[发明专利]一种用于制备光致变色材料的对氟苯偶酰型肟酯类光引发剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种用于制备光致变色材料的对氟苯偶酰型肟酯类光引发剂及其制备方法与应用，本发明涉及高分子材料技术领域。本发明公开的光引发剂是基于固体材料内的自由体积有限而导致光致变色分子在固体材料中的应用受限以及固态光致变色材料的制备工艺复杂而提出的；本发明以对氟苯甲醛、盐酸羟胺和酰氯为主要原料，制备了一类对氟苯偶酰型肟酯类光引发剂；本发明还公开将制备的光引发剂与光固化树脂或单体混合利用光固化技术制备了一种固态光致变色材料；本发明的有益效果在于：(1)所制备的光引发剂合成简单，产率高；(2)该光引发剂能够在UV‑LED光照下能快速地引发光固化树脂或单体聚合制备光致变色材料；(3)该光引发剂能够赋予聚合物膜良好的光致变色性能。

技术领域

本发明涉及一种用于制备光致变色材料的对氟苯偶酰型肟酯类光引发剂及其制备方法与应用，属于高分子材料技术领域。

背景技术

光致变色分子是光致变色材料的核心成分，在光照或加热的条件下，光致变色分子发生化学键的断裂与生成和共轭结构的改变得到不同结构的同分异构体，不同的同分异构体拥有不同的光吸收能力从而赋予材料不同的颜色。宏观表现为光致变色材料在光照或加热下颜色发生变化，这一特性可以被用来制作智能光学材料，比如光转换设备、3D光信息储存设备等。目前，所报道光致变色分子，如偶氮苯类、二芳基乙烯及螺吡喃类分子，一般都需要比较大的自由体积才能完成共轭结构的转变，进而实现材料的光致变色功能。这在一定程度上极大限制了光致变色分子在自由体积有限的固态光致变色材料里的应用，进而也影响了固态光致变色材料的发展。因此设计新型的适用于固态光致变色材料的光致变色分子具有理论意义和应用价值。

光固化技术是利用光引发剂使得具有化学反应活性的液态物质快速转变为固态物质的过程。该技术具有高效、适应性广、经济、节能及环境友好的特点。它已被广泛应用于印刷制版、立体光刻、油墨、涂料、胶粘剂、食品包装及医用生物材料领域。光引发剂分子及其光解产物通常都具有光吸收性能，通过设计光引发剂的结构可以使得光引发剂分子和光解产物表现出不同的颜色，从而达到光致变色的性能，同时利用其引发性能可以通过快速的光固化技术制备光致变色材料，从而简化光致变色聚合物的制备工艺，并为制备光致变色材料提供一种简单、快速和环保的新途径。

发明内容

本发明提供一种用于制备光致变色材料的对氟苯偶酰型肟酯类光引发剂及其制备方法与该光引发剂在固体光致变色材料领域的应用。该光引发剂能够很好地引发单体光聚合生成聚合物膜，同时残存于聚合物膜中的光引发剂具有光致变色性能。与目前已报道的光引发剂和光致变色分子相比，此种光引发剂的合成工艺简单，产率高，在制备和成本上具有很大的优势。同时，本发明的光引发剂作为光致变色分子可用于固体聚合物中，并具有较好的抗疲劳性。本发明通过广泛而深入的研究，通过分子设计制备了一系列用于制备光致变色材料的对氟苯偶酰型肟酯类光引发剂。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

1.一种用于制备光致变色材料的对氟苯偶酰型肟酯类光引发剂，其特征在于：所述光引发剂的化学结构通式如下所示：

其中，R₁选自C1-C16脂肪烃基、芳烷基和苯基；优选为甲基、苯基。

2.一种制备项1所述的用于制备光致变色材料的对氟苯偶酰型肟酯类光引发剂方法，其特征在于：其通用的合成工艺如下所示：

3.根据项2所述的方法，其特征在于：所述光引发剂的制备方法包括以下步骤：

(1)所述步骤a中，将催化剂、对氟苯甲醛和碱加入到反应容器中，在80～120℃下反应24h，随后向反应器中加入适量乙酸以及氧化剂进行氧化反应。将反应物加热回流6h后结束反应，然后用乙酸对粗产品进行重结晶，得到对氟苯偶酰黄色固体；