一种适用于户外涂布、存储的光固化涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于户外涂布、存储的光固化涂层及其制备方法，属于光固化材料制备技术领域。本发明专利技术还公开了一种能够适用于户外涂布、存储的光固化涂层，该配方中含有的吡咯乙烯酮光引发剂，呈E,Z或Z,Z或Z式且没有光引发活性，导致光固化涂层在户外阳光照射下不会发生聚合，并且能够对配方进行涂布，方便配方存储和运输；在使用配方时，需先将配方加热后再进行照射，加热过程中，吡咯乙烯酮光引发剂回复到E,E或E式构象并表现出高引发活性，能够在光刺激下引发预聚物和单体聚合，从而使光固化涂层达到了使用的效果。涂层达到了使用的效果。涂层达到了使用的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于户外涂布、存储的光固化涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于光固化涂层制备
，涉及一种适用于户外涂布、存储的光固化涂层及其制备方法

技术介绍

[0002]光固化技术具有固化迅速、无VOC排放、精确可控等优点，其凭借上述优点在涂料、黏合剂、油墨等诸多领域受到广泛应用。光固化涂层通常包括光引发剂、单体以及预聚物，其中光引发剂作为光固化涂层中的关键组分，曝光后能够迅速产生自由基，从而引发单体及预聚物聚合。
[0003]由于光引发剂曝光后会迅速引发聚合反应，光固化涂层只适合在暗室或者黄光灯下涂布和存储，不适合在户外太阳光照射下进行涂布和存储。光固化涂层这一缺点致使光固化技术适用于室内，不适用于户外。如何让光固化技术走向户外是光固化的未来发展趋势。
[0004]因此，开发适用于户外涂布、存储的光固化涂层是解决以上问题的关键，如何让光固化技术走向户外具有重要的研究意义。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种吡咯乙烯酮光引发剂；本专利技术的目的之二在于提供一种吡咯乙烯酮光引发剂的制备方法；本专利技术的目的之三在于提供一种适用于户外涂布、存储的光固化涂层；本专利技术的目的之四在于提供一种适用于户外涂布、存储的光固化涂层的制备方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]1.一种吡咯乙烯酮光引发剂，所述吡咯乙烯酮光引发剂的结构式如下所示：
[0008][0009][0010]其中Z包括但不限于卤素、氰基、亚氨基、芳香基、杂环芳香基或被卤素、硝基、磺酸基、氰基、亚氨基、芳香基或杂环芳香基取代的碳原子数为1～12的烷基、烷氧基、烯基，X包括但不限于杂原子、被杂原子取代的碳原子数为1～12的烷基、烷氧基、烯基链，R包括但不
限于芳香基、杂环芳香基、碳原子数为1～12的烷基、烷氧基、烯基链或被卤素、羟基、氰基、亚氨基、芳香基或杂环芳香基取代的碳原子数为1～12的烷基、烷氧基、烯基链。
[0011]2.上述吡咯乙烯酮光引发剂的制备方法，所述
Ⅰ‑
1的制备方法中的反应式为：
[0012][0013]所述
Ⅰ‑
2的制备方法中的反应式为：
[0014][0015]所述
Ⅰ‑‑
3的制备方法中的反应式为：
[0016][0017]所述
Ⅰ‑
4的制备方法中的反应式为：
[0018][0019]优选的，所述制备方法具体为：将结构式为的化合物与有机酮化合物按照2:1的摩尔比加入到含有1wt％NaOH的乙醇溶液中溶解，常温搅拌后重结晶提纯，得到吡咯乙烯酮光引发剂。
[0020]3.一种适用于户外涂布、存储的光固化涂层，所述光固化涂层包括上述吡咯乙烯酮光引发剂0.01～1wt％、助引发剂1～5wt％、丙烯酸酯类预聚体≥45wt％、丙烯酸酯类交联剂10～20wt％、稀释剂10～20wt％和助剂0～15wt％。
[0021]优选的，所述助引发剂为三乙醇胺(TEOA)。
[0022]优选的，所述丙烯酸酯类预聚体包括聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯或环氧丙烯酸酯中的任意一种或几种。
[0023]优选的，所述丙烯酸酯类交联剂包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或两种。
