[发明专利]一种水性反应性的二苯甲酮类光引发剂及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学领域，尤其是一种水性反应性的二苯甲酮类光引发剂及其合成方法。

背景技术

光固化技术是指在光的辐射下，液相体系在较短时间内得到聚合、交联和固化的过程。传统的光固化技术也有一些不足，例如，在光固化涂料中，虽然不使用传统的挥发性有机溶剂，但是为了调节粘度，往往要加入小分子的活性稀释剂 (有刺激性和一定毒性)，而且固化后这些活性稀释剂很难完全消耗掉，对健康和环境不利；另一方面，由于低聚物分子量与体系粘度有很大的关系，低聚物分子量大，体系粘度大，不便于生产与涂装，低聚物分子量太小，则涂膜硬度差，因此这种涂料无法解决硬度与柔韧性之间的矛盾。所以，近年来人们开始发展光固化水性涂料，从而兼顾了水性涂料与光固化涂料的优点。光固化水性涂料利用廉价环保的水作为稀释剂，避免了使用活性稀释剂所引起的毒性、污染、固化体积收缩等问题。同时，在光固化水性涂料中，可以使用高相对分子质量的低聚物，又不用低相对分子质量的活性稀释剂，从而克服了光固化涂料高硬度和高柔韧性不能兼顾的矛盾。为了制备水性光固化树脂，需要使用水性光引发剂，而目前这类光引发剂的可选种类有限，且相关的研究资料偏少。

传统的光引发剂一般是有机小分子类化合物，这些小分子光引发剂在使用过程中具有以下不足：1) 小分子光引发剂往往与聚合物的相容性差，影响其引发效率；2) 聚合后残留在聚合物中，易迁移和挥发，产生气味与毒性; 3)  小分子光引发剂的向表面迁移，还易使聚合物发生黄变；4) 普通的小分子水性光引发剂会影响树脂的耐水性。因此，近年来人们开始研究开发大分子光引发剂和反应性光引发剂，以克服小分子光引发剂的缺点。

发明内容

本发明的目的就是提供一种水性反应性的二苯甲酮类光引发剂及其合成方法。

本发明的水性反应性的二苯甲酮类光引发剂的分子结构通式（I）如下所示：

其中，X为氯或溴或碘；

G¹ 为 或 或 ，其中 J = 氢或 Me，Y = O 或 NH，m = 1或2，n = 0-3，L = Me 或 Et；

 G₂ 表示氢或 ，其中 G¹ 与上述表示相同。

在分子结构通式（I）的化合物中，G¹ 或 G₂可分别在苯环的邻位、间位或对位。

本发明的水性反应性的二苯甲酮类光引发剂的合成方法有两条路线：

合成路线一(反应式 A)：结构式(II)的化合物与结构式(III)的化合物在适当的溶剂中进行取代反应：

，

在所述的反应式 A中，官能团X、G¹、G₂ 与结构通式(I)的化合物相同，R¹ = 氢或 XCH₂；

在所述的反应式 A中，所用溶剂可以是 C₁-C₆ 的低级链状或环状脂肪醇，包括伯醇、仲醇和叔醇；或者是 C₃-C₆ 的链状或环状低级酮类；或者是C₂-C₆ 的低级醚类，如乙醚、异丙醚等。若用低级醚或低级酮类溶剂，则在反应后产物会直接从体系中析出，只需要过滤即可方便得到较纯净的产物；若用低级醇溶剂，则产物不能析出，需要蒸出溶剂，残余物用低级醚洗，过滤即可；

在所述的反应式 A中，反应温度可选 0^oC 至溶剂的回流温度下进行，优选室温；

在所述的反应式 A中，反应时间可为数小时至数天，若 X= Br 或 I，则反应速度较快；若 X = Cl，则反应较慢；

在所述的反应式 A中，需要惰性气体如氮气或氩气保护，否则产物易变黄。

合成路线二(反应式 B)：结构式(IV)的化合物与结构式(V)的化合物在适当的溶剂中进行反应：

，

在所述的反应式 B中，官能团 X、G¹、G₂ 与结构式(I)的化合物相同，R² = 氢或 (Me)₂NCH₂；