[发明专利]一种硫杂蒽酮-查尔酮光引发剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种硫杂蒽酮‑查尔酮光引发剂及其制备方法和应用。该硫杂蒽酮‑查尔酮光引发剂的结构如式(I)所示，在式(I)中，所述R为NR₁，其中，R₁选自氢和烷基。本发明提供的硫杂蒽酮‑查尔酮光引发剂，适用于引发丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类单体的自由基聚合，不需要添加溶剂来溶解光引发剂，不需要其他助剂就可以有效的引发单体聚合，引发活性较高。将本发明的硫杂蒽酮‑查尔酮光引发剂与碘鎓盐复配使用，只需要非常少量的光引发剂，即可有效引发环氧类单体发生阳离子聚合，也可引发丙烯酸酯类单体/环氧类单体的混合物发生自由基‑阳离子聚合，形成互穿聚合物网络结构。

技术领域

本发明涉及光引发剂领域，更具体地，涉及一种硫杂蒽酮-查尔酮光引发剂及其制备方法和应用。

背景技术

光固化技术是指在光照下，光引发剂吸收光能，产生自由基、阳离子、阴离子等活性基团，从而引发单体或低聚物发生交联聚合的技术，该技术可广泛应用于光固化涂料、油墨、金属涂层、光刻胶、3D打印等领域。目前光引发剂种类繁多，根据光引发剂的作用机制，光引发剂可以分为自由基型光引发剂和阳离子型光引发剂。

硫杂蒽酮类引发剂是一种被研究广泛的光引发剂，可被用做自由基型光引发剂，也可被用作阳离子型光引发剂。现有的硫杂蒽酮类引发剂，与光固化体系的相容性较差，通常需要外加供氢体实现高引发活性，给光固化材料带来迁移、黄化、毒性等问题。为了适应各种发展的需要，现有技术中对硫杂蒽酮类引发剂作了各种改进。现有技术中公开了含丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的硫杂蒽酮的可见光引发剂，具有较高的引发活性与迁移稳定性，但该引发剂仅限于自由基固化体系。自由基固化对氧气敏感，且辐照固化时体积收缩。阳离子固化对氧气不敏感，固化时体积收缩率小，便于对基材附着，但是暗反应较长，水和碱性物质易导致阳离子阻聚。而自由基-阳离子光固化体系兼顾两种反应的优缺点，具有自由基和阳离子引发协同效应、体积互补效应和性能互补效应，具有广阔的发展前景。因此，设计和合成具有良好的高光引发速率和更环保的能引发自由基-阳离子聚合的光引发剂已成为研究的主要方向。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种更高引发活性的硫杂蒽酮-查尔酮光引发剂。

该硫杂蒽酮-查尔酮类光引发剂的结构式如下式所示：

在式(I)中，所述R为NR₁，其中，R₁选自氢和烷基。

本发明提供的具有式(I)结构的硫杂蒽酮-查尔酮光引发剂是一种单组份光引发剂，这类光引发剂不需要外加溶剂来溶解光引发剂，也不需要助剂就可以更加快速有效引发单体发生自由基聚合。且与碘鎓盐复配时，在用量较少的情况下，即可有效的引发阳离子聚合，也可以有效的引发自由基-阳离子聚合形成互穿聚合物网络结构。此类光引剂具有高引发活性的同时，结构简单，有利于产业化生产。其中，在本发明中，引发剂引发的自由基聚合反应优选为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类单体的聚合，阳离子聚合反应优选为环氧类单体的聚合，自由基-阳离子聚合为丙烯酸酯类/环氧类混杂单体的聚合。

在本发明一个优选实施方式中，式(I)中，R优选为氨基、二甲氨基或二乙氨基。在本发明的实施例中，以R为二甲氨基为例来详述本发明。

本发明的另一目的在于提供具有上述结构的硫杂蒽酮-查尔酮光引发剂在光固化领域中的应用。

其中，该硫杂蒽酮-查尔酮光引发剂可以用于引发自由基聚合、阳离子聚合或自由基-阳离子聚合。自由基聚合优选为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类单体的聚合。阳离子聚合优选为环氧类单体的聚合。自由基-阳离子聚合优选为丙烯酸酯类/环氧类混杂单体的聚合。

在本发明一个优选实施方式中，丙烯酸酯类单体或甲基丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯或丙烯酸-β-羟乙酯，优选为1,6-己二醇二丙烯酸酯。