一种大分子光引发剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于新材料领域。本发明专利技术涉及一种大分子光引发剂及其制备方法，该方法以芹菜素、溴代烃、二元仲氨基结构物、4‑羟基二苯甲酮衍生物作为原料，经过偶联、缩聚等多步骤反应得到了一种大分子光引发剂材料。该新型大分子光引发剂不仅有效解决目前小分子光引发剂存在氧阻聚或需要添加助引发剂、易迁移造成环境污染等问题的同时，还具有高效抗菌性能，可以预见，该材料将会迎来广阔的市场前景，尤其适用食品包装、医疗、厨卫涂层等领域。

A macromolecular photoinitiator and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种大分子光引发剂及其制备方法
本专利技术涉及一种大分子光引发剂及其制备方法。本专利技术属于新材料领域。
技术介绍
在1968年，德国Bayer公司开发了环保节能型紫外光固化材料，这也是紫外光引发剂概念的首次提出。现如今，科学技术与现代化工业飞速发展，当今材料领域中最为突出的就是紫外光固化材料。紫外光固化材料中光引发剂具有重要地位，且在紫外光固化涂料、胶黏剂、印刷板材、油墨等相关行业得到普及。近几年，节能环保的法律法规进一步完善，对紫外光固化产品有了新的要求，具体标准有：高效性、节能性、适应性、环境友好型、经济性。现阶段光引发剂实际种类较多，依照光解机理能分为自由基与阳离子型。其中，自由基型应用广泛性较强，当前主要可以分为夺氢型与裂解型。夺氢型光引发剂需要与助引发剂配合使用，三级胺为最常用的助引发剂。以往的光引发剂属于小分子光引发剂，其主要不足之处有：高黏度、容易发黄、容易迁移、容易挥发、引发效率较低、存在气味等，这就导致其无法符合工业化生产过程中高效率和环保的发展需求。鉴于上述因素，相关人员需要积极研发新型的光引发剂，而大分子光引发剂能够对以上问题进行有效解决，主要原因是：大分子光引发剂在主链或是侧链上存在诸多光活性基团，在光照条件下其会产生自由基，从而进一步引发单官能团或是多官能团单体加以聚合，让其拥有混溶性、迁移性低、挥发性低、高活性等良好性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中小分子光引发剂存在氧阻聚或需要添加助引发剂、易迁移造成环境污染等问题，提供了一种大分子光引发剂及其制备方法，其使用芹菜素、溴代烃、二元仲氨基结构物、4-羟基二苯甲酮衍生物作为原料，经过偶联、缩聚等多步骤反应得到了一种大分子光引发剂材料，在具有高效光引发效率、难迁移、环保优势的同时，还具有高效抗菌性能，可以预见，该材料将会迎来广阔的市场前景，尤其适用食品包装、医疗、厨卫涂层等领域。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大分子光引发剂，其结构式如下所示：其中，x＝2-4；-R1、-R2、-R3为-OCH3、-Cl、-CH3、-OH、-H中任一种，-R1、-R2、-R3为相互独立的取代基。一种大分子光引发剂的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：步骤(1)：偶联反应，得到芹菜素改性的中间产物I；步骤(2)：缩聚反应，得到中间产物II；步骤(3)：偶联反应，得到中间产物III；步骤(4)：偶联反应，得到大分子光引发剂，即目标产物IV。作为优选，所述步骤(1)具体为：将1mol芹菜素(A)、2-2.4mol溴代烷烃(B)、1-1.2mol碳酸钾加入到70mol有机溶剂a中，加热至100-130℃强力搅拌1-3h，冷却，静置后，将溶液进行真空浓缩，残留组分得到富集；缓缓加入90mol水，搅拌30min，再加入100mol有机溶剂b，搅拌30min，静置分层，取有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，旋蒸，得到中间产物I。作为优选，所述步骤(2)具体为：将1molI、1-1.2mol二元仲氨结构衍生物(C)加入到50mol无水有机溶剂a中，加热至75-85℃，强力搅拌2-5h，冷却，静置，真空浓缩；缓缓加入70mol水，搅拌30min，再加入100mol有机溶剂b，搅拌30min，静置分层，取有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，旋蒸，得到中间产物II。作为优选，所述步骤(3)具体为：将1molII、1-1.2mol溴代烷烃(B)、1-1.2mol碳酸钾加入到50mol有机溶剂a中，加热至100-130℃强力搅拌2-4h，冷却，静置后，将溶液进行真空浓缩，残留组分得到富集；缓缓加入90mol水，搅拌30min，再加入100mol有机溶剂b，搅拌30min，静置分层，取有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，旋蒸，得到中间产物III。作为优选，所述步骤(4)具体为：将1molIII、1-1.2mol4-羟基二苯甲酮衍生物(D)、1-1.2mol碳酸钾加入到50mol有机溶剂a中，加热至100-130℃强力搅拌3-8h，冷却，静置后，将溶液进行真空浓缩，残留组分得到富集；缓缓加入90mol水，搅拌30min，再加入100mol有机溶剂b，搅拌30min，静置分层，取有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，旋蒸，得到大分子光引发剂，即目标产物IV。作为优选，所述有机溶剂a为N,N-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六环或二甲亚砜。作为优选，所述有机溶剂b为乙酸乙酯、氯仿或二甲亚砜。作为优选，所述二元仲氨结构衍生物为哌嗪、高哌嗪、2-甲基哌嗪、2,6-二甲基哌嗪、N,N-二甲基-1,3-丙二胺或N,N-二乙基-1,3-丙二胺。一种光固化清漆，由以下重量份的原料制成：脂肪族聚醚型聚氨酯二丙烯酸酯620253-57份，TMPTA15份，TPGDA15份，丙烯酸丁酯12份，目标产物IV1-5份。作为优选，所述一种光固化清漆的制备方法为：将原材料按重量份混合，涂覆在含有底涂的PET上，在UV光下照射10-180s，得到干膜2μm厚的清漆涂层。本专利技术的提供的新型大分子光引发剂，其制备流程如下：本专利技术的有益效果：(1)本专利技术提供了一种大分子光引发剂的制备方法，采用芹菜素、溴代烃、二元仲氨基结构物、4-羟基二苯甲酮衍生物作为原料，制备新型大分子光引发剂，解决了传统小分子光引发剂存在氧阻聚或需要添加助引发剂、易迁移致环保问题的缺陷，同时原料来源广泛且反应步骤简单，易于操作。(2)本专利技术提供了一种大分子光引发剂，目标产物中引入三级胺结构。首先，二元仲氨作为二官能度单体，作为反应活性点形成大分子链；其次，三级胺作为助引发剂直接存在于大分子链中，可直接进行使用；最后，同一分子链中同时存在二苯甲酮与三级胺结构利于能量传递，引发效率更高。(3)本专利技术提供了一种大分子光引发剂，目标产物中含有二苯甲酮结构。由于二苯甲酮为常用夺氢型光引发剂，无氧阻聚的缺陷；同时二苯甲酮结构位于大分子链的侧链，相比主链具有更高效的引发效率。(4)本专利技术提供了一种大分子光引发剂，目标产物中含有芹菜素结构。首先，芹菜素为天然存在物质，来源广泛且生物相容性好；其次，芹菜素可以作为反应的活性点进行化学改性；最后，芹菜素具有优异的抗菌杀菌效果。(5)本专利技术提供了一种大分子光引发剂，通过分子设计，采用化学改性手段，解决了现有小分子光引发剂存在氧阻聚或需要添加助引发剂、易迁移造成环境污染等问题，使材料具有高效的光引发效率的同时，具有抗菌杀菌的功能。可以预见，该材料将会迎来广阔的市场前景。具体实施方式：以下结合实施例对本专利技术进行详细说明。但应理解，以下实施例仅是对本专利技术实施方式的举例说明，而非是对本专利技术的范围限定。实施例1步骤(1)将1mol芹菜素(A)、2.4mol1,2-二溴乙烷(B)、1.2mol碳酸钾加入到70molN,N-二甲基甲酰胺中，加热至120本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大分子光引发剂，其特征在于，其结构式如下所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种大分子光引发剂，其特征在于，其结构式如下所示：



