[发明专利]一种新的噻吨酮类光引发剂及在UV-LED光固化的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的噻吨酮类光引发剂，该类光引发剂可用于LED紫外光固化。

背景技术

目前，光固化技术主要为紫外光固化，光源主要是高压汞灯，高压汞灯产生的辐射光谱范围宽广，其中紫外区的辐射量非常显著，尤其是UVC、UVB、UVA和UVV区域（UVC : 280 nm 以下；UVB : 280 - 320 nm；UVA : 320 - 390 nm；UVV : 390 nm 以上）。该光谱宽度可以让人们根据光源的类型和强度以及配方中物质的种类来选择合适的光引发剂，进而优化丙烯酸酯型油墨、涂料、粘合剂、密封剂和复合材料的固化，从而阻断或吸收紫外光（例如颜料和填料）。

传统汞灯辐射出的无固化作用的射线占70%～75%，其中最多的是高能量的红外光，它们能产生大量的热量。典型的汞灯保持凉爽需要大量流动的气流，因此需要消耗额外的能量。如此高流量的气流使得采用惰性气体来改善表面固化性能变得没有实用价值（昂贵的惰性气体会随着空气的冷却不断地消耗掉）。除此之外，还有一些明显的缺陷：

1、  传统汞灯的使用量大，一台光固化设备使用汞灯少则1-2支，多则6-8支；

2、  传统汞灯的功率大，3-20KW不等，耗电量巨大；

3、  传统汞灯发热量很大，对固化基材选择局限性很大；

4、  传统汞灯启动慢，预热时间长，只适合连续工作，对正常生产造成浪费，

灵活性很差；

5、  大量的使用汞灯会造成汞污染。

而新兴的UV-LED光源目前已经取得了长足进展。UV-LED光源是利用光电转换原理，芯片中的电子和正电荷在移动过程中碰撞结合转化成光能，现在有许多商业用途，如油墨、光学加工，激光和光通讯产品制造，医疗产品粘结等等，较传统汞灯，有很多优点：

1、冷光源，节能广泛地用于热敏基材；

2、具有“即开即关”的性能，无需预热，开机后即100%输出紫外光，操作简单；

3、接近单光谱，谱宽很窄；

4、使用寿命长，更持久的UV光源，可达25000h以上；

5、输出功率稳定，连续可调。

UV-LED光源因其节能、环保、耐用及其卓越的发光性能等巨大的优越性，必定是未来光固化技术的发展趋势。但是由于UV-LED光源辐射波峰单一，能量聚集在某个狭窄的紫外光谱段，且目前市场上UV-LED光源的波峰大多数集中在395～405nm。和UV-LED光源相匹配的紫外光引发剂还很有限，目前噻吨酮和酰基氧化膦类光引发剂可以与UV-LED光源相匹配，但是二者的有机相容性较差，分子量小，具有小分子的一些缺点，因此急需开发与UV-LED光源相匹配的、具有更强吸光能力和更高引发活性的光引发剂，尤其是具有高活性、低气味、低挥发、低迁移且能与现有UV-LED光源相匹配的光引发剂，我们发现有一类光引发剂可以满足环境和现有UV-LED光源的需要。

CN200410093977.9公开了一类噻吨酮-2-羧酸衍生物表现低挥发、低提取、低迁移的特性，但是制备这类化合物的原料成本高，其光引发活性也低于噻吨酮-4-羧酸衍生物，实际应用受到一定限制。CN201010218422.8公开了噻吨酮-4-羧酸聚乙二醇-200-双酯、噻吨酮-4-羧酸聚乙二醇-300-双酯、噻吨酮-4-羧酸聚四氢呋喃-250-双酯表现出高活性、低挥发、低提取、低迁移的特性，但是这类化合物的熔点不高，不易储存，室温稍高外观难以保持，不能连续生产；相容性不高，增加了提纯的难度，同时也增加了工业化生产的难度。这两类光引发剂都没有提到用于UV-LED光源固化。

发明内容

本发明的目的是提供一类光引发剂克服了现有光引发剂的相容性差、不易提纯、熔点低、难保存等缺点。

本发明的目的是提供一类相容性好、易提纯、易保存、低提取性、低迁移性和低挥发性光引发剂，且可以用于UV-LED光源固化体系。

本发明提供了一类高活性、低气味的光引发剂，在光聚合后具有低提取性、低迁移性和低挥发性的特点，可用于食品和药品等包装材料。

本发明提供的光引发剂为具有下述式（Ⅰ）的结构的化合物：

（Ⅰ）

其中：

n=2-4；

b=11-20。

本发明提供的光引发剂式（Ⅰ）即能保持高活性；同时能保持该类化合物的在室温下外观不变，保证不分气候连续工业生产；该类化合物相容性好，易提纯，解决了工业生产上提纯难的问题。