[发明专利]一种光引发剂联苯基四(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于光引发剂领域，具体涉及一种光引发剂联苯基四(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦的制备方法。

技术背景

光固化技术通过光射线作用于对光敏感的光引发剂上，使其发生一系列的光物理、光化学反应，生成活性物质，从而引发液态低聚物实现瞬间聚合、交联，最终将液态的树脂转化为固态的高分子材料。与传统的热固化相比光固化技术具有以下优点：(1)在室温下快速完全固化，固化涂层物化性能优异；(2)不需要额外的烘干设备、连续生产，大幅度提高生产效率；(3)紫外光固化不使用有机溶剂，大大减少了有机溶剂挥发造成的环境污染。随着环保法规的日益严格，紫外光固化技术也越来越受到人们的重视。尽管应用于紫外光固化的光引发剂品种繁多，如α-羟基酮类光引发剂D-1173，I-184，D-2959等，但这些光引发剂大多难以应用于含颜料的涂料中，因为颜料可吸收紫外光，影响光引发剂的光吸收，且颜料还会散射紫外光，使紫外光难以到达涂层的底部，使含颜料的体系难以固化，尤其是底部更难固化，从而引起固化不完全和较低的固化速度。长期以来，有色颜料在紫外和可见光的固化系统一直是一个难题。所以在过去几年里，人们致力于开发能产生红移吸收光谱的新型光引发剂，例如α-氨基苯乙酮和硫杂蒽酮等具有高反应活性的光引发剂开始应用，但它们出现较为严重的泛黄、老化而不适宜应用于白色和浅色的油漆中。

酰基氧化膦类光引发剂由于具有其独特的吸收波长，其吸收范围可延伸至可见光区域，能在白色颜料的存在下吸收足量的光而提供高效的引发性能，且酰基氧化膦类化合物进行光引发反应时芳酰基-膦酰基生色团被破坏，使入射光强烈地穿透引发区域进入涂料深层，使厚层固化成为可能。固化后不会出现黄变现象，从而在白色家具涂料和较厚涂层领域有较好的应用，所以研发新型酰基氧化膦类光引发剂十分必要。

发明内容

本发明的任务是提供一种工艺简单、收率高、成本低、污染小、产品质量好、适合工业化生产的四(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

A：在氩气保护下，向装有有机溶剂的反应器中加入金属钠，升温至100-120℃后保温20-40min，再滴加4,4’-联苯基双二氯化膦，滴完后，在100-120℃下保温反应4-5h，再在100-120℃下滴加叔丁醇，滴完后反应1.5-2h，得到含有中间体Ⅰ的二甲苯溶液，反应方程式如下：

该步骤中，4,4’-联苯基双二氯化膦、叔丁醇、金属钠的物质的量之比为1:4-6:7-10。

该步骤中，所述的有机溶剂为苯、甲苯或二甲苯中的任一种(进一步优选为二甲苯)，有机溶剂的重量为金属钠重量的12-20倍；该步骤的反应温度为105-110℃。

B：将含有中间体I的二甲苯溶液冷却到35-40℃，并滴加2,4,6-三甲基苯甲酰氯，滴加完后控制反应温度为50-60℃下(所述的反应温度优选为35-40℃)，保温反应1.5-2小时，得到含中间体Ⅱ的二甲苯溶液，反应方程式如下：

C：将含中间体II的二甲苯溶液降温至常温，并滴加双氧水，滴加完后于30～60℃温度条件下反应1-3小时(所述的反应温度优选为40-50℃)，反应完成后向反应器中加入碳酸氢钠水溶液，在45～55℃下保温搅拌30min，静置，分层，有机相用纯化水洗涤三次，控制温度在90-100℃，减压蒸出二甲苯，用正庚烷纯结晶得纯品联苯基四(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，反应方程式如下：

本发明的有益效果如下：

1、提供了联苯基四(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦的完整的制备方法。

2、制备的联苯基四(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦分解速度快，产生的自由基量子效率高，光固化速度快。光解生成的苯甲酰自由基和膦酰自由基都能引发单体聚合，全部参加光聚合反应，光照后既无剩余引发剂，有无小分子化合物残存于固化体系中，所以不析出、不发生黄变，还防止老化过程中高聚物发生降解。

3、用该制备方法制得的联苯基四(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，液相纯度高，可达99.06％。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

实施例1：

一种联苯基四(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦的制备方法，该方法由以下步骤组成：

中间体Ⅰ的制备