本发明专利技术提供了一种适用于UV-LED光源固化的新的噻吨酮类光引发剂，且能在长波区（365-395nm）有较强的吸收，适用于UV-LED光源固化，克服了传统固化耗能高、污染重的缺点。同时该类光引发剂具有低气味的光引发剂，在光聚合后具有低提取性、低迁移性和低挥发性的特点，相对于现有技术这类光引发剂具有相当大的优势。
【技术实现步骤摘要】
一种新的噻吨酮类光引发剂及在UV-LED光固化的应用
本专利技术涉及一种新的噻吨酮类光引发剂，该类光引发剂可用于LED紫外光固化。
技术介绍
目前，光固化技术主要为紫外光固化，光源主要是高压汞灯，高压汞灯产生的辐射光谱范围宽广，其中紫外区的辐射量非常显著，尤其是UVC、UVB、UVA和UVV区域（UVC:280nm以下；UVB:280-320nm；UVA:320-390nm；UVV:390nm以上）。该光谱宽度可以让人们根据光源的类型和强度以及配方中物质的种类来选择合适的光引发剂，进而优化丙烯酸酯型油墨、涂料、粘合剂、密封剂和复合材料的固化，从而阻断或吸收紫外光（例如颜料和填料）。传统汞灯辐射出的无固化作用的射线占70%～75%，其中最多的是高能量的红外光，它们能产生大量的热量。典型的汞灯保持凉爽需要大量流动的气流，因此需要消耗额外的能量。如此高流量的气流使得采用惰性气体来改善表面固化性能变得没有实用价值（昂贵的惰性气体会随着空气的冷却不断地消耗掉）。除此之外，还有一些明显的缺陷：1、传统汞灯的使用量大，一台光固化设备使用汞灯少则1-2支，多则6-8支；2、传统汞灯的功率大，3-20KW不等，耗电量巨大；3、传统汞灯发热量很大，对固化基材选择局限性很大；4、传统汞灯启动慢，预热时间长，只适合连续工作，对正常生产造成浪费，灵活性很差；5、大量的使用汞灯会造成汞污染。而新兴的UV-LED光源目前已经取得了长足进展。UV-LED光源是利用光电转换原理，芯片中的电子和正电荷在移动过程中碰撞结合转化成光能，现在有许多商业用途，如油墨、光学加工，激光和光通讯产品制造，医疗产品粘结等等，较传统汞灯，有很多优点：1、冷光源，节能广泛地用于热敏基材；2、具有“即开即关”的性能，无需预热，开机后即100%输出紫外光，操作简单；3、接近单光谱，谱宽很窄；4、使用寿命长，更持久的UV光源，可达25000h以上；5、输出功率稳定，连续可调。UV-LED光源因其节能、环保、耐用及其卓越的发光性能等巨大的优越性，必定是未来光固化技术的发展趋势。但是由于UV-LED光源辐射波峰单一，能量聚集在某个狭窄的紫外光谱段，且目前市场上UV-LED光源的波峰大多数集中在395～405nm。和UV-LED光源相匹配的紫外光引发剂还很有限，目前噻吨酮和酰基氧化膦类光引发剂可以与UV-LED光源相匹配，但是二者的有机相容性较差，分子量小，具有小分子的一些缺点，因此急需开发与UV-LED光源相匹配的、具有更强吸光能力和更高引发活性的光引发剂，尤其是具有高活性、低气味、低挥发、低迁移且能与现有UV-LED光源相匹配的光引发剂，我们发现有一类光引发剂可以满足环境和现有UV-LED光源的需要。CN200410093977.9公开了一类噻吨酮-2-羧酸衍生物表现低挥发、低提取、低迁移的特性，但是制备这类化合物的原料成本高，其光引发活性也低于噻吨酮-4-羧酸衍生物，实际应用受到一定限制。CN201010218422.8公开了噻吨酮-4-羧酸聚乙二醇-200-双酯、噻吨酮-4-羧酸聚乙二醇-300-双酯、噻吨酮-4-羧酸聚四氢呋喃-250-双酯表现出高活性、低挥发、低提取、低迁移的特性，但是这类化合物的熔点不高，不易储存，室温稍高外观难以保持，不能连续生产；相容性不高，增加了提纯的难度，同时也增加了工业化生产的难度。这两类光引发剂都没有提到用于UV-LED光源固化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一类光引发剂克服了现有光引发剂的相容性差、不易提纯、熔点低、难保存等缺点。本专利技术的目的是提供一类相容性好、易提纯、易保存、低提取性、低迁移性和低挥发性光引发剂，且可以用于UV-LED光源固化体系。本专利技术提供了一类高活性、低气味的光引发剂，在光聚合后具有低提取性、低迁移性和低挥发性的特点，可用于食品和药品等包装材料。本专利技术提供的光引发剂为具有下述式（Ⅰ）的结构的化合物：（Ⅰ）其中：n=2-4；b=11-20。本专利技术提供的光引发剂式（Ⅰ）即能保持高活性；同时能保持该类化合物的在室温下外观不变，保证不分气候连续工业生产；该类化合物相容性好，易提纯，解决了工业生产上提纯难的问题。