[发明专利]新型可辐射固化组合物

说明书

发明领域

本发明涉及包含一类新型共引发剂的可辐射固化组合物。所述新型共引发剂可用于可辐射固化组合物(例如清漆(vanish)、漆(lacquer))和印刷油墨(例如可辐射固化喷墨油墨)。 

发明背景 

可辐射固化组合物(例如可辐射固化喷墨油墨)通常包含光引发剂。当所述组合物曝光时，光引发剂引发所述组合物固化，即聚合。 

自由基光引发剂可分为Norrish I型或Norrish II型光引发剂。I型光引发剂进行光裂解以产生自由基，而II型光引发剂通过夺取过程(在大多数情况下为夺氢)产生自由基。虽然I型光引发剂通过单分子键裂解反应产生自由基，但II型光引发剂在第二个分子存在下形成自由基，所谓的共引发剂也称为聚合反应协同剂。 

自由基聚合过程的第一个问题是氧抑制聚合反应，即降低固化速度。氧的抑制不仅引起整个固化速度下降，而且还引起固化不均匀，例如表面固化差，导致表面发粘。 

本领域公知胺为II型光引发剂的共引发剂，且抑制自由基聚合过程的氧抑制作用。胺在固化体系中的作用例如综述于R.S.Davidson的“Radiation Curing in Polymer Science and Technology(聚合物科学与技术中的辐射固化)，第III卷”，J.P.Fouassier等人编辑，Elsevier Applied Science，1993，第153-176页。 

当未反应的共引发剂残留在经固化的组合物中时，存在于可辐射固化组合物中的共引发剂(例如胺)会带来第二个问题。从胺共引发剂至II型光引发剂的氢转移很少定量。未反应的共引发剂在经固化的组 合物中仍可移动，且可不利地影响经固化的组合物的物理性质，或者可从经固化的组合物扩散出来。如果将可辐射固化组合物印刷在食品包装上，则未反应的共引发剂(也称为可提取物)提取至食品中可引起健康危险。获得较少可提取物的一种方式可为改进共引发剂的反应性，以避免固化后未反应的共引发剂。减少未反应的共引发剂的扩散可为得到较少可提取物的另一种方式。通过提供含有可聚合基团的共引发剂(以便在固化时使共引发剂共聚)或通过提高共引发剂的分子量可实现减少扩散。 

US 3845056、US 3963771和US 4045416公开了通过聚丙烯酸酯(优选二丙烯酸酯)与具有至少一个与氮原子相连的氢的胺反应产生的胺丙烯酸酯。包含可聚合基团的所述胺丙烯酸酯使可辐射固化涂料组合物的固化速度快。 

EP-A 1147098公开了通过多官能(甲基)丙烯酸酯与环状仲胺反应制备的具有低粘度的多官能反应性胺丙烯酸酯。这些胺丙烯酸酯使可辐射固化组合物固化速度良好、热稳定性较高且可提取物较少。 

在WO 03/091288中公开了与I型和/或II型光引发剂组合使用的一类新型胺共引发剂，所述胺共引发剂为共具有10-约36个碳原子的三烷基胺，其中至少一个烷基的链长为至少8个碳原子。根据WO03/091288，与常规胺(例如N-甲基-N，N-二乙醇胺)相比，当所述胺共引发剂与II型光引发剂组合使用时，固化后的可提取物较少。 

WO 99/07746公开了一种可辐射固化组合物，所述可辐射固化组合物包含可辐射固化树脂、光引发剂和作为共引发剂的胺，其特征在于所述胺为包含至少一个叔氨基的化合物，且其中所述叔氨基的至少一个取代基为包含至少一个吸电子基团的脂族链。所述胺化合物优选为包含至少一个叔氨基的支化、高度支化或星形树状化合物。所述共引发剂与II型光引发剂组合使用，提供较高固化速度和较少可提取物。 

EP-A 1616922公开了一种可辐射固化组合物，所述可辐射固化 组合物包含可辐射固化树脂，光引发剂和共引发剂，其特征在于所述共引发剂包含树状聚合物核，所述聚合物核具有至少一个共引发官能团(例如脂族或芳族胺)作为聚合物核上的端基。EP-A 1616922的可辐射固化组合物的特征在于固化速度高和可提取物量低。 

但是，提高共引发剂的分子量以降低可提取物的量可能导致所述可固化组合物的粘度太高。 

与可固化组合物(特别是喷墨油墨)相关的其他问题是光致发黄和附着。