多功能ii型光引發劑和可固化組合物的製作方法

2023-10-31 01:04:17 2

專利名稱：多功能ii型光引發劑和可固化組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及新一類多功能II型光引發劑，其特別適合於食物相容性(food compliant)可輻射固化配方，更具體地講用於可輻射固化墨料和噴墨墨料。
背景技術：
自由基光引發劑是當暴露於光化輻射時能通過形成自由基來引發單體的聚合的 化學化合物。光引發劑常用於可紫外固化的組合物，如可紫外固化的噴墨墨料。可區分兩種類型的自由基光引發劑。Norrish I型引發劑是一種在激發後發生裂 解而立即產生引發基團的引發劑。Norrish II型引發劑是一種光引發劑，其通過光化輻射 激發，通過將第二化合物的氫吸引過來而形成自由基，第二化合物成為實際的引發自由基。 這第二化合物稱為聚合協合劑或共引發劑。光引發劑可以是單功能化合物，但也可以是多功能化合物，即具有超過一個光引 發基團。WO 03/033492 (COATES BROTHERS)公開了多功能噻噸酮光引發劑。當將可輻射固化組合物用於食品包裝、玩具和牙科應用場合時，可抽提殘餘物的 量是一個重要問題，需要減至最低。低分子量產物通常不能完全嵌入聚合物網絡中，而傾向 於容易從固化組合物抽提出來或者傾向於擴散出來。在可抽提殘餘物這點上，Norrish II型引發劑尤其令人關注。Norrish II型光引 發劑總是需要共引發劑。脂肪族叔胺、芳族胺和硫醇是共引發劑的優選例子。氫原子轉移 到Norrish II型引發劑後，在該協合劑上產生的基團會引發聚合。理論上，共引發劑是嵌 入到聚合物網絡中的。但是，氫轉移和引發反應產率同時為百分之百，那是很不可能的。有 可能會發生副反應，從而在組合物中留下未反應的協合劑和副產物。在用這種可輻射固化 組合物印刷的食品包裝中，這些低分子量殘餘物仍可遷移，如果殘餘物有毒的話，在被抽提 到食品中時就會造成健康危險。—種使光引發劑的抽提減至最低的方法，是使用具有一個或多個烯鍵式不飽和可 聚合基團從而能與可輻射固化組合物的其他單體共聚合的光引發劑。但是，共聚合會降低 光引發劑的遷移率，因而可觀察到固化速度降低。JP 2004224993 (NIPPON KAYAKU)公開了自身光聚合型光聚合引發劑，其用於可輻 射固化組合物以減少其從固化膜的蒸發。解決抽提問題的另一個方法是設計出具有更高分子量的NorrishII型引發劑。但 是，聚合物引發劑有一定的失去反應性的傾向。因此，往往需要相當數量的聚合物引發劑 以達到所需的固化速度，從而也使粘度增加到對於許多使用可輻射固化組合物的應用場合 (例如噴墨墨料和漆)而言不適宜的水平。EP 1674499 A (AGFA GRAPHICS)公開了可輻射固化組合物和包含具有至少一個引 發官能團和至少一個共引發官能團的樹枝狀聚合物芯的光反應性聚合物。雖然使用樹枝狀 聚合物芯對於維持可輻射固化組合物的低粘度是有利的，但仍需要改進固化速度，特別是 在不存在氮惰性化的情況下。
CN 1594369 A(上海交通大學)公開了分支狀大分子型噻噸酮光引發劑及其製備 方法，該方法包括使用2-巰基苯甲酸、取代的苯酚、表氯醇作為原料來合成具有雙環氧基 團的噻噸酮，然後將噻噸酮和聚丙烯亞胺樹枝狀高聚物溶解到溶劑中，提高溫度並維持幾 小時以發生聚合，從而獲得大分子噻噸酮光引發劑。