一种水溶性二苯甲酮光引发剂及其制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种光引发剂及其制备方法，特点是水性二苯甲酮光引发剂及其制备 方法。
【背景技术】：
[0002] 紫外光固化技术是指经过紫外光的辐射作用，液态低聚物能在瞬间发生聚合、交 联和固化的过程。紫外光固化技术相比于传统的固化技术，具有如下优点：固化速率快，节 约能源，环境友好，可涂装各种基材。然而，光固化技术仍然存在一些不足之处，尤其是一些 体系需要加入挥发性的有机溶剂以调节体系黏度及提高固化膜的性能，而这些挥发性有机 溶剂会损害人体健康及污染环境。因此，水性紫外光固化技术结合光固化技术和水性涂料 技术，使用水代替有机溶剂，安全环保，成为研宄和开发紫外光固化技术的一个新领域。
[0003] 光引发剂是光聚合技术的重要组成部分，它对光固化涂料的光固化速率起决定性 作用。为了满足水性紫外光固化技术的全面发展，水性光引发剂的开发引起高度重视，水性 光引发剂是水性光固化技术的关键组成部分，要求其在水性低聚物中相容性好，在水介质 中引发效率高，以及其它光引发剂要求的低挥发性、无毒、无味、无色等。
[0004] 二苯甲酮是一种应用广泛的夺氢型光引发剂，因为它表面固化良好、溶解性能好、 价格低廉且容易得到。但是，它气味强烈，容易升华，对人身体产生不良影响。二苯甲酮类水 性光引发剂在水性光引发剂中占有重要的地位，是近年来研宄最广泛的水溶性光引发剂。 该类引发剂主要是在二苯甲酮母核上引入离子性或亲水性非离子基团而得。但是目前合成 的水性二苯甲酮光引发剂，制备方法比较复杂，需要在高温高压条件下进行，成本高，并且 在水中的溶解度还有待提高，还不符合水性光敏涂料的发展需求。迫切需要开发出一种环 境友好型，低VOC排放的水性光引发剂。
【发明内容】
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[0005] 本发明为了解决以上水性光引发剂存在的问题，提供了一种水性二苯甲酮光引 发剂及其制备方法，所得引发剂与树脂体系相容性好，在水中溶解度高（溶解度大约为 60g/100g水），可代替二苯甲酮作为光引发剂使用，而且其制备成本低，操作简便，产品产 率高。
[0006] 本发明制备的水性二苯甲酮光引发剂，其化学结构如下式所示：
[0007]
[0008] 札=H+，Na+、K+，NH4现仳、1甲、叔妝。
【主权项】
1. 水性二苯甲酮光引发剂，其特征在于该水性二苯甲酮光引发剂的化学结构如下式所 示：
R1= !1+，恥+、1(+，順4+或伯、仲、叔胺；1^=011，0似，01(，順2或
η = 1-5， X 为-0, -S，-NH-或
2. 如权利要求1所述水性二苯甲酮光引发剂的制备方法，其特征在于： (1) 将二苯甲酮四酸二酐与开环剂按摩尔比为1:1-1:5加入到三口烧瓶中，加热搅拌 至60-120°C，加入用量是上述两种原料总质量0. 1% -0. 5%的催化剂，搅拌反应1-5小时， 得到含端羧基二苯甲酮光引发剂； (2) 将上述制得的含端羧基二苯甲酮光引发剂和碱性溶液中的碱性溶质按摩尔比1:2 溶于水中，中和成盐，除去水分后制得水溶性二苯甲酮光引发剂。
3. 如权利要求2所述水性二苯甲酮光引发剂的制备方法，其特征在于：上述步骤（1) 所用的开环剂为正丁醇，异丁醇，仲丁醇，叔丁醇，正丙醇，异丙醇，乙醇，甲醇，氨水，乙胺， 二乙胺，乙二胺，乙醇胺，二乙醇胺，正丙胺，二丙胺，异丙胺，二异丙胺，1，2-二甲基丙胺， 1，2-丙二胺，2-丙烯胺，环丙胺，正丁胺，二正丁胺，异丁胺，仲丁胺，1，4_ 丁二胺，二异丁 胺，疏基乙烧，疏基乙酸，疏基乙醇或1，3- 二疏基丙烷。
4. 如权利要求2所述水性二苯甲酮光引发剂的制备方法，其特征在于：上述步骤（2) 所用的碱性物质为氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钠，碳酸钾，碳酸氢钠，碳酸氢钾，氨水，一乙 胺，二乙胺，三乙胺，乙二胺，正丙胺，二丙胺，三丙胺，异丙胺，二异丙胺，1，2-二甲基丙胺， 1，2-丙二胺，2-丙烯胺，环丙胺，正丁胺，二正丁胺，异丁胺，仲丁胺，1，4- 丁二胺，叔丁胺， 二异丁胺，己胺，2-乙基己胺，己二胺，一乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，3-丙醇胺，一异丙醇 按，二异丙醇按，三异丙醇按，N，N，-二甲基乙醇胺或N，N-二甲基乙醇胺。
【专利摘要】本发明公开了一种水溶性二苯甲酮光引发剂及其制备方法。以二苯甲酮四酸二酐为原料，在特定物质的作用下，酸酐开环制备了一类水溶性二苯甲酮光引发剂。该类水性二苯甲酮光引发剂与水性低聚物相容性好，在水介质中光活性高，引发效率高，毒性低、气味小、挥发性低、安全环保，在水性光固化领域中有着广泛的应用。水溶性二苯甲酮光引发剂结构式如下。
【IPC分类】C07C231-12, C07C327-26, C07C67-30, C08F2-48, C07C69-76, C07C235-84
【公开号】CN104761662
【申请号】CN201510147920
【发明人】朱晓群, 张慧婧, 聂俊
【申请人】北京化工大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月31日