[发明专利]一种酰基氧化膦类光引发剂

说明书

本发明涉及一种酰基氧化膦类光引发剂，该化合物具有如下结构式：式中，R₁、R₂为C_1～6的脂肪族直链或支链烷烃，C_3～6的环烷烃，C_1～6的芳香烃或杂芳烃，m＝0～5。该化合物以N，N‑二烷基‑ω‑氨基烷基苯甲酸为起始原料，先与卤化试剂反应生成N，N‑二烷基‑ω‑氨基烷基苯甲酰卤，再与2，4，6‑三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦进行傅克酰基化反应而得。本发明的化合物同时具有二苯甲酮结构和苯甲酰基氧化膦结构，并自带叔胺基作为活性供氢体，迁移性小且活性强，可应用于光固化油漆、胶粘剂以及油墨中，并满足日益严格的环保要求。

技术领域

本发明涉及一种酰基氧化膦类化合物，这类化合物可作为UV-LED光引发剂，在UV-LED光照下引发自由基聚合反应，用于光固化油墨、光固化胶粘剂以及光固化涂料中。本发明还涉及该类化合物的制备方法。

背景技术

光固化技术是一种新型的材料表面处理技术，因其具有节能、环保、经济、高效和适用性广等优点，在涂料、油墨、黏合剂、生物医学材料、3D打印等领域得到广泛应用。光引发剂是光固化产品配方中的重要且不可或缺的组成部分，是光固化产品的核心之一。光引发剂的选择直接关系到光固化产品的质量。通常情况下，引发活性、引发效率、合适的光的波长范围是选择光引发剂的主要指标。随着人类对于环保和健康的要求，特别是对食品、卫生领域产品的安全要求的不断提高，光引发剂的安全性，主要是指其毒性以及本身和分解产物的迁移性也逐渐被纳入考量范围。

按照引发机理的不同，光引发剂可分为自由基光引发剂与阳离子光引发剂，按自由基引发剂产生活性自由基的作用机理不同，自由基光引发剂又可以分为夺氢型光引发剂与裂解型光引发剂。在日常工业生产中，以自由基光引发剂应用最为广泛。在最常用的光引发剂中，酰基膦氧化物是一类光引发活性很高、综合性能较好的光引发剂，其中TPO、819、TPO-L等被广泛应用于UV固化油墨及涂料中。目前用量最大的酰基氧化膦引发剂为TPO(2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦)，在近可见光区380～400nm波长有较强的吸收，其吸收曲线甚至能延伸到480nm的可见光区，引发效率高，不易黄变。但是在研究和实际应用中发现其仍存在一定的不足，如引发效率仍需提高，主要表现为在有氧体系固化中会由于氧阻聚而降低固化效率；主要吸收波长范围仍不在可见光区，需要设计开发吸收波长比TPO更长的引发剂等。另外，TPO本身及其分解物质的毒性、气味等也限制了它在食品和卫生领域的应用。

综上所述，研究开发低迁移、低挥发、高活性、易合成的光引发剂产品依然是光固化产业的长期现实需求。

发明内容

鉴于此，本发明的设计是基于找到一类低迁移性、高反应性同时具有气味小、刺激性小等特性的化合物，并以此作为光引发剂应用于自由基聚合的光固化涂料、粘合剂及油墨中。

本发明的思路是通过在TPO结构上引入另一个苯甲酰基以增加分子的共轭性，期望共轭性的增加有利于其光吸收曲线的红移和引发效率的提高。苯甲酰基的引入事实上形成了一个二苯甲酮的结构，而二苯甲酮也是一类常用的高效光引发剂，考虑到这类引发剂属于夺氢型光引发剂，通常需要另外添加活性胺组份，于是我们又引入一个三级胺基团。这样便产生了一类新的酰基氧化膦化合物，该化合物同时具有裂解型和夺氢型自由基光引发剂的特点。其结构式如下：

式中，R₁、R₂为C_1～6的脂肪族直链或支链烷烃，C_3～6的环烷烃，C_5～6的芳香烃或杂芳烃，m＝0～5。推荐R₁、R₂为C_1～6的脂肪族直链或支链烷烃。N，N-二烷基-ω-氨基烷基位置相对于羧基是对位、邻位或间位。

因此，本发明的目的是提供一种酰基膦氧化物光引发剂。

本发明的另一目的是提供一种高效便捷和实用的制备该酰基膦氧化物的方法。