化组合物被提取的光引发剂。

解决这些问题的一种方法是使用含有烯属不饱和部分的光引发剂。例如，WO2005014677(Ciba)和KR20090108154(LG Chemical Ltd.)公开了具有(甲基)丙烯酸酯化功能的3-酮香豆素的衍生物。烯属不饱和基团可使光引发剂在固化过程中掺入聚合物结构中，但也会降低所形成的自由基的迁移率，并因此降低其活性。

一种替代方法是使用分子尺寸较大的光引发剂，其被封堵在固化产物中的可能性增大，因此可迁移和/或可提取的降解产物的含量降低。WO2014/018826中公开了这种技术方案。

然而，这类光引发剂非常容易失去其反应性。因此，为了达到所需的固化速度，通常需要大量的这些光引发剂，因此大量使用可辐射固化的组合物(例如喷墨印刷)也将粘度增大到不希望的水平。此外，当非丙烯酸酯功能材料的浓度超过10-12％时，它们开始表现为增塑剂或者将固化膜的交联密度降低到损害其机械性能的程度。

由于上述原因，仍然需要一种新型光引发剂，其与可辐射固化涂料系统的相互作用有所改善。