有机硅相容的化合物制造技术

本发明专利技术涉及由下式I表示的化合物：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机硅相容的化合物
本专利技术涉及基于与有机硅化学键合的α-羟基-烷基酰苯基团的新型有机硅相容的化合物，通过简单的反应机制生产它们，及其作为光引发剂的用途。本专利技术的化合物吸收在光学透明显示器应用中不被覆盖层所吸收的较长波长紫外光范围(UVV)(即约390纳米或更长的波长)内的光。本专利技术的化合物在有机硅中也是透明且高度可溶的。因此，本专利技术的化合物特别可用于引发包含具有不饱和自由基可固化官能团的有机硅的组合物的光固化。由于其显著的稳定性，本专利技术的化合物不会引起起雾或黄变，并且可用于例如制备光学透明的有机硅密封剂和涂料以及光学透明显示器。
技术介绍
包含易于发生自由基反应的官能团的单体或低聚物的光致聚合是聚合物生产中广泛使用的技术。为了引发反应，光引发剂通常加入到单体或低聚物中，然后将混合物暴露于电磁辐射下。许多光引发剂是可用的，它们可以很容易溶于不饱和有机树脂中并有效地固化它们。然而，许多这些光引发剂在有机硅中溶解性差，因此固化效果不理想。这种光引发剂在储存期间与有机硅基质分离，导致在所生产的任何固化产品中严重的混浊。如果产品打算用于光学透明显示器应用，这是不可接受的。为了增加在有机硅中的溶解度并因此增加与有机硅的相容性，已经提出将光引发剂与有机聚硅氧烷或硅烷化学键合。美国专利4,273,907公开了一类新型有机聚硅氧烷化合物，其包含至少一个与有机聚硅氧烷分子的硅原子化学键合的安息香基团。这样的化合物可以通过在适当的反应促进剂或缩合催化剂存在下，相应地具有与硅键合的卤素原子、氢原子、羟基或烷氧基的有机聚硅氧烷与安息香化合物之间的脱氢卤化、脱氢、脱水或脱醇缩合反应来制备。它们可溶于有机硅组合物并可用作光固化有机聚硅氧烷组合物中的光敏剂。然而，这些化合物没有显示出足够的稳定性，并且在长时间暴露于热和/或UV辐射时容易引起黄变。因此，它们不适合用于高性能透明涂料、封装剂或密封剂中。美国专利4,391,963也公开了新型光敏剂，它们是带有至少一个化学键合的安息香基团的有机聚硅氧烷化合物。然而，这里所述化合物通过烯基取代的安息香与含有至少一个硅键合的氢原子的硅化合物的氢化硅烷化来制备。因此，有机聚硅氧烷部分和安息香基团通过二价烃基键合。这导致抗水解稳定性增加，然而，由于烯基取代的安息香不易获得，必须在单独的反应步骤中合成，因此需要相对复杂的制备方法。美国专利4,536,265也公开了有机聚硅氧烷光引发剂。每个分子中至少一个硅氧烷单元包含通过具有2至10个碳原子的二价烃基键合至硅氧烷单元的硅原子的苯乙酮基光学部分。这种结合基团显示出高度的抗水解稳定性。然而，烯基取代的苯乙酮不容易得到，必须在单独的反应步骤中合成，从而使生产有机聚硅氧烷光引发剂复合物的整个过程复杂。此外，苯乙酮部分在长时间暴露于热和/或UV辐射时容易引起黄变。美国专利5,776,658描述了包含具有化学键合基团的硅烷或有机聚硅氧烷残基的有机硅相容的光引发剂，所述化学键合基团是具有一种或多种光引发剂或光敏剂活性并且具有至少一个位于芳香核上的羰基的化合物的化学键合基团。此外，硅烷或有机聚硅氧烷残基与光学部分的键合是通过二价烃基实现的。该二价烃基连接到位于光学部分的羰基邻位的芳族碳原子上。光引发剂显示出良好的抗水解稳定性。实施例公开了通过一锅反应制备光引发剂。然而，所得产物混合物需要浓缩并通过色谱法处理。所以整个过程非常复杂和耗时。此外，光引发剂的产率相当低，例如在实施例5中仅为17％。EP1072326A2提供了浓缩在制剂表面上的含有硅氧烷的表面活性光引发剂。这些光引发剂用于由含有烯基化合物的制剂生产防刮涂层的方法。该光学部分包含通过桥联单元(Y)连接到硅氧烷残基的硅原子上的芳香环。