[发明专利]一种蒽环柱芳烃引发剂及其制备方法

说明书

本发明涉及光引发剂技术领域，提供了一种蒽环柱芳烃作为光聚合引发剂的应用及其制备方法。蒽环柱芳烃具有亚甲基桥连蒽单元形成的大环结构。是一种新型的光引发剂。在光辐照条件下，蒽环柱芳烃大环分子断裂形成双自由基的直链寡聚物，可以高效引发单体的光聚合反应。与我们开发的柱芳烃、蒽环柱芳烃引发剂相比，蒽环柱芳烃吸收波长较长，在200～450nm之间均具有较强的光吸收，可以实现近紫外可见光的光引发聚合。与传统商业光引发剂相比，本发明提供的光引发剂本身安全无毒，光辐照后无小分子碎片生成，可以极大的降低光引发剂的迁移，从而避免光聚合固化产物的毒性、气味等问题。

技术领域：

本发明属于光聚合和光固化领域，具体涉及一种蒽环柱芳烃作为光引发剂的应用及其制备方法。

背景技术：

近年来随着LED光源在光聚合领域中的普及使用，对商业光引发剂的吸收波长有了新的要求，将商业光引发剂的吸收波长延长并使其与LED光源相匹配是光引发剂领域中需要解决的一项重大技术问题。另外目前商业化的多种I型裂解型和II型夺氢型自由基光引发剂面临的如毒性大、气味强、光解后有害物质的浸出等问题，限制了光引发剂在食品包装或生物医学方面的应用。

针对这些问题，本发明提出利用蒽环柱芳烃作为光引发剂。在光辐照条件下，蒽环柱芳烃环状分子断裂形成双自由基的直链寡聚物，可以高效引发单体的光聚合反应。蒽环柱芳烃在200～450nm之间具有较强的光吸收，这就使它可以匹配利用365nm、385nm、395nm和405nm的LED光源。另外蒽环柱芳烃本身安全无毒，不需要任何其他助剂，在光辐照断裂后形成直链寡聚物，并在引发光聚合后被固定到聚合物中，无小分子碎片生成，可以极大的减小光引发剂的迁移，从而避免光聚合固化产物的毒性、气味等问题。而蒽环柱芳烃两端R基团的改变，可以调节蒽环柱芳烃的亲疏水性，开发出水溶性和脂溶性蒽环柱芳烃引发剂。

发明内容

本发明目的在于提供一种蒽环柱芳烃类光引发剂，该引发剂具有较长的吸收波长，可以匹配LED光源，可通过修饰实现水溶性和脂溶性。具有较低的迁移率，可避免光聚合固化产物的毒性、气味等问题，是一种新型的光引发剂。一种蒽环柱芳烃类光引发剂，其特征在于具有亚甲基桥连苯单元形成的大环结构，

并且可通过R基团的变化实现脂溶性和水溶性。具有通式I所示结构：

通式I中：脂溶性蒽环柱芳烃：R可以是烷基、芳香基、杂环芳香基、烯基、烷氧基、炔基，以及含有卤素取代基、带氧取代基、带氮取代基、带硫取代基的烷基、芳香基、杂环芳香基、烯基、烷氧基、炔基。其中n＝4,5，6，7，8，9，10。

通式I中：水溶性蒽环柱芳烃：R可以是氢、不同聚合物度的聚乙二醇、聚乙烯醇或者包括但不限于羧基、氨基、季铵、磺酸基、单糖、二糖等可溶性基团取代的烷基、芳香基、杂环芳香基、烯基、烷氧基、炔基。其中n＝4,5，6，7，8，9，10。

蒽环柱芳烃在200～450nm之间具有较强的光吸收，这就可以使它可以匹配利用365nm、385nm、395nm和405nm的LED光源。

在光辐照条件下，蒽环柱芳烃环状分子断裂形成双自由基的直链寡聚物，可以高效引发单体的光聚合反应。柱芳烃安全无毒，迁移率低，从而避免光聚合固化产物的毒性、气味等问题。

本发明提供了上述方案所述脂溶性蒽环柱芳烃类光引发剂的制备方法，包括以下步骤：

蒽单体和多聚甲醛，加入适量模板分子，在三氟乙酸催化下聚合反应得到蒽环柱芳烃。

优选的，反应溶剂选择二氯甲烷，蒽单体、多聚甲醛和三氟乙酸分子摩尔比为1：3：0.5。

优选的，反应温度为室温，反应时间9h。

优选的，用硅胶色谱柱分离洗脱剂采用石油醚：乙酸乙酯＝1.5:1。