[0024]优选的，所述稀释剂为单官能团丙烯酸酯。
[0025]优选的，所述助剂为颜料或消泡剂或流平剂中的一种或几种。
[0026]4.上述光固化涂层的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0027]将丙烯酸酯类预聚体、稀释剂、丙烯酸酯类交联剂加入到装有搅拌器的反应器中，原料搅拌均匀后，在25～100℃下加入上述吡咯乙烯酮光引发剂，搅拌使其完全溶解即可得到适用于户外涂布、存储的光固化涂层。
[0028]本专利技术的有益效果在于：
[0029]1、本专利技术公开了一种吡咯乙烯酮光引发剂，该引发剂具有成本低，易制备等优点。
[0030]2、本专利技术还公开了一种能够适用于户外涂布、存储的光固化涂层，该配方中含有的吡咯乙烯酮光引发剂，呈E,Z或Z,Z或Z式且没有光引发活性，导致光固化涂层在户外阳光照射下不会发生聚合，并且能够对配方进行涂布，方便配方存储和运输；在使用配方时，需先将配方加热后再进行照射，加热过程中，吡咯乙烯酮光引发剂回复到E,E或E式构象并表现出高引发活性，能够在光刺激下引发预聚物和单体聚合，从而使光固化涂层达到了使用的效果。
[0031]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0033]图1为实施例2中制备的含E,E
‑
BPC和E,Z
‑
BPC光固化涂层颜色对比图；
[0034]图2为实施例2中吡咯乙烯酮光引发剂(BPC)经历光降解与热回复过程的紫外吸收曲线；
[0035]图3为实施例2中制备的含E,Z
‑
BPC光引发剂的光固化涂层加热前后实时红外动力学；
[0036]图4为E,Z式吡咯乙烯酮光引发剂和E,E式吡咯乙烯酮光引发剂之间的相互转换原理图，作为摘要附图。
具体实施方式
[0037]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0038]实施例1
[0039]制备吡咯乙烯酮光引发剂的化学反应为克莱森
‑
斯密特反应，反应过程是使用含有取代基的吡咯甲醛与含有α
‑
H的酮在碱溶液条件下反应2h以上，生成固体沉淀后，过滤并使用重结晶的方法提纯，得到最终产物，最终产物构象为Z,Z或Z式，配方中光引发剂构象为
E,Z或E式，制备E,Z或Z式构象光引发剂需要对Z,Z或Z式光引发剂光照2h以上。
[0040]制备吡咯乙烯酮光引发剂(BPC)：
[0041][0042]具体的制备过程如下：将19g(0.2mol)吡咯甲醛与9.8g(0.1mol)环己酮加入到50mL含有1wt％NaOH的乙醇溶液中，常温搅拌2h后重结晶提纯，得到产物25g，产率为87％；其中1H
‑
NMR(CDCl3)：δ＝9.2(吡咯环
‑
NH)，δ＝2.5～4.6(环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吡咯乙烯酮光引发剂，其特征在于，所述吡咯乙烯酮光引发剂的结构式如下所示：其中Z包括但不限于卤素、氰基、亚氨基、芳香基、杂环芳香基或被卤素、硝基、磺酸基、氰基、亚氨基、芳香基或杂环芳香基取代的碳原子数为1～12的烷基、烷氧基、烯基，X包括但不限于杂原子、被杂原子取代的碳原子数为1～12的烷基、烷氧基、烯基链，R包括但不限于芳香基、杂环芳香基、碳原子数为1～12的烷基、烷氧基、烯基链或被卤素、羟基、氰基、亚氨基、芳香基或杂环芳香基取代的碳原子数为1～12的烷基、烷氧基、烯基链。2.权利要求1所述吡咯乙烯酮光引发剂的制备方法，其特征在于，所述
Ⅰ‑
1的反应结构式为：所述
Ⅰ‑
2的反应结构式为：所述
Ⅰ‑
3的反应结构式为：所述
Ⅰ‑
4的反应结构式为：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体为：将结构式为的化合物与有机酮化合物按照2:1的摩尔比加入到含有1wt％NaOH的乙醇溶液中溶解，常温搅拌后重结晶提纯，得到吡咯乙烯酮光引发剂。4.一种适用于户外涂布、存储的光固化涂层，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李经方，周贤菊，谢广新，符志成，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：