[发明专利]含环缩醛的二苯甲酮光引发剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种光引发剂及其制备方法，特别是含有环缩醛的二苯甲酮光引 发剂及其制备方法。

背景技术

双(甲基)丙烯酸酯等多官能团单体进行光聚合反应可以快速形成高度交联 的聚合物网状结构，该特点在工业涂料、齿科修复材料等对固化速度、固化膜机 械强度以及稳定性要求较高的领域尤为重要。

光引发剂是光固化体系的关键组成部分，它关系到配方体系在光照射时低聚 物及稀释剂能否迅速由液态转变成固态。其基本作用特点为：引发剂分子在紫外 光区(250-400nm)或可见光区(400-800nm)有一定吸光能力，在直接或间接吸收光 能后，引发剂分子从基态跃迁到激发单线态，经系间窜跃至激发三线态；在激发 单线态或三线态经历单分子或双分子化学作用后，产生能够引发单体聚合的活性 碎片，这些活性碎片可以是自由基、阳离子、阴离子或离子自由基等。光引发剂 按照所产生活性自由基的作用机理，主要分为两大类：裂解型光引发体剂，也称 为第I型光引发体系；夺氢型光引发剂，也称为II型光引发剂。其中夺氢型光 引发剂一般以芳香酮结构为主，它们具有一定的吸光性能，在激发态与助引发剂 发生双分子作用，夺取助引发剂(氢给体)上的氢，产生活性自由基，理想的光 引发剂的要求具有以下优点：(1)廉价，合成简单；(2)光引发剂及其光裂解产 物应无毒无味；(3)稳定性好，便于长时间保存；(4)光引发剂的吸收光谱须与 辐射光源的发射谱带相匹配，具有较高的消光系数；(5)较高的引发效率。

二苯甲酮是一种应用广泛的夺氢型光引发剂，因为它的表面固化良好，溶解 性良好，价格低廉且容易得到，但是它必须和胺助引发剂配合使用，二苯甲酮吸 收光能后，经激发三线态与助引发剂作用形成基激复合物，经电子转移和夺氢反 应，产生具有较高引发活性的胺烷基自由基引发聚合。但是，胺类化合物具有毒 性和致癌性，而且由其引发所得的固化膜易发生黄变。制约了其在食品和药物包 装等方面的应用。

因此，制备反应活性高，不使用胺助引发剂的二苯甲酮类光引发剂已成为此 领域的迫切的需要之一。

发明内容

本发明提供了一种含环缩醛基二苯甲酮光引发剂及其制备方法，此化合物可以代 替二苯甲酮直接作为光引发剂使用，不需要胺助引发剂，以减少由胺助引发剂引 起的黄变和毒性。而且其制备成本低，操作简单。

本发明制备的含环缩醛的二苯甲酮光引发剂，该化合物的化学结构如下式所示：

其中R＝H，CH₃，CH₂CH₃，CH₂CH₂CH₃，CH₂CH₂CH₂CH₃，C(CH₃)₃，CHO，COOH，Cl，F，I.

本发明含环缩醛的二苯甲酮光引发剂的制备方法如下：

权利要求1，2所述的含环缩醛的二苯甲酮光引发剂的制备方法，其特征在于： 将1摩尔份数的4-羟基二苯甲酮及其衍生物，加入5倍摩尔份数的37％甲醛溶液， 缓慢的加入一定体积酸性的水溶液，其体积(mL)为4-羟基二苯甲酮及其衍生 物的摩尔份数的50-100倍，在10-80℃下反应1-10小时，然后过滤，用乙醇和 水的混合溶剂重结晶，真空干燥，得到含环缩醛的二苯甲酮。

本发明含环缩醛的二苯甲酮光引发剂的反应式如下：

其中R＝H，CH₃，CH₂CH₃，CH₂CH₂CH₃，CH₂CH₂CH₂CH₃，C(CH₃)₃，CHO，COOH，Cl，F，I.

本发明所述的酸性溶液为盐酸，醋酸之一与对甲苯磺酸，浓硝酸，高氯酸，磷 酸四者之一的混合物。本发明含环缩醛基二苯甲酮光引发剂及其制备方法，此化 合物可以代替二苯甲酮直接作为光引发剂使用，不需要胺助引发剂，以减少由胺 助引发剂引起的黄变和毒性。而且其制备成本低，操作简单。

具体实施方式