一种基于吡咯并吡咯结构光引发剂和丙烯酸酯树脂的光固化液及其制备方法及应用技术

一种基于吡咯并吡咯结构光引发剂和丙烯酸酯树脂的光固化液及其制备方法及应用，属于光固化技术领域，光引发剂的结构如下所示，是四芳基取代的吡咯[3,2

【技术实现步骤摘要】
一种基于吡咯并吡咯结构光引发剂和丙烯酸酯树脂的光固化液及其制备方法及应用


[0001]本专利技术属于光固化
，特别涉及一种室温无需避光使用的基于吡咯并吡咯结构光引发剂和丙烯酸酯树脂的光固化液的制备及应用。

技术介绍

[0002]光聚合技术，是一种在温和条件下光聚合体系中的光引发剂被光激发，生成承担着引发单体聚合作用的活性物种，使体系由液态快速变为固态的低成本绿色技术。光聚合体系通常由光引发剂、低聚物、单体和负责满足材料特殊使用要求的助剂构成。光聚合技术具有广泛的应用领域，如印刷油墨和不同种类的涂料。最近，通过更先进的技术，如牙科固化或基于光刻的陶瓷制造，其范围进一步扩大。
[0003]光引发剂是光固化体系的重要组成部分，可以分为三类：裂解型引发剂、光敏型引发剂、阳离子光引发剂。理想的光引发剂应具廉价，合成简单；光引发剂及其光裂解产物应无毒无味；稳定性好，便于长时间储存；较高的引发效率等优点。在不同的光固化体系中，要选用活性适当的光引发剂，保证用量小，无污染，廉价易得。
[0004]大面积施工中，必然会接触日光，日光引起光固化液产生白色凝胶，十分影响施工过程。大面积光源成本高，难制作，未来如果使用辐射固化涂料必须解决光固化液大面积施工的方法，需要室温下无需避光可以稳定不变质的光固化液。目前，这也是辐射固化涂料在建筑涂料等大面积涂装中未得到如水性涂料广泛开发的制约因素。辐射固化液态涂料如果稳定不避光稳定存在，不带来水性涂料在溶剂污染及和UV光固化粉末涂料需要热敏基材和升温加热熔融的问题。
专利
技术实现思路

