專利名稱：一種用于uv-led固化的光引發(fā)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光引發(fā)劑及其制備方法，特別是一種用于UV-LED固化的光引發(fā)劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
光固化是指單體、低聚體或聚合體基質(zhì)在光誘導(dǎo)下的固化過(guò)程，光引發(fā)劑是ー種能吸收輻射能，經(jīng)激發(fā)發(fā)生化學(xué)變化，產(chǎn)生具有引發(fā)聚合能力的活性中間體(自由基或陽(yáng)離子)的物質(zhì)。光引發(fā)劑是光固化產(chǎn)品的關(guān)鍵組分，它對(duì)光固化產(chǎn)品的光固化速率起決定性作用。目前，光固化技術(shù)主要為紫外光固化，光源主要是高壓汞燈，其發(fā)射光譜中365nm、 313nm、302nm、254nm譜線非常有用，許多光引發(fā)劑在上述波長(zhǎng)均有較大吸收，雖然UV汞燈能提供有效的紫外光源，但在其輻射過(guò)程中也有一些明顯的缺陷I、UV汞燈的使用量大，一臺(tái)光固化設(shè)備使用UV汞燈少則ト2支，多則6-8支。2、—汞燈的功率很大，31(1-20鼎不等，耗電量巨大。3、傳統(tǒng)UV汞燈發(fā)熱量很大，對(duì)固化基材選擇局限性很大。4、傳統(tǒng)UV汞燈啟動(dòng)慢，預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)，只適合連續(xù)工作，對(duì)正常生產(chǎn)造成浪費(fèi)，靈活性很差。5、大量的使用汞燈勢(shì)必會(huì)造成汞污染。LED光源憑借其節(jié)能、環(huán)保、耐用及其卓越的發(fā)光性能在民用照明領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，UV-LED光源在輻射固化行業(yè)中的應(yīng)用也逐漸得到了開發(fā)，涉及到エ農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的眾多領(lǐng)域，如光學(xué)加工，激光和光通訊產(chǎn)品制造，IXD和觸摸屏封裝、醫(yī)療產(chǎn)品粘結(jié)、PCB曝光、視覺(jué)檢測(cè)等等，較傳統(tǒng)的UV汞燈固化，UV-LED固化具有如下優(yōu)點(diǎn)I、UV光純度高；2、耗電量低，使用壽命長(zhǎng)，與汞燈相比節(jié)能70%，降低了維護(hù)成本；3、冷光源照射適合多種基材，尤其是塑料薄膜等溫度敏感性材料；4、適合即開即關(guān)，操作簡(jiǎn)單，適合系統(tǒng)集成；5、能量集中98%以上的光輸出都在紫外波段；6、輸出功率穩(wěn)定,連續(xù)可調(diào)；正因?yàn)閁V-LED相對(duì)傳統(tǒng)的UV汞燈體現(xiàn)出了巨大的優(yōu)越性，UV-LED固化必定是未來(lái)光固化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，然而，由于UV-LED光源本身發(fā)光光譜很窄，能量集中，要結(jié)合LED光引發(fā)劑才能達(dá)到很好的引發(fā)效果，在現(xiàn)有的光引發(fā)劑中，只有?；趸?、噻噸酮這兩類光引發(fā)劑在長(zhǎng)波(365nm-395nm)區(qū)域有一定的吸收，勉強(qiáng)可以和LED光源配套使用。噻噸酮在曝光后容易發(fā)黃，由此形成穩(wěn)定性有限的降解產(chǎn)物，結(jié)果保存時(shí)發(fā)生原始黃移，這在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍，酰基氧化膦具有一定的光漂白作用，有效的克服了黃變現(xiàn)象，但是其365nm-395nm區(qū)域的吸收仍然有限，不能提供足夠的引發(fā)活性。因此，急需開發(fā)ー種在365nm-395nm區(qū)域有較強(qiáng)吸收,引發(fā)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生黃變的紅移光引發(fā)劑。咔哆具有雙光子吸收的性能.并且有良好的剛性共軛平面，電子離域性好，具有強(qiáng)的分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移性能和優(yōu)良的光電性質(zhì)為其衍生物作為良好的光引發(fā)劑提供了有利的條件。設(shè)計(jì)合成新型的咔唑衍生物引發(fā)劑成為近年來(lái)光固化領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一?；谶沁虻墓庖l(fā)劑的研發(fā)大多集中在咔唑肟酯類，如美國(guó)專利US2004/0170924A1、US2006/0241259A1、US2008/0096115A1、US2010/0136491A1、US2010/0086881A1公布了多種單或多官能團(tuán)的咔唑基肟酯類光引發(fā)劑，咔唑基肟酯類光引發(fā)劑雖然引發(fā)活性高，但其合成步驟多，產(chǎn)物穩(wěn)定性欠佳。中國(guó)專利CN102250115A報(bào)道了一種咔唑環(huán)衍生型芳香酮化合物，通過(guò)在咔唑芳環(huán)上引入不同的活性基團(tuán)構(gòu)造了雙或多官能團(tuán)光引發(fā)劑，但這些化合物在長(zhǎng)波區(qū)域的吸收