其中，x＝2-4；-R1、-R2、-R3为-OCH3、-Cl、-CH3、-OH、-H中任一种，-R1、-R2、-R3为相互独立的取代基。


2.一种大分子光引发剂的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：
步骤(1)：偶联反应，得到芹菜素改性的中间产物I；
步骤(2)：缩聚反应，得到中间产物II；
步骤(3)：偶联反应，得到中间产物III；
步骤(4)：偶联反应，得到大分子光引发剂，即目标产物IV。


3.根据权利要求2所述的一种大分子光引发剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)具体为：
将1mol芹菜素(A)、2-2.4mol溴代烷烃(B)、1-1.2mol碳酸钾加入到70mol有机溶剂a中，加热至100-130℃强力搅拌1-3h，冷却，静置后，将溶液进行真空浓缩，残留组分得到富集；缓缓加入90mol水，搅拌30min，再加入100mol有机溶剂b，搅拌30min，静置分层，取有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，旋蒸，得到中间产物I。


4.根据权利要求2所述的一种大分子光引发剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)具体为：
将1molI、1-1.2mol二元仲氨结构衍生物(C)加入到50mol无水有机溶剂a中，加热至75-85℃，强力搅拌2-5h，冷却，静置，真空浓缩；缓缓加入70mol水，搅拌30min，再加入100mol有机溶剂b，搅拌30min，静置分层，取有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，旋蒸，得到中间产物II。


5.根据权利要求2所述的一种大分子光引发剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)具体为：
将1molII、1-1.2mol溴代烷烃(B)、1-1.2mol...

【专利技术属性】
技术研发人员：华月圆，
申请(专利权)人：华月圆，
类型：发明
国别省市：江苏;32