[0005]本专利技术的首要目的在于提供一种室温无需避光使用的基于吡咯并吡咯结构光引发剂和丙烯酸酯树脂的光固化液，所述的基于吡咯并吡咯结构的光引发剂的结构如下所示，是四芳基取代的吡咯[3,2
‑
b]并吡咯化合物，R1为吡咯环氮原子所相连的苯基上的取代基，R2为吡咯环碳原子所相连的苯基上的取代基。所述的丙烯酸酯树脂单体为含有C＝C不饱和键的酯类。
[0006][0007]R1为甲基、甲氧基和氢原子等；R2为硝基。
[0008]所述的光固化液的制备方法主要包括两种：第一种制备方法为先将丙烯酸酯树脂、吡咯并吡咯光引发剂避光条件下按照一定比例混合，搅拌均匀。继续搅拌，正上方使用照射波长为470nmLED照射头照射，直至该混合物的颜色不再变化，停止搅拌，得到所述的光固化液。第二种制备方法为将三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、吡咯并吡咯引发剂还可以与双氧水按照一定比例混合，搅拌均匀。继续搅拌，正上方使用照射波长为470nmLED照射头照射，光固化液可以变至无色，其中双氧水取树脂质量分数的0.1％～4％，得到无色的光固化液。
[0009]所述的光固化液经过第一种制备方法或第二种制备方法后均无需避光，能够在日光下稳定不发生凝胶。其可以通过365nm光源进行辐射固化应用，由辐照前液体交联固化成固体。365nm光源优选环境友好的LED光源，也适用于高压汞灯、中压汞灯、低压汞灯等紫外光源。
[0010]进一步的，所述的丙烯酸酯树脂，包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯。
[0011]进一步的，所述的按照一定比例混合，按照丙烯酸酯树脂质量为1，吡咯并吡咯光引发剂的质量分数的范围在0.1％～2％，优选0.2～1％。混合时可以先将吡咯并吡咯光引发剂溶解于少量的二氯甲烷、乙醇、丙酮等有机溶剂中后再加入丙烯酸酯树脂，溶剂占树脂质量的1％～5％，优选2％～3％。
[0012]所述的吡咯并吡咯光引发剂在450～480nm之间具有吸收峰，照射波长为470nmLED照射头照射过程仅会使体系褪色，不发生聚合反应。另外，采用照射波长为470nmLED照射头的光源照度范围在30～100mW cm
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2，优选50～80mW cm
‑
2。
[0013]本专利技术的优点及有益效果是：
[0014](1)本专利技术光引发剂对不同波长具有不同的灵敏性，利用470nmLED照射头照射后，固化液无需避光，使用涂布等大面积操作。避免传统紫外光固化中，大面积施工就要制作大面积光源的局限性，而且大面积光源难制作。并且，
[0015](2)本专利技术采用紫外光固化，而非传统的热固化。通过相比较而言，紫外光固化；固化时间短，效能高，聚合速率快，产率好；节约能源，紫外光固化技术不需要进行长时间的加热，省水省电；环境友好，紫外固化技术的配方中避免采用有机挥发性物质，三废排出量少。
[0016](3)本专利技术得到的固化液通过环境友好的LED紫外光光源可以实现辐照固化，避免了紫外光固化施工中涂布后必须立即辐照的问题，可以实现涂布和辐照的分布操作，有利于实现辐照固化获得类似水性涂料的施工方式。
附图说明
[0017]图1.实施例1化合物PyBH光引发剂的(a)核磁氢谱及(b)碳谱图。
[0018]图2.(a)实施例1化合物PyBH光引发剂的吸收光谱、(b)对比例1化合物PyBMe及PyBOMe光引发剂的吸收光谱。
[0019]图3.(a)、(b)、(c)化合物PyBH/三羟甲基丙烷三丙烯酸酯经470nmLED照射头辐照后获得的光固化液的光固化应用，利用365nmLED照射头(1.8mWcm
‑
2)辐照凝胶率随照射时间的变化曲线。
[0020]图4.化合物PyBH/三羟甲基丙烷三丙烯酸酯经470nmLED照射头辐照后获得的光固
化液在日光下随照射时间凝胶率的变化曲线，及商品化光引发剂TPO日光下随照射时间凝胶率的变化曲线。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0022]实施例1：
[0023]在本专利技术的一个优选的技术方案中，R1＝H，R2＝NO2。以下是化合物PyBH的结构式：
[0024][0025]合成路线如下：
[0026][0027]在一个干燥的双口瓶中，开动搅拌，之后加入对硝基苯甲醛1.51g，苯胺0.93g，对甲苯磺酸0.19g，加入冰醋酸30ml，油浴反应90℃空气冷凝，反应0.5h后加入2,3
‑
丁二酮0.86g继续反应3.5h。反应结束后，室温冷却析出沉淀，抽滤干燥后用二氯甲烷重结晶，再次抽滤干燥，得到纯净的化合物。
[0028]图1是上述PyBH的(a)核磁氢谱和(b)碳谱图。
[0029]1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.10(d,J＝8.0Hz,4H),7.56
‑
7.47(m,4H),7.45
‑
7.37(m,5H),7.37
‑
7.29(m,5H),6.82(s,2H).
[0030]13
C NMR(101MHz,DMSO)δ145.47,139.96,139.25,135.26,134.19,130.32,129.61,128.50,128.27,127.84本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于吡咯并吡咯结构光引发剂和丙烯酸酯树脂的光固化液，其特征在于，所述的基于吡咯并吡咯结构的光引发剂的结构如下所示，是四芳基取代的吡咯[3,2
‑
b]并吡咯化合物，R1为吡咯环氮原子所相连的苯基上的取代基，R2为吡咯环碳原子所相连的苯基上的取代基，所述的丙烯酸酯树脂单体为含有C＝C不饱和键的酯类，R1为甲基、甲氧基或氢原子；R2为硝基。2.根据权利要求1所述的基于吡咯并吡咯结构光引发剂和丙烯酸酯树脂的光固化液，其特征在于，所述的丙烯酸酯树脂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯。3.权利要求1或2所述的基于吡咯并吡咯结构光引发剂和丙烯酸酯树脂的光固化液的制备方法，其特征在于，第一种制备方法为：先将丙烯酸酯树脂、吡咯并吡咯光引发剂避光条件下按照一定比例混合，搅拌均匀，继续搅拌，正上方使用照射波长为470nmLED照射头照射，直至该混合物的颜色不再变化，停止搅拌，得到所述的光固化液；或第二种制备方法为：将三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、吡咯并吡咯引发剂与双氧水按照一定比例混合，搅拌均匀，继续搅拌，正上方使用照射波长为470nmLED照...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑜，王磊，梁茂，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：