還是很有限并且有些結(jié)構(gòu)光解后不可避免的會(huì)產(chǎn)生氣味、黃變等現(xiàn)象。因此，仍需要開發(fā)出在LED曝光時(shí)具有高固化速度且合成エ藝簡(jiǎn)單光引發(fā)劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于UV-LED固化的光引發(fā)劑及其制備方法。具體而言，提供一類新穎的咔唑基?；趸?fù)合體或以咔唑氮原子聯(lián)接的多元的咔唑基?；趸?fù)合體光引發(fā)劑及其制備方法，該光引發(fā)劑在365nm-395nm區(qū)域具有較強(qiáng)的吸收，是ー種適用于大功率UV-LED紫外光固化的光引發(fā)劑。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為一種用于UV-LED固化的光引發(fā)劑，其化學(xué)結(jié)構(gòu)如式(I)或式(II)所示
權(quán)利要求
1.一種用于UV-LED固化的光引發(fā)劑，其特征在于，該光引發(fā)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)如式(I)或式(II)所示
2.如權(quán)利要求I所述的光引發(fā)劑，其特征在干，Q中含有不超過(guò)6個(gè)的氮、硫或氧原子，n く 4。
3.如權(quán)利要求I所述的光引發(fā)劑，其特征在干，Q由多元鹵代烴衍生。
4.如權(quán)利要求I所述的光引發(fā)劑，其特征在于，式(I)所示光引發(fā)劑具體包括式(III)至式(XII)所示的化合物
5.如權(quán)利要求1所述的光引發(fā)劑，其特征在于，式(II)所示光引發(fā)劑具體包括式(XIII)至式(XX)所示的化合物
6. 一種制備權(quán)利要求1所述式(I)化合物的方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)制備N-烴基化的咔唑； (2)由上述N-烴基化的咔唑制備羧基化的N-烴基化咔唑； (3)由上述羧基化的N-烴基化咔唑制備羧基酰鹵化的N-烴基化咔唑； (4)制備如式(XXI)所示的化合物
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，R為C1-C4的烷基。
8.一種制備權(quán)利要求I所述式(II)化合物的方法，其特征在于，包括如下步驟 (O制備由聯(lián)接基團(tuán)Q聯(lián)接的N-聯(lián)多元咔唑； (2)由上述N-聯(lián)多元咔唑制備羧基化的N-聯(lián)多元咔唑； (3)由上述羧基化的N-聯(lián)多咔唑制備羧基酰鹵化的N-聯(lián)多元咔唑； (4)制備如式(XXI)所示的化合物
9.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，R為C1-C4的烷基。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述制備方法，其特征在于，Q為以下多元鹵代烴除去鹵素之后的殘基
全文摘要
本發(fā)明公布了一種適用于UV-LED固化的光引發(fā)劑的結(jié)構(gòu)及其制備方法，該咔唑基酰基氧化膦類光引發(fā)劑電子離域性好，具有強(qiáng)的分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移性能和優(yōu)良的光電性質(zhì)，在長(zhǎng)波區(qū)域(365nm-395nm)有較強(qiáng)的吸收，適用于大功率UV-LED紫外光固化，克服了傳統(tǒng)汞燈固化耗能高、污染重的缺點(diǎn)，同時(shí)大分子的結(jié)構(gòu)也使其摒棄了小分子光引發(fā)劑遷移性強(qiáng)，易黃變的缺陷。
文檔編號(hào)C08F2/48GK102863559SQ20121038002
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者葉正培, 魯祥勇 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙新宇高分子科技有限公司