环己酮类光敏剂、其制备方法、混合光敏剂及光致聚合物膜

本发明涉及全息存储材料领域，具体而言，涉及一种环己酮类光敏剂、其制备方法、混合光敏剂及光致聚合物膜。

背景技术：

1、全息术在许多领域具有广泛应用，包括数据存储、显微术、光刻、抬头显示、三维成像、干涉度量、防伪等。近年来全息存储引起了人们的极大关注，可以用于记录和再现光的振幅和位相信息，具有三维空间记录和二维数据存取，能够满足信息化时代对于数据大容量存储、快速传输等要求。目前，存储材料成为制约全息存储技术应用的关键。传统的全息记录材料采用卤化银乳胶和重铬酸盐明胶，其中卤化银具有颗粒噪声，重铬酸盐对湿化处理条件较为苛刻，环境抵抗性较差。linbo、sbn等无机光折变晶体全息存储材料晶体的生长通常对掺杂、温度及环境的要求比较严格，很难生成尺寸较大的材料，且成本较高，短期内难以实现市场化。

2、相比而言，光致聚合物具有许多优点：较高的感光灵敏度、高分辨率、高衍射效率、高信噪比、价格低、易处理，可用全干法处理并快速显影，产生的全息图像具有较高的几何保真度等，成为近年来的研究热点。环酮类光敏剂是常见的一类在可见光区具有较好光敏化性能的染料，可在400-600nm宽波段范围内选择波长匹配的各类商用激光器作为信息记录光源，引发丙烯酸酯类或烯类单体聚合，进一步利用角度复用和/或波长复用的技术手段，可以实现信息的海量存储。美国dupont公司最先发布一系列双(对二烷基-氨基-苯基)-α,β-不饱和酮类/环酮类光敏剂，该光敏剂适用于红波段，将其与引发剂habi复配，扩大了光致聚合物的使用波长范围。

3、专利us5470662a公开了光聚合薄膜材料，包括作为粘合剂的氯氟单体，还公开了采用habi引发剂。

4、专利us5759721a公开了采用5,12-双(苯乙炔基)萘作为光敏剂,全息记录介质包含能够在暴露于光化辐射时产生酸的产酸剂、粘合剂和至少一种能够进行由产酸剂产生的酸引发的阳离子聚合的单体或低聚物。

5、上述专利均未公开光敏剂自身及制备方法，也未给出技术启示。

6、鉴于以上技术问题，特推出本发明。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种环己酮类光敏剂、其制备方法、混合光敏剂及光致聚合物膜，其制备简单，与532nm激光器匹配性良好，感光灵敏度高。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种式ⅰ所示的环己酮类光敏剂：

3、

4、其中,r1、r2各自独立地选自氢或c1-c4烷基。

5、优选的，r1、r2各自独立地选自甲基、乙基、正丙基以及异丙基。

6、优选的，选自下述式ⅱ或式ⅲ化合物，或其组合物：

7、

8、<式ⅲ>。

9、本发明另一方面该提出了一种式ⅰ所示的环己酮类光敏剂的制备方法，包括以下步骤：

10、步骤s1，5-卤素-2-噻吩甲醛和二烷基胺或氨气混合后，在80-110℃下反应3-20h，获得式ⅳ所示中间体，

11、

12、其中，r3、r4各自独立地选自氢或c1-c4烷基，二烷基胺选自二甲基胺、二乙基胺、二正丙基胺、二异丙基胺，优选的，5-卤素-2-噻吩甲醛为5-溴-2-噻吩甲醛；

13、步骤s2，将式ⅳ所示中间体与环己酮混合，加入碱性催化剂，在80-110℃下反应3-20h，获得式ⅰ所示的环己酮类光敏剂。

14、优选的，步骤s1中5-溴-2-噻吩甲醛与二烷基胺或氨气的摩尔比为1：2.5～4。

15、优选的，步骤s2中环己酮与式ⅳ所示中间体的质量比为1：4～6。

16、另外，本发明还提出了一种混合光敏剂，包括环己酮类光敏剂和部花箐。

17、优选的，部花箐与环己酮类光敏剂的质量比为1:0.6～1.2，优选的，两者质量比为1：1。

18、此外，本申请还提出一种光致聚合组合物，包括混合光敏剂。

19、优选的，还包括光聚合单体，单体选自乙烯基单体、丙烯酸类单体和丙烯酸酯类单体中的一种或者多种的组合；

20、还包括引发剂选自六芳基双咪唑类引发剂，优选为邻氯代六芳基双咪唑。

21、本发明提出的环己酮类光敏剂、其制备方法、混合光敏剂及光致聚合物膜，实现了如下技术效果：

22、1、环己酮类光敏剂用噻吩替代苯环，在绿色激光波长范围内表现出优异的吸收性能，与532nm激光器匹配性良好，为绿敏型光致聚合物膜研制提供更多的候选光敏剂。

23、2、通过将环己酮类光敏剂与部花箐混合，并调配两者的组分配比，提高膜层的衍射效率。

24、3、通过调配光致聚合组合物成分，各组分之间适配性强，膜层性能更加稳定。

25、4、通过控制膜层厚度、入射光强度，进一步提高膜层的衍射效率。

技术特征：

1.一种式ⅰ所示的环己酮类光敏剂：

2.根据权利要求1所述的环己酮类光敏剂，其特征在于，所述r1、r2各自独立地选自甲基、乙基、正丙基以及异丙基。

3.根据权利要求1所述的环己酮类光敏剂，选自下述式ⅱ或式ⅲ化合物，或其组合物：

4.一种式ⅰ所示的环己酮类光敏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的环己酮类光敏剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中5-溴-2-噻吩甲醛与二烷基胺或氨气的摩尔比为1：2.5～4。

6.根据权利要求4所述的环己酮类光敏剂的制备方法，其特征在于，步骤s2中环己酮与式ⅳ所示中间体的质量比为1：4～6。

7.一种混合光敏剂，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的环己酮类光敏剂和部花箐。

8.根据权利要求7所述的混合光敏剂，其特征在于所述部花箐与所述环己酮类光敏剂的质量比为1:0.6～1.2，优选的，两者质量比为1：1。

9.一种光致聚合组合物，其特征在于，包括如权利要求7或8所述的混合光敏剂。

10.根据权利要求9所述的光致聚合组合物，其特征在于，还包括光聚合单体，所述单体选自乙烯基单体、丙烯酸类单体和丙烯酸酯类单体中的一种或者多种的组合；

技术总结
本申请提出一种式Ⅰ所示的环己酮类光敏剂、其制备方法，包含该环己酮类光敏剂的混合光敏剂、光致聚合组合物以及光致聚合物膜，其中环己酮类光敏剂结构式如下，其中,R1、R2各自独立地选自氢或C1‑C4烷基。本申请提出的环己酮类光敏剂用噻吩替代苯环，在绿色激光波长范围内表现出优异的吸收性能，与532nm激光器匹配性良好，为绿敏型光致聚合物膜研制提供更多的候选光敏剂。

技术研发人员：万重庆,王啸天,刘娟,徐嫄
受保护的技术使用者：首都师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8