[发明专利]一种吡咯基酮光引发体系及应用

说明书

本发明公开一种吡咯基酮光引发体系，涉及光引发体系技术领域，包括光敏剂和光引发剂，光敏剂为吡咯基酮，光引发剂为鎓盐类。本发明还提供上述光引发体系在涂料、油墨、胶粘剂、光刻胶、3D打印中的应用。本发明的有益效果在于：光敏剂吡咯基酮通过吸收长波长的光，敏化鎓盐类阳离子光引发剂并产生自由基、阳离子。由于吡咯基酮具有较宽的吸收光谱，因此该体系可匹配不同波段的LED灯源或汞灯引发自由基、阳离子光聚合。

技术领域

本发明涉及光引发体系技术领域，具体涉及一种吡咯基酮光引发体系及应用。

背景技术

光聚合技术是广泛应用于涂料、油墨、胶粘剂、微电子、齿科修复和生物材料的绿色技术。光固化过程中，单体或树脂可以直接受光激发引起聚合，或者由光敏剂，光引发剂受光激发引发聚合。其中光敏剂或光引发剂决定了配方体系在光照射下低聚物及稀释剂能否迅速由液态转变成固态。光敏剂，光引发剂的基本特点有：引发剂在紫外光区(250-400nm)或可见光区(400-800nm)具有一定的吸光能力，在直接或间接吸收光能后，产生能够引发聚合的活性碎片。在光聚合中，根据引发机理不同，可分为自由基光聚合和阳离子光聚合，其中自由基光聚合应用最为广泛，与之相应的自由基型光引发剂种类很多并且发展较为完善，自由基光聚合存在的主要问题为氧阻聚和体积收缩。

相比于自由基光聚合，阳离子光聚合一般是利用阳离子光引发剂在光照下产生的质子酸催化环氧基的开环聚合或富电子碳碳双键(如乙烯基醚) 的阳离子聚合。这类阳离子光引发剂主要有鎓盐类、金属有机物类、有机硅烷类。其中以碘鎓盐、硫鎓盐、铁芳烃最具代表性。阳离子光聚合没有氧阻聚的问题、固化收缩较小的优点，但是普遍存在固化速度较慢、阳离子光引发剂使用量大且价格较高造成本昂贵。并且，绝大多数阳离子光引发剂的最大吸收波长在330nm以下，对常用的光源利用率较低。因此基本仅能使用汞灯作光源进行引发聚合反应，但汞灯带来的汞污染问题日渐严重，其应用受到了限制。LED光源能够取代汞灯并且已经迅速发展。LED 光源具有许多优良的特点如：不产生臭氧，使用寿命长，操作简单安全，产热低，光谱线宽度窄，低能耗等，但是LED光源受到封装技术与材料的限制，波长高于365nm的LED光源才能稳定的使用。

传统的阳离子光引发剂无法实现长波长LED光源激发阳离子光聚合。而使用光敏剂敏化阳离子光引发剂是一个有效的解决办法，光敏剂可吸收长波长光辐射能后，敏化阳离子光引发剂产生自由基阳离子，使阳离子光聚合能够在长波长LED照射下聚合。高效的光敏剂少之又少，ITX是一种高效长波长光敏剂，但因毒性等问题使用受到极大限制。一些染料也是能作为光敏剂但敏化效果并不理想存在固化速度慢，固化程度低等问题。

因此，能吸收长波长辐射能并且光敏化性能优异的光敏剂是阳离子光聚合技术发展的迫切需求。光敏剂-阳离子光引发剂体系配方对阳离子长波长光聚合有非常重要的价值。另外，通过单体或树脂的混合，可以使材料的性能发生改变，并且能够更好的应用于一些光聚合领域，如涂料，油墨，胶黏剂，光刻胶，3D打印等。在对混杂体系的聚合中，往往要求光引发剂既能够引发阳离子单体聚合又能够引发自由基单体聚合，通常需要自由基型引发剂与阳离子型引发剂复配，但长波长下的高效光引发剂体系十分稀少。光敏剂-阳离子光引发剂体系配方对混杂体系长波长光聚合有非常重要的价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种能够在长波长下引发的光引发体系。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种吡咯基酮光引发体系，包括光敏剂和光引发剂，所述光敏剂为吡咯基酮，所述光引发剂为鎓盐类。

优选的，所述吡咯基酮的结构通式如下所示：