一种蒽系增感剂及其在UV-LED光固化体系中的应用制造技术

本发明专利技术公开一种如式（I）所示的蒽系增感剂，该增感剂与现有光引发剂有很好的适配性，应用于光固化组合物时能够显著提升UV-LED光源照射下的固化效率，应用性能优异，从而有助于UV-LED光固化技术的推广和应用（I）。

【技术实现步骤摘要】
一种蒽系增感剂及其在UV-LED光固化体系中的应用
本专利技术属于有机化学领域，具体涉及一种蒽系增感剂及其制备方法，以及该增感剂在紫外发光二极管(UV-LED)光固化体系中的应用。
技术介绍
紫外光固化技术应用非常广泛，其所用光源主要是长波段的紫外光源(如汞灯)，但这类光源在光固化技术发展进程中存在诸多不足，如易产生紫外光损害、电力消耗较高、生产效率不高等。有鉴于此，UV-LED被认为是一种前景良好的替代光源，其具有单峰波长分布的特点，可减少短波长紫外光引起的损害，节省电力消耗，同时也有助于提高生产效率。然而应用中发现，传统紫外光固化体系在使用UV-LED光源后很多都无法顺利固化或固化效果不佳，造成该现象的原因是能量无法很好地实现传递，而这也成为限制UV-LED光固化技术发展和推广的关键因素。研究认为，在光固化体系中加入合适的增感剂是解决上述问题的有效途径。在基本不改变光固化组合物体系的前提下，通过添加少量增感剂可以达到不断吸收和传递能量的目的。这对于光固化技术来说是成本很低的改进方式，且能够确保上述UV-LED光固化技术的优点。因此，开发能够与现有光引发剂相匹配且适用于UV-LED光源的增感剂也就成为了当前光固化领域的一个研究热点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种蒽系增感剂，该增感剂与现有光引发剂(如1173、184、BDK、907等)有很好的适配性，应用于光固化组合物时能够显著提升UV-LED光源照射下的固化效率，应用性能优异，有助于UV-LED光固化技术的推广和发展。本专利技术的上述蒽系增感剂，其具有如式(I)所示的化学结构：其中，R1代表C1-C20的n价烃基，其中的-CH2-可任选地被-O-取代，前提是两个-O-不直接彼此相连；X代表氢、C1-C10的直链或支链烷基、C1-C10的烷氧基；n代表大于0的整数。作为优选方案，在本专利技术式(I)所示蒽系增感剂中，R1代表C1-C8的直链或支链烷基、C7-C12的芳烷基、C2-C6的直链或支链亚烷基、C3-C12的3价烷基，这些基团中的-CH2-可任选地被-O-取代，前提是两个-O-不直接彼此相连。特别优选地，R1选自下列基团：CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、(CH3)2CH-、CH3-(CH2)3-、CH3-(CH2)4-、CH3-(CH2)5-、CH3-(CH2)6-、CH3-(CH2)7-、C6H5-CH2-、C6H5-(CH2)2--、C6H5-(CH2)3-、C6H5-(CH2)4-、-CH2CH2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)5-、CH(CH2CH2-)3、CH(CH2CH2CH2-)3、CH(CH2-O-CH2-)3。作为优选方案，在本专利技术式(I)所示蒽系增感剂中，X代表氢、C1-C4的直链或支链烷基、C1-C4的烷氧基。特别优选地，X选自H、CH3-、CH3CH2-、CH3-O-、CH3CH2-O-。在本专利技术式(I)所示蒽系增感剂中，n优选为1、2、3、4。本专利技术还提供上述式(I)所示蒽系增感剂的制备方法，包括以下步骤：(1)原料1与丁二酸酐反应生成中间体1；(2)中间体1与醇R1-(OH)n发生酯化反应，得到目标产物；反应过程式如下所示：步骤(1)的反应在有机溶剂中进行，这里对溶剂种类并没有特殊限定，只要能够溶解反应试剂且对反应无不良影响即可，例如二氯甲烷、二氯乙烷、吡啶、甲苯等。反应温度根据反应试剂的种类而有所差异，通常在20-150℃之间，这对于本领域技术人员来说是容易确定的。步骤(2)的酯化反应是在催化剂存在条件下进行，所述催化剂优选是浓硫酸。根据反应体系的实际情况(如反应试剂种类)，体系中可选择性地添加或不添加溶剂，使用的溶剂种类并没有特别限定，只要其能够溶解反应试剂且对反应无不良影响即可，例如可以是甲苯、苯、二甲苯等常规烃类溶剂。酯化反应温度根据反应试剂的种类而有所差异，通常在20-150℃之间，这对于本领域技术人员来说是容易确定的。在制备上述式(I)所示增感剂的过程中，使用的反应试剂都是现有技术中的已知化合物，可通过商购获得或由现有的合成方法方便地制得。本专利技术式(I)所示的蒽系增感剂可用于UV-LED光固化体系。