[发明专利]一类水溶性光引发剂及其制备方法

说明书

本发明属于感光高分子材料领域。本发明基于2‑羟基‑1‑(4‑(2‑羟乙氧基)苯基)‑2‑甲基丙酮(Darocur 2959)、三乙胺、不同种类的酸酐制备了一类水溶性光引发剂。通过在分子结构中引入羧基，在将其与盐反应生成季铵盐的形式,在保证其光引发活性的同时提高其水溶性。本发明的合成步骤简单，制备成本低，产物的水溶性良好，在水性紫外光固化领域有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于感光高分子材料领域，一类水溶性光引发剂及其制备方法。

背景技术

光固化技术作为一种反应条件温和、反应速度快、对基材损伤小、没有三废排放、不污染环境的绿色友好型技术，问世至今取得了快速的发展。并在油墨、涂料、光刻胶、微电子、生物材料和牙齿修复材料等方面均有着广泛的应用。一般而言，光固化体系包含齐聚物、单体、光引发剂和助剂，其中光引发剂虽所占含量较少但对整个体系起着至关重要的作用，因为引发剂能够在一定波长的紫外光照射下，吸收光能产生活性种、自由基或离子，从而引发单体聚合。

与传统固化技术相比，光固化技术已经具有了很大的优越性。在大部分光固化体系中，均使用单体来充当体系的活性稀释剂，但单体降低体系黏度有限，有些单体容易挥发而产生气味和毒性，而且光照条件下有些单体可能未反应完全残留在体系中，在使用过程中会迁移到产品表面影响使用。所以，为了克服这些弊端，水溶性光固化体系走入研究人员的视线。水溶性光固化体系用水做稀释剂，水便宜安全易得，可实现无单体配方，避免由单体引起的固化收缩，容易调节黏度，适用于各种喷涂方式，没有气味和毒性。水溶性光引发剂作为水溶性光固化体系最重要的一部分，近些年来引起了人们的密切关注，其研究和应用也成了热门课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决一般光固化体系用单体调节体系黏度有限，且单体容易挥发、有毒性以及未固化的单体会迁移到产品表面的问题，本发明提供了一种水溶性光引发剂，用水做稀释剂，解决了用单体来充当活性稀释剂带来的一系列问题。通过在光引发剂分子结构中引入羧基，在将其与盐反应生成季铵盐的形式，在保证其光引发活性的同时提高其水溶性。在水中溶解度的提高及引发低聚物效率与未改性前光引发剂引发效率相似，足以说明其是一种很好的水溶性光引发剂。本发明提供了这种水溶性光引发剂的制备方法，反应过程简单，反应条件温和，后处理简单并且容易纯化。

本发明解决技术问题采用的技术手段是：一类水溶性光引发剂，其结构为：

水溶性光引发剂的制备反应方程式为：

所述水溶性光引发剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1)在溶剂中加入2-羟基-1-(4-(2-羟乙氧基)苯基)-2-甲基丙酮(Darocur2959)和酸酐，加热条件下搅拌；

步骤2)在步骤1)的混合物中加入催化剂无水AlCl₃反应1小时；

步骤3)反应完成后，过滤除去固体杂质，旋蒸除去溶剂，最后真空干燥除去溶剂和水后，得到中间产物A；

步骤4)在溶剂中加入中间产物A和三乙胺，室温下反应16个小时；

步骤5)反应完成后，用盐酸或者乙酸乙酯洗三次，将溶剂旋蒸除去，用凝胶色谱柱分离进一步提纯，最终得到纯净产物。

具体地，所述酸酐种类较多；

具体地，所述Darocur 2959光引发剂与酸酐的摩尔比为1.5:1；

具体地，所述加热条件的温度为90-110℃；

具体地，所述中间产物A与三乙胺的摩尔比为1:1；

具体地，所述溶剂为甲苯、吡啶、四氢呋喃和四氯化碳中的一种或几种。