[发明专利]一种三芳基硫鎓盐及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及三芳基硫鎓盐，具体是一种含有二苯酮骨架的三芳基硫鎓盐及其制备方法，以及该盐作为光引发剂在紫外光固化组合物特别是紫外光固化涂料中的应用。

背景技术

光固化技术是一种快速发展起来的绿色新技术。近年来，人们将紫外光固化技术和涂料相结合，开发了紫外光固化涂料，这是一种在紫外光照射下，在较短时间内交联固化成膜的新型绿色环保节能涂料。光固化体系一般由不饱和树脂、活性稀释剂、光引发剂、助剂组成。光引发剂是紫外光固化涂料的重要成分，它吸收紫外光后发生化学反应，产生活性自由基、活性阳离子，引发丙烯酸树脂不饱和基团双键打开聚合、以及树脂开环聚合，快速地固化成膜。同时在UV光固化体系中技术含量较高，需要有较高的吸光效率，良好的固化速度；无气味，毒性低；在固化体系中具有良好的溶解性以及价廉易得、成本低等特性。因此，新型光引发剂的开发是扩大紫外光固化产品范围的重要途径。

自由基体系的光引发剂固化速度快，但固化后涂层收缩较大，与基材的附着力不佳；而阳离子光引发体系虽然固化速度慢，但固化后涂层收缩率很小，附着力和其他性能较好。如果将自由基基团和阳离子引发基团嵌入同一分子中，形成自由基－阳离子光引发剂，使其在紫外光照射下，既可以生成自由基，又可以生成阳离子，将会更大程度地改善涂层的物化性能。在已经成功应用的众多光引发剂中，二苯甲酮由于其低廉的价格，良好的表面固化性能、不易黄变等优点，成为使用最广的光引发剂之一。但由于二苯甲酮自身分子量小，容易挥发和发生迁移，导致产品出现气味和毒气，且二苯甲酮使用过程中会有苯释放出来，使其使用受到限制。因此在保留二苯甲酮优良特点的基础上，将其引入三芳基硫盐分子中，开发新型的低气味、低迁移率，苯释放量小的光引发剂引起很多学者的兴趣。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含有二苯酮骨架的三芳基硫鎓盐及其制备方法，以及该盐作为光引发剂在紫外光固化组合物特别是紫外光固化涂料中的应用。该化合物作为光引发剂具有低气味、低迁移率，固化速度快的特点。

本发明提供的一种含有二苯酮骨架的三芳基硫鎓盐，是（4-二苯甲酮基）二芳基硫鎓盐，其结构式为：

本发明提供的一种含有二苯酮骨架的三芳基硫鎓盐的制备方法，包括如下步骤：

1）将4-苯甲酰基-4′-甲基-二苯硫醚(BMS)、二芳基碘三氟甲磺酸盐、无水醋酸铜加入反应器中，无溶剂条件下搅拌均匀，油浴升温至110-140℃，优选130℃，反应30min，4-苯甲酰基-4′-甲基-二苯硫醚(BMS)、二芳基碘三氟甲磺酸盐和醋酸铜的摩尔比为1︰1.2︰0.01-0.15，优选摩尔比为1︰1.2︰0.1；

2）将上述混合物恢复至室温，用TLC监测，层析分离，得到目的产物。

由于该类化合物含芳香环增大了其共轭程度，从而使紫外吸收波长红移到250nm处，高于二苯甲酮（247nm）的紫外吸收波长。

本发明含有二苯酮骨架的三芳基硫鎓盐作为光引发剂在紫外光固化组合物特别是紫外光固化涂料中的应用。

本发明提供的一种光固化组合物，含有上述结构的三芳基硫鎓盐。

本发明将（4-二苯甲酮基）二芳基硫鎓盐应用于光固化组合物中，该化合物在紫外光固化组合物中不仅有良好的反应活性、表面固化能力及溶解性，同时由于分子中有自由基-阳离子混合型光引发基团，分子相对稳定，有效提高了固化效率，而且，其单位重量的反应活性高于通常的二苯甲酮代替品。

附图说明

图1（4-二苯甲酮基）对甲苯基苯基三氟甲磺酸硫鎓盐I的紫外光谱

图2（4-二苯甲酮基）对甲苯基苯基三氟甲磺酸硫鎓盐I的核磁氢谱

图3（4-二苯甲酮基）对甲苯基苯基三氟甲磺酸硫鎓盐I的核磁碳谱

图4（4-二苯甲酮基）对甲苯基苯基三氟甲磺酸硫鎓盐II的紫外光谱

图5（4-二苯甲酮基）对甲苯基苯基三氟甲磺酸硫鎓盐II的核磁氢谱

图6（4-二苯甲酮基）对甲苯基苯基三氟甲磺酸硫鎓盐II的核磁碳谱

具体实施方式

实施例1：

在装有冷凝管的双口烧瓶中放入磁搅拌子，4-苯甲酰基-4′-甲基-二苯硫醚(BMS)（1.0mmol），二苯基碘三氟甲磺酸盐（1.2mmol）和醋酸铜（0.1mmol)加入反应器中，混合均匀，在无溶剂的条件下，130℃油浴中，反应30min。冷却至室温后，混合物依次用二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醇为洗脱剂进行柱色谱分离，得到浅黄色粘稠的产物(I)。