在UV-LED光源作用下，该增感剂与现有光引发剂特别是1173、184、BDK、907等有极佳的协同功效，能够显著提升UV-LED光源照射下的固化效率，具有优异的应用性能。附图说明图1是不同情况下甲基丙烯酸羟乙酯双键转化率图。具体实施方式以下将结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但不应将其理解为对本专利技术保护范围的限制。制备实施例实施例1(1)中间体1a的制备向1000mL的四口烧瓶中加入原料9-羟基蒽194g、丁二酸酐100g、二氯甲烷200mL，40℃加热回流，液相跟踪至反应不再发生变化，关闭反应，将反应液倒入水中，搅拌，分出二氯甲烷层，水洗，旋蒸二氯甲烷层，得中间体1a268g。中间体1a的结构经1H-NMR得到确认，表征结果如下。1H-NMR(CDCl3,500MHz):2.5065-2.6432(4H,t),7.3149-8.2388(9H,m)，10.9921-11.9828(1H,s)。(2)化合物1的制备向500mL的四口烧瓶中加入147g中间体1a、100mL甲醇、70％浓硫酸3g，并连接蒸馏装置及分水器，在分水器中加入5mL甲苯，70℃加热回流，边反应边蒸出反应产生的水份，液相跟踪反应至不再发生变化，即得产物粗品，乙腈重结晶得白色固体，烘干得产物148g，纯度99％，即为化合物1。产物结构经1H-NMR得到确认，表征结果如下。1H-NMR(CDCl3,500MHz):2.5804-2.6654(4H,t),3.5912(3H,s),7.33493-8.2543(9H,m)。实施例2向500mL四口烧瓶中加入中间体1a147g、乙二醇100mL、70％浓硫酸8g、甲苯100mL，并连接蒸馏装置及分水器，在分水器中加入5mL甲苯，110℃加热回流，边反应边蒸出反应产生的水份，液相跟踪反应至不再发生变化，接着蒸馏除去多余的甲苯，水洗除去乙二醇，石油醚重结晶得白色粘稠物146g，收率95％，纯度99％，即为化合物2。产物结构经1H-NMR得到确认，表征结果如下。1H-NMR(CDCl3,500MHz):2.4692-2.6144(8H,t),4.3329-4.4128(4H,t),7.3951-8.2196(18H,m)。实施例3-10参照实施例1和2的方法，合成化合物3-8，其结构和相应的1H-NMR数据列于表1.表1性能评价通过配制示例性光固化组合物(即感光性树脂组合物)，对本专利技术式(I)所示增感剂的应用性能进行评价。1、配制感光性树脂组合物参照如下比例和表2中所示的具体配方，配制感光性树脂组合物。表22、成膜性能测试(1)高压汞灯下成膜性能测试将上述组合物在黄光灯下搅拌，取料于PET模板上滚涂成膜，在90℃下干燥5min除去溶剂，形成膜厚约2μm的涂膜。将形成有涂膜的基板冷却至室温，用高压汞灯(曝光机型号RW-UV70201，光强50mW/cm2)照射对涂膜进行曝光，曝光时间120s，观察其是否能够固化成膜。(2)UV-LED光源下成膜性能测试将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蒽系增感剂，其具有如式（I）所示的化学结构：（I）其中，R1代表C1‑C20的n价烃基，其中的‑CH2‑可任选地被‑O‑取代，前提是两个‑O‑不直接彼此相连；X代表氢、C1‑C10的直链或支链烷基、C1‑C10的烷氧基；n代表大于0的整数。

【技术特征摘要】
1.一种蒽系增感剂，其具有如式(I)所示的化学结构：其中，R1代表C1-C8的直链或支链烷基、C7-C12的芳烷基、C2-C6的直链或支链亚烷基、C3-C12的3价烷基，这些基团中的-CH2-可任选地被-O-取代，前提是两个-O-不直接彼此相连；X代表氢、C1-C4的直链或支链烷基、C1-C4的烷氧基；n为1、2或3。2.根据权利要求1所述的蒽系增感剂，其特征在于，式(I)中R1选自下列基团：CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、(CH3)2CH-、CH3-(CH2)3-、CH3-(CH2)4-、CH3-(CH2)5-、CH3-(CH2)6-、CH3-(CH2)7-、C6H5-CH2-、C6H5-(CH2)2--、C6H5-(CH2)3-、C6H5-(CH2)4-、-CH2CH2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱晓春，胡春青，于培培，
申请(专利权)人：常州强力电子新材料股份有限公司，常州强力先端电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32