本专利技术提供的光引发剂式（Ⅰ）在室温下能保持外观不变，方便贮存和运输；相容性较好，重结晶提纯能达到很好的效果。本专利技术提供的光引发剂式（Ⅰ）可以方便的制备得到，制备工艺为：事实上，在制备过程中会有小部分单酯式（Ⅱ）生成，实验证明反应过程中生成的双酯式（Ⅰ）一般大于93%，生成的单酯式（Ⅱ）小于5%。（Ⅱ）其中：n=2-4；b=11-20。本专利技术提供的光引发剂噻吨酮羧酸双酯式（Ⅰ），实际上在实际应用中不必保证100%的双酯，有少量单酯式（Ⅱ）不会影响其性能，实验证明单酯也是低提取性、低迁移性和低挥发性的光引发剂，因此可以不用分离提纯双酯和单酯，而是混合使用。本专利技术提供的光引发剂混合物，它包括式（Ⅰ），（Ⅰ）其中：n=2-4；b=11-20；和式（Ⅱ）的混合（Ⅱ）其中：n=2-4；b=11-20。本专利技术提供的光引发剂式（Ⅰ）或光引发剂式（Ⅰ）和式（Ⅱ）混合光引发剂在长波385-405nm范围有较强的吸收，适用于大功率UV-LED紫外光固化，克服了传统汞灯固化耗能高、污染重的缺点。本专利技术提供的光固化组合物，它包含（a）至少一种含烯属不饱和双键化合物和（b）光引发剂式（Ⅰ）或光引发剂式（Ⅰ）和式（Ⅱ）混合光引发剂。含烯属不饱和双键化合物可以含有一个或多个双键。它们可以是低分子量的（单体）或相对高分子量的（低聚物）。包含双键的单体实例为烷基或羟基烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，例如，甲基、乙基、丁基、2-乙基己基-或2-羟基乙基丙烯酸酯，异冰片基丙烯酸酯，或者甲基丙烯酸甲基或乙基酯；硅氧烷丙烯酸酯；丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，N-取代的（甲基）丙烯酰胺；乙烯基酯如乙酸乙烯酯，乙烯基醚如异丁基乙烯醚，苯乙烯，烷基-和卤代苯乙烯，N-乙烯基吡咯烷酮，乙烯基氯或1,1-二氯乙烯。含两个或多个双键的单体如乙二醇、丙二醇、新戊基乙二醇，1,6-己二醇和双酚A的二丙烯酸酯，4,4’-双（2-丙烯酰氧基乙氧基）二苯基丙烷，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯或四丙烯酸酯，乙烯基丙烯酸酯，二乙烯基苯，二乙烯基琥珀酸酯，邻苯二甲酸二烯丙基酯，磷酸三烯丙基酯，异氰尿酸三烯丙基酯和异氰尿酸三（2-丙烯酰乙基）酯。具有相对高分子量（低聚物）多不饱和化合物的实例为丙烯酸化的环氧树脂和聚醚、聚氨基甲酸酯；丙烯酸化或含乙烯基醚基或环氧基的聚酯。不饱和低聚物还可以是不饱和聚酯树脂，它们大多是有马来酸，邻苯二甲酸和一种或多种二醇制备的并且具有大约500-3000的分子量。另外，也可以使用乙烯醚单体和乙烯基醚低聚物，以及以马来酸酯为终端的，具有聚酯、聚氨基甲酸酯、聚醚、聚乙烯醚和环氧主链的低聚物。烯属不饱和化合物还可以是烯属不饱和羧酸和多元醇环氧化合物的酯，和在主链或侧链基上含烯属不饱和基团的聚合物，例如不饱和聚酯，聚酰胺或聚氨基甲酸酯及其共聚物，聚丁二烯或丁二烯共聚物，聚异戊二烯和异戊二烯共聚物，在侧链上含（甲基）丙烯酸基的聚合物和共聚物，在侧链上含（甲基）丙烯酸基的聚合物和共聚物，及一种或多种该聚合物的混合物。不饱和羧酸的例子是丙烯酸、甲基丙本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种噻吨酮类光引发剂，其特征在于其结构式（Ⅰ）：（Ⅰ）其中：n=2‑4；b=11‑20。
【技术特征摘要】
1.一种噻吨酮类光引发剂用于UV-LED光固化，其特征在于其结构式(Ⅰ)：其中：n＝2-4；b＝11-20；或噻吨酮类光引发剂混合物，包含至少一种式(Ⅰ)化合物其中：n＝2-4；b＝11-20；和至少一种式(Ⅱ)化合物其中：n＝2-4；b＝11-20。2.光聚合组合物，它包含：a)至少一种烯属不饱和光聚合化合物和b)作为光引发剂至少一种权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓蒙，罗想，毛桂红，杨天艳，董月国，武瑞，张齐，赵国锋，
申请(专利权)人：天津久日化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
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