由于这些光引发剂的表面活性性质，它们不会均匀分布在整个制剂中，因此不适用于高性能透明涂层、封装剂或密封剂。美国专利申请公开号2015/0266907提供了通过简单的一步反应由易获得的起始材料制备的有机硅相容的光引发剂。这些光引发剂在光固化有机硅中具有高度可溶性，并且对热应力、紫外线辐射和水解具有稳定性，以避免任何固化产品的黄变。然而，这些光引发剂吸收较短波长紫外光范围内(即波长小于390纳米)的光。光学透明显示器的覆盖层可能会干扰这些较短波长向位于覆盖层之间的可光固化有机硅的传输。因此，这些光引发剂在用于光学透明的显示器应用中可能较不能有效促进光固化有机硅的固化。制造和使用透明的并且在光固化有机硅中高度可溶的，且对热应力、UV辐射和水解稳定以避免固化产物发生起雾和黄变的化合物是有利的，并且对于所述化合物，约390纳米或更大波长的紫外线对于引发光固化有机硅的固化是有效的。
技术实现思路
本专利技术提供了可通过简单的反应方案从易得的起始材料获得的，可用作有机硅相容的光引发剂的新型化合物。它们是透明的，并且在光固化有机硅中是高度可溶的，并且对热应力、UV辐射和水解稳定，以避免包括这种光引发剂的任何固化产物发生起雾和黄变。此外，由于包含有机硅侧链，本专利技术化合物在固化期间不产生小分子副产物。因此，本专利技术的化合物不会助长固化产物的起雾和黄变。这类化合物特别可用作例如光学透明显示器的生产中的光引发剂。光学透明显示器的覆盖层通常吸收较短波长的紫外光(即波长小于390纳米)。然而，本专利技术的新型有机硅相容的化合物吸收较长波长的紫外光(UVV)(即约390纳米或更大的波长)。因此，这种附加性能使得本专利技术的化合物在光学透明显示器的生产中特别可用作光引发剂。本专利技术人发现基于通过苯基键合到有机硅侧链的α-羟基-烷基酰苯基光学部分(α-hydroxy-alkylphenonephotomoieties)的特定化合物提供了所需性质。在本专利技术的一个方面中，提供了由下式I表示的化合物：其中：R1、R2、R3、R4和R5为相同或不同的，且选自以下组：SIL1-X、氢、C1-C20烷基、C2-C8烯基、C5-C8环烷基、苯基C1-C3烷基和氟；X是任选存在的，并且如果存在的话，是C1-C12烷基；SIL1具有以下通式：(R7SiO3/2)a(R72SiO2/2)b(R73SiO1/2)c其中：R7选自以下组：C1-C20烷基、C2-C8烯基、C5-C8环烷基、烷氧基、苯基和苯基C1-C3烷基；a是正数，b是0或正数，c是0或正数，b/a是0至100，以及c/a是0至10，其中R1、R2、R3、R4和R5中的至少一个是SIL1-X；并且R6选自以下组：C1-C20烷基、C2-C8烯基、C5-C8环烷基、苯基、苯基C1-C3烷基、三甲基苯酚和氟。在本专利技术的另一方面，提供了合成由下式I表示的化合物的方法：其中：R1、R2、R3、R4和R5为相同或不同的，且选自以下组：SIL1-X、氢、C1-C20烷基、C2-C8烯基、C5-C8环烷基、苯基C1-C3烷基和氟；X是任选存在的，并且如果存在的话，是C1-C12烷基；SIL1具有以下通式：(R7SiO3/2)a(R72SiO2/2)b(R73SiO1/2)c其中：R7选自以下组：C1-C20烷基、C2-C8烯基、C5-C8环烷基、烷氧基和苯基C1-C3烷基；a是正数，b是0或正数，c是0或正数，b/a是0至100，以及c/a是0至10，其中R1、R2、R3、R4和R5中的至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通式I的化合物：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通式I的化合物：其中：R1、R2、R3、R4和R5为相同或不同的，且选自以下组：SIL1-X、氢、C1