[发明专利]一类双给电子芳胺类光敏剂及其在可见LED光固化的应用

说明书

技术领域

本发明属于光功能有机分子技术领域，具体涉及一类双给电子芳胺类光敏剂及在可见LED光源光固化的应用。

背景技术

紫外光固化技术已经被广泛应用于许多工业领域如：印刷、油墨、涂层、粘合剂、光学器件、电子电路等。近年来，在新兴的数字存储、三维精密加工等领域也有涉及。与热聚合或热固化相比，它具有固化速率快、设备简单占地面积小、可室温操作、少污染、固化产物性能优异等特点，是一种环境友好的绿色技术。但紫外光固化存在许多弱点：①紫外辐射对人体有害、环保安全性差，设备要求高；②紫外光穿透力弱，光固化配方中一些具有共轭结构的组分或色素物质对紫外光有较强吸收，导致光强衰减严重、固化不彻底、光固化膜性能差；③易产生臭氧污染环境等。为此，发展了可见光固化技术，近些年来，摈弃了紫外光固化技术缺点的可见光固化正以其广泛的适应性越来越多地得到大家的研究和关注。

可见光固化技术的关键在于寻求能够高效引发固化的可见光引发剂或引发体系。目前获取可见光引发剂有以下几种途径：①改造现有的紫外光引发剂，增加分子的共轭结构使其光吸收红移至可见光区；②利用可见光区有吸收的光敏染料作为光敏剂，配合共引发剂和增效剂组成可见光引发体系；③开发和发现新结构的可见光光敏剂；④现有可见光光敏剂的功能化改性，以提高应用性能。国外Jacques Lalev′ee课题组、Yagci课题组、Previtali课题组、Fouassier课题组和国内的聂俊课题组、肖朴课题组，分别基于这四种途径开发了许多结构新颖的可见光引发体系，许多其他的研究者们也在致力于此项工作的研究。

但是现有的光敏剂剂使用时存在着溶解性不好、感光度提升效果不佳，光固化时间较长，光固化效率较低，匹配的光源波长较短，更加偏向紫外灯光源，因此，合成出具有长波长的吸收，具有更好的光敏性能的光敏剂成为该领域的研发热点。

发明内容

本发明目的在于提供一类双给电子芳胺类光敏剂，合成的新型光敏剂能够显著提高提升可见LED(455nm-532nm)光源照射下的光固化效率，应用性能优异，从而有助于可见LED光固化技术的推广。

本发明上述的光敏剂的合成结构通式如下：

其中，R₁为芳胺类化合物或含硫硫的芳香杂环。R₂为C1到C10的直链或支链烷基；作为优选方案，在本发明结构式

(Ⅰ)所示的光敏剂中：R₁选自:三苯胺、咔唑、卟啉、噻吩、苯并噻吩、苯并咪唑、N-苯基咔唑、吩噻嗪；作为优选方案，在本发明结构式(Ⅰ)所示的光敏剂中：R₂选自：CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、(CH3)2CH2-、CH3(CH2)3-、CH3(CH2)4-、CH3(CH2)5-、CH3(CH2)6-、CH3(CH2)7-。

本发明结构式(Ⅰ)所示光敏剂在可见-LED光固化体系的应用，使用的光固化的激光光源波长的范围为455-532nm。其光固化体系分为阳离子光固化体系和自由基光固化体系。

阳离子光固化体系的预聚单体为E51，光引发剂为二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、茂铁盐。该体系的按质量百分数计组成如下：

自由基光固化体系的预聚单体为TPGDA，光引发剂为二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐，助剂为N-甲基吡咯烷酮。自由基光固化体系其特征在于该体系的按质量百分数计组成如下：

本发明相比具有以下优点和效果：

(1)本发明所述的光引发体系可用于引发自由基固化、阳离子固化的可见光固化。本发明的光引发体系经可见光绿色波段辐照，可有效引发自由基单体/低聚体，阳离子单体/低聚体的有效光固化。

(2)本发明的光引发体系与一般所报道的可见光引发体系相比，感光波段更长，吸光能力更强，分子结构简单，易于制备，成本低廉，能够有效引发自由基和阳离子固化体系，具有工业化应用潜力。所采用的光引发剂二芳基碘鎓盐和三芳基硫鎓盐，均是常规的光引发体系组分，因此具备工业化应用潜力。

附图说明

图1两种双给电子芳胺类光敏剂的结构图

图2为TPN的¹H NMR.

图3为CPN的¹H NMR.

图4自由基光固化体系中TPGDA的双键转换率图。

图5阳离子光固化体系中E51的环氧转换率图。

具体实施方式