[发明专利]一种可见光引发剂体系及其应用

说明书

本发明公开一种可见光引发剂体系及其应用。该可见光引发剂体系包括光敏剂和助引发剂；所述助引发剂为氨基酸类化合物；其中，所述光敏剂和助引发剂的质量比为1:0.5‑20。该可见光引发剂体系可迅速产生自由基，高效引发单体/低聚物发生聚合/交联，并且展现较好的光漂白特性，有助于深层光固化，有效解决了传统紫外光固化技术固化深度浅、存在安全隐患的问题。此外，该可见光引发剂体系还具有良好的生物安全性，有效克服光引发剂生物毒性大的缺点，因此，在3D打印、生物支架和水凝胶敷料制备等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及光功能材料领域。更具体地，涉及一种可见光引发剂体系及其应用。

背景技术

光固化技术，又称光聚合技术，是利用光或电子束为能量，引发流动态材料快速聚合或交联成固态材料的技术，具有绿色、高效、节能、环保等特点。传统的紫外光固化技术已经在涂料、胶黏剂、印刷电路板和3D打印等领域得到广泛的应用，然而该技术也存在一定的固有缺陷，比如产生大量臭氧以及固化深度浅等。此外，紫外光的光子能量较高，会对生物活性组分(细胞、酶以及蛋白质等)具有潜在的损害作用，存在一定生物安全隐患，这也限制了光固化技术在一些新兴领域(例如生物3D打印和生物医学等)的应用。

在光固化反应中，光源的选择是由光引发剂的吸收光谱决定的，光引发剂的吸光效率和活性物种量子产率决定着光固化反应的速率和效率。因此，开发性能优异的可见光引发剂，发展可见光固化能有效解决传统紫外光固化技术存在的问题，拓展光固化技术的应用范围。由于阳离子聚合光引发剂的种类和适用范围远小于自由基聚合光引发剂，在这里仅讨论自由基光引发剂。根据产生自由基的机理不同，光引发剂主要分为裂解型(Type I型)和夺氢型(Type II型)两种类型。由于单个可见光光子所具有的能量通常不能满足光引发剂分子断键所需的能量，常见的可见光引发剂大多是由光敏剂和助引发剂组成的TypeII型光引发剂，如光敏剂/三级胺(CN03105102.2)、光敏剂/六芳基双咪唑(CN107573443)和光敏剂/碘鎓盐、硫鎓盐类化合物(CN107936146A)等。目前，具有较高生物安全性的光敏剂主要有樟脑醌、核黄素和呫吨类化合物等，他们的吸收光谱基本可以覆盖整个可见光区。然而，可供选择的助引发剂大多生物安全性较差，有的还存在着刺激性气味，具有一定毒性。因此，开发与上述光敏剂相匹配且具有较高生物安全性的助引发剂也成为发展可见光引发剂的关键。

发明内容

为解决上述问题，本发明的第一个目的在于提供一种可见光引发剂体系，由光敏剂和助引发剂组成。该可见光引发剂体系的光敏剂和助引发剂选用生物安全性较高的原料，并且可高效利用可见光光源，引发单体/低聚物发生聚合/交联。此外，该可见光引发剂体系还具有较好的光漂白特性，有助于深层光固化。

本发明的第二个目的在于提供一种如上所述的可见光引发剂体系在光固化技术领域中的应用。

本发明的第三个目的在于提供一种包含上述可见光引发剂体系的光固化材料。

本发明的第四个目的在于提供一种制备如上光固化材料的方法。

为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：

本发明公开一种可见光引发剂体系，包括光敏剂和助引发剂；所述助引发剂为氨基酸类化合物；

其中，所述光敏剂和助引发剂的质量比为1:0.5-20；示例性地，所述光敏剂和助引发剂的质量比可以为1:0.5、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19、1:20等等。