-C20烷基、C2-C8烯基、C5-C8环烷基、苯基C1-C3烷基和氟；X是任选存在的，并且如果存在的话是C1-C12烷基；SIL1具有以下通式：(R7SiO3/2)a(R72SiO2/2)b(R73SiO1/2)c其中：R7选自以下组：C1-C20烷基、C2-C8烯基、C5-C8环烷基、烷氧基、苯基和苯基C1-C3烷基；a是正数，b是0或正数，c是0或正数，b/a是0至100，以及c/a是0至10，其中R1、R2、R3、R4和R5中的至少一个是SIL1-X；并且R6选自以下组：C1-C20烷基、C2-C8烯基、C5-C8环烷基、苯基、苯基C1-C3烷基、三甲基苯酚和氟。2.根据权利要求1所述的光引发剂，其中R3是SIL1-X并且所述SIL1-X选自以下组：3.根据权利要求2所述的光引发剂，其中R1和R5是甲基，以及R2和R4是氢。4.根据权利要求1所述的光引发剂，其中R6选自以下组：苯基、CH3CH2O–和三甲基苯酚基。5.根据权利要求2所述的光引发剂，其中R6选自以下组：苯基、CH3CH2O–和三甲基苯酚基。6.根据权利要求3所述的光引发剂，其中R6选自以下组：苯基、CH3CH2O–和三甲基苯酚基。7.一种化合物，其选自以下组：以及它们的组合。8.一种合成通式I的化合物的方法：其中：R1、R2、R3、R4和R5为相同或不同的，且选自以下组：SIL1-X、氢、C1-C20烷基、C2-C8烯基、C5-C8环烷基、苯基C1-C3烷基和氟；X是任选存在的，并且如果存在的话是C1-C12烷基；SIL1具有以下通式：(R7SiO3/2)a(R72SiO2/2)b(R73SiO1/2)c其中：R7选自以下组：C1-C20烷基、C2-C8烯基、C5-C8环烷基、烷氧基和苯基C1-C3烷基；a是正数，b是0或正数，c是0或正数，b/a是0至100，以及c/a是0至10，其中R1、R2、R3、R4和R5中的至少一个是SIL1-X；并且R6选自以下组：C1-C20烷基、C2-C8烯基、C5-C8环烷基、苯基、苯基C1-C3烷基、三甲基苯酚和氟，所述方法包括以下步骤：1)活化式A的化合物，以生成式B的化合物：其中R1、R2、R3、R4和R5如上所述，但没有一个可以是SIL1-X，2)使所述式B的化合物进行亲核乙酸取代反应，以产生式C的化合物：3)使所述式C的化合物进行水解反应以产生式D的化合物：以及4)使所述式D的化合物与具有式SIL1-X-Cl或SIL1-X-H的化合物发生缩合反应，以产生所述式I的化合物。9.一种组合物，其包含：a)约70至约99.9重量％的光固化有机硅；和b)约0.1至约10.0重量％的通式I的化合物：其中：R1、R2、R3、R4和R5为相同或不同的，且选自以下组：SIL1-X、氢、C1-C20烷基、C2-C8烯基、C5-C8环烷基、苯基C1-C3烷基和氟；X是任选存在的，并且如果存在的话是C1-C12烷基；SIL1具有以下通式：(R7SiO3/2)a(R72SiO2/2)b(R73SiO1/2)c其中：R7选自以下组：C1-C20烷基、C2-C8烯基、C5-C8环烷基、烷氧基、苯基和苯基C1-C3烷基；a是正数，b是0或正数，c是0或正数，b/a是0至100，以及c/a是0至10，其中R1、R2、R3、R4和R5中的至少一个是SIL1-X；并且R6选自以下组：C1-C20烷基、C2-C8烯基、C5-C8环烷基、苯基、苯基C1-C3烷基、三甲基苯酚和氟。10.根据权利要求9所述的组合物，其中R3是SIL1...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭文娟，陆志祥，武豪，张勇，陆征，侯雪龙，
申请(专利权)人：汉高知识产权控股有限责任公司，汉高股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE