一类双给电子芳胺类光敏剂及其在可见LED光固化的应用制造技术

本发明专利技术公开一类双给电子芳胺类光敏剂，该类光敏剂的结构特点是具有芳胺类双给电子共轭基团，结构通式如Ⅰ。该类光敏剂与一般所报道的可见光引发体系相比，该类光敏剂在可见光区具有强吸收且合成方法简单，可应用在可见LED光源的自由基和阳离子固化体系中，具有应用潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光功能有机分子
，具体涉及一类双给电子芳胺类光敏剂及在可见LED光源光固化的应用。
技术介绍
紫外光固化技术已经被广泛应用于许多工业领域如：印刷、油墨、涂层、粘合剂、光学器件、电子电路等。近年来，在新兴的数字存储、三维精密加工等领域也有涉及。与热聚合或热固化相比，它具有固化速率快、设备简单占地面积小、可室温操作、少污染、固化产物性能优异等特点，是一种环境友好的绿色技术。但紫外光固化存在许多弱点：①紫外辐射对人体有害、环保安全性差，设备要求高；②紫外光穿透力弱，光固化配方中一些具有共轭结构的组分或色素物质对紫外光有较强吸收，导致光强衰减严重、固化不彻底、光固化膜性能差；③易产生臭氧污染环境等。为此，发展了可见光固化技术，近些年来，摈弃了紫外光固化技术缺点的可见光固化正以其广泛的适应性越来越多地得到大家的研究和关注。可见光固化技术的关键在于寻求能够高效引发固化的可见光引发剂或引发体系。目前获取可见光引发剂有以下几种途径：①改造现有的紫外光引发剂，增加分子的共轭结构使其光吸收红移至可见光区；②利用可见光区有吸收的光敏染料作为光敏剂，配合共引发剂和增效剂组成可见光引发体系；③开发和发现新结构的可见光光敏剂；④现有可见光光敏剂的功能化改性，以提高应用性能。国外JacquesLalev′ee课题组、Yagci课题组、Previtali课题组、Fouassier课题组和国内的聂俊课题组、肖朴课题组，分别基于这四种<br>途径开发了许多结构新颖的可见光引发体系，许多其他的研究者们也在致力于此项工作的研究。但是现有的光敏剂剂使用时存在着溶解性不好、感光度提升效果不佳，光固化时间较长，光固化效率较低，匹配的光源波长较短，更加偏向紫外灯光源，因此，合成出具有长波长的吸收，具有更好的光敏性能的光敏剂成为该领域的研发热点。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一类双给电子芳胺类光敏剂，合成的新型光敏剂能够显著提高提升可见LED（455nm-532nm）光源照射下的光固化效率，应用性能优异，从而有助于可见LED光固化技术的推广。本专利技术上述的光敏剂的合成结构通式如下：其中，R1为含氮或硫的芳香杂环，其中为三苯胺、咔唑、卟啉、噻吩、苯并噻吩、苯并咪唑、N-苯基咔唑、吩噻嗪。R2为C1到C10的直链或支链烷基；作为优选方案，在本专利技术结构式（Ⅰ）所示的光敏剂中：R1选自:三苯胺、咔唑、卟啉、噻吩、苯并噻吩、苯并咪唑、N-苯基咔唑、吩噻嗪；作为优选方案，在本专利技术结构式（Ⅰ）所示的光敏剂中：R2选自：CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、(CH3)2CH2-、CH3(CH2)3-、CH3(CH2)4-、CH3(CH2)5-、CH3(CH2)6-、CH3(CH2)7-。本专利技术结构式（Ⅰ）所示光敏剂在可见-LED光固化体系的应用，使用的光固化的激光光源波长的范围为455-532nm。其光固化体系分为阳离子光固化体系和自由基光固化体系。阳离子光固化体系的预聚单体为E51，光引发剂为二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐，茂铁盐。该体系的按质量百分数计组成如下：双给电子芳胺类光敏剂：0.05wt%~0.8wt%；阳离子型光引发剂：0wt%~5wt%；预聚单体：50wt%~95wt%；助剂：1wt%~25wt%；自由基光固化体系的预聚单体为TPGDA，光引发剂为二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐，助剂为N-甲基吡咯烷酮。自由基光固化体系其特征在于该体系的按质量百分数计组成如下：双给电子芳胺类光敏剂：0.05wt%~0.8wt%；自由基型光引发剂：0wt%~5wt%；预聚单体：50wt%~95wt%；助剂：1wt%~25wt%。本专利技术相比具有以下优点和效果：(1)本专利技术所述的光引发体系可用于引发自由基固化、阳离子固化的可见光固化。本发明的光引发体系经可见光绿色波段辐照，可有效引发自由基单体/低聚体，阳离子单体/低聚体的有效光固化。(2)本专利技术的光引发体系与一般所报道的可见光引发体系相比，感光波段更长，吸光能力更强，分子结构简单，易于制备，成本低廉，能够有效引发自由基和阳离子固化体系，具有工业化应用潜力。所采用的光引发剂二芳基碘鎓盐和三芳基硫鎓盐，均是常规的光引发体系组分，因此具备工业化应用潜力。附图说明图1两种双给电子芳胺类光敏剂的结构图图2为TPN的1HNMR.图3为CPN的1HNMR.图4自由基光固化体系中TPGDA的双键转换率图。图5阳离子光固化体系中E51的双键转换率图。具体实施方式下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本专利技术的实施并不局限于下面的实施例，对本专利技术所做的任何形式上的变通或改变都将落入本专利技术保护范围。在本专利技术中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。对实施例中的测试方法进行以下说明：本专利技术中，所公开的光固化体系的固化转化率是通过傅立叶变换近红外光谱技术进行监测：（1）将配制好的样品均匀涂在在两片玻璃之间的橡胶圈(直径固定)中，通过可见LED光源在室温下辐射，每个样品通过近红外扫描重复实验三次。需要说明的是，同一样品点在可见光源下每隔一段时间辐照一次立即进行一次红外扫描。此外，光源在使用前要先调节照度至适宜值。（2）阳离子型光固化体系是通过傅立叶变换近红外光谱技术监测在6072cm-1附近处其环氧基团特征吸收峰随光照时间的变化，通过计算得到体系环氧转化率随光照时间的变化曲线。环氧转化率计算公式如下：环氧转化率%=[1-(St/Rt)/(S0/R0)]×100%其中,St是光照时间t时所对应的环氧基团特征峰面积；Rt是光照时间t时所对应的参比峰面积；S0是t=0时所对应的环氧基团特征峰面积；R0是t=0所对应的参比峰面积。（3）自由基型光固化体系是通过傅立叶变换近红外光谱技术监测其在6167cm-1附近处双键基团特征吸收峰面积随着光照时间的变化，通过计算得到体系的双键转化率随光照时间的变化曲线。双键转化率计算公式如下:双键转化率%=[1-(St/S0)]×100%其中,St是光照时间t时所对应的环氧基团特征峰面积；S0是t=0所对应的环氧基团特征峰面积。实施例1增感剂TPN的合成合成过程见下式:在100ml单口瓶内加入N-乙基-6-溴吩噻嗪-3-醛(0.2409g,0.8mmol)、Pd(PPh3)2Cl2(8.5mg,0.01本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类双给电子芳胺类光敏剂，其特征在于所述的结构式为：其中，R1为含氮或硫芳香杂环，其中为三苯胺、咔唑、卟啉、噻吩、苯并噻吩、苯并咪唑、N‑苯基咔唑、吩噻嗪；R2为C1到C10的直链或支链烷基。

【技术特征摘要】
1.一类双给电子芳胺类光敏剂，其特征在于所述的结构式为：
其中，R1为含氮或硫芳香杂环，其中为三苯胺、咔唑、卟啉、噻吩、苯并噻吩、苯并咪唑、N-
苯基咔唑、吩噻嗪；
R2为C1到C10的直链或支链烷基。
2.根据权利保护书1所述，其结构特征在于：R1选自:三苯胺、咔唑、卟啉、噻吩、苯并噻
吩、苯并咪唑、N-苯基咔唑、吩噻嗪。
3.根据权利保护书1~2所述，其结构特征在于：R2选自：CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、
(CH3)2CH2-、CH3(CH2)3-、CH3(CH2)4-、CH3(CH2)5-、CH3(CH2)6-、CH3(CH2)7-。
4.根据权利要求书1~3所述的具有结构式（Ⅰ）的一类双给电子芳胺类光敏剂在可见-
LED光固化体系的应用。
5.根据权利要求书4所述，其应用特征在于，光固化的激光光源波长的范围为455-
532nm。
6.根据权利要求书4~5所述，其应用特征在于，光固化体系分为阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，周腾飞，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11