[发明专利]一类单组份长波长光引发剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一类单组份长波长光引发剂，涉及光固化材料领域，通过克莱森‑施密特反应合成光引发剂，参与反应的无α‑H的醛中包含咔唑衍生物，咔唑基使得光引发剂的分子结构的共轭作用增强，使合成产物的最大吸收波长延长。该引发剂在大多数光聚合单体中具有良好溶解性，紫外吸收峰能够匹配相应的LED灯源，在LED灯源照射下，能够引发多种单体聚合并且具有良好的固化效果。本发明还公开了一类单组份长波长光引发剂的制备方法，该制备方法条件简单、条件温和。

技术领域

本发明涉及光固化材料领域，具体涉及单组份长波长光引发剂及其制备方法。

背景技术

光引发剂是光固化材料的关键组分，它对光固化材料的光固化速度起决定性作用。光引发剂是一种能吸收辐射能，经激发发生光化学变化，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。

光引发剂因吸引辐射能的不同，可分为紫外光引发剂(吸收紫外光区250～420nm)和可见光引发剂(吸收可见光区400～700nm)。光引发剂因产生的活性中间体的不同，可分为自由基型光引发剂和阳离子型光引发剂两大类。自由基型光引发剂因产生自由基的作用机理的不同，又可分为裂解型光引发剂和夺氢型光引发剂两类。

裂解型光引发剂可快速引发单体聚合反应，但其自身结构在引发聚合反应过程中裂解成小分子，小分子结构中因常含苯甲醛结构而产生毒性，因此其应用受到限制。与裂解型光引发剂相较，夺氢型光引发剂因不会裂解形成毒性小分子而更具优势，但需配合助引发剂构成的引发体系，方可引发聚合反应。

汞灯在使用过程中会带来汞污染问题，因此逐渐被LED光源取代，但短波长的LED光源制备技术尚不成熟，适用于汞灯光源的引发剂引发的波长较短，因此设计和合成一类适应于LED光源的长波长光引发剂已是光聚合技术发展的迫切需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一类单组份长波长光引发剂及其制备方法，本发明的单组份长波长光引发剂反应条件简单温和，产物易于提纯。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一类单组份长波长光引发剂，根据克莱森-施密特反应生成，

(1)参与反应的无α-H的醛的结构通式为：

(2)参与反应的α-H的酮的结构通式为：

(3)单组份长波长光引发剂的结构通式为，

其中，(1)、(2)、(3)中Y＝O或S或C或N或Se；其中，R1为烷基链；R3-R17为无，或H，或卤素取代基：-F,或-Cl,或-Br,或-I，或带O的取代基：-CHO,或-COOH,或-CO,或-OH，或带N的取代基：-NH3，或-NO2，或-CN，或带S的取代基：-HS,或-SO₃H或,-CH₂S；或带有以上取代基的烷烃，或烯烃，或炔烃，或芳香烃的整链或支链。

优选地，所述无α-H的醛和α-H的酮通过如下反应方程式通式得到单组份长波长光引发剂，

优选地，制备一类单组份长波长光引发剂的方法，将无α-H的醛和含有α-H的酮类物质加入有机试剂中，碱溶液为催化剂，在氮气气氛中避光进行反应，室温下反应1-12h后，继续冰水浴反应3h，析出淡黄色晶体，使用低沸点有机溶剂洗涤，真空干燥得到提纯后的产物。

优选地，所述碱溶液为氨水，或氢氧化钠，或氢氧化钾，或碳酸氢钠。

优选地，所述保护气体为氮气。

优选地，在保护气体中进行反应时，采用避光条件。