JIANG XUES0NG 等人· Copolymeric dendr i t i cmacrophoto in i t i ator s (共聚樹枝 狀大分子光引發劑).Polymer ElsevierScience Publishers B. V. ,21 2005年 11 月，第46 卷第M期第11079-11084頁公開了在聚(丙烯亞胺)樹狀聚體上含有噻噸酮部分和辛烯 部分的共聚樹枝狀大分子光引發劑。因此，仍需要同時具有以下特性的光引發劑高反應性，不需要氮惰性化，對配方 的粘度的影響低，而又保持低含量的可抽提殘餘物。發明公開內容發明目的本發明的一個目的是提供特別適合於食品相容性可輻射固化配方的新一類多功 能II型光引發劑。本發明的另一個目的是提供包含這些多功能II型光引發劑的可輻射固化組合物 和墨料。本發明的這些和其他目的在下文的描述中將變得清楚明白。發明概述出乎意料地發現，式I所示的多功能II型光引發劑在不存在共引發劑或作為氧耗 單元(oxygen depletion unit)的氮氣層的情況下，在可輻射固化配方中產生了極佳固化 速度和低粘度，同時又保持低水平的可遷移殘餘物。用權利要求1所限定的多功能光引發劑實現了本發明的目的。由以下描述，本發明的更多優點和實施方案將變得清楚明白。^X在公開本發明中所用的術語「染料」意指在其所應用到的介質中並在相關的環境 條件下溶解度為10mg/L或更高的著色劑。術語「顏料」在DIN 55943(通過引用併入本文)中定義為在應用介質中在相關的 環境條件下基本上不可溶從而溶解度在10mg/L以下的著色劑。術語「C. I. 」在公開本發明中用作顏色指數的縮寫。術語「烷基」意指對於烷基基團中的每個碳原子數目而言所有可能的變體，即對於 三個碳原子正丙基和異丙基；對於四個碳原子正丁基、異丁基和叔丁基；對於五個碳原 子正戊基、1，1-二甲基-丙基、2，2_ 二甲基丙基和2-甲基-丁基等。術語「重量％ 」、「wt% 」和「重量百分比」含義都相同。多功能II型光引發劑本發明的多功能II型光引發劑包含2至8個光引發基團，優選2至6個光引發基 團，最優選2至4個光引發基團。例如，多功能II型光引發劑可具有兩個苯甲酮基團。在 多功能II型光引發劑中也可以使用不同的光引發基團，例如一個或多個苯甲酮基團和一 個或多個噻噸酮基團。使用不同的光引發基團可導致進行固化的吸收光譜擴大。當在可輻 射固化組合物中使用在同一光譜區域中部分地進行吸收的著色劑時，這尤其有用。
權利要求
1.一種式(I)所示的多功能II型光引發劑
2.權利要求1的多功能II型光引發劑，其中所述NorrishII型引發基團A選自任選 取代的苯甲酮和任選取代的噻噸酮。
3.權利要求2的多功能II型光引發劑，其包含任選取代的苯甲酮和任選取代的噻噸酮。
4.權利要求1至3中任一項的多功能II型光引發劑，其中η價連接基團Q包含至少一 個環氧乙烷部分和/或環氧丙烷部分。
5.權利要求1至4中任一項的多功能II型光引發劑，其中Rl選自取代的或未取代的 烷基和取代的或未取代的芳基。
6.權利要求5的多功能II型光引發劑，其中Rl代表式(III)所示的芳基
7.權利要求6的多功能II型光引發劑，其中基團E代表酯基團。
8.權利要求1至76中任一項的多功能II型光引發劑，其中二價連接基團L由基 團-O-(CH2)n-表示，其中η代表選自3至7的整數。
9.一種可輻射固化組合物，其包含權利要求1至8中任一項的多功能II型光引發劑。
10.權利要求9的可輻射固化組合物，其中所述可輻射固化組合物是包含著色劑的可 輻射固化噴墨墨料。
11.一種可輻射固化墨盒，其包含權利要求9至10中任一項的可輻射固化組合物。
12.—種噴墨印刷方法，其包括以下步驟a)提供權利要求8至10中任一項的可輻射固化組合物；和b)至少部分地固化所述可輻射固化組合物。
13.權利要求12的噴墨印刷方法，其中所述可輻射固化組合物是通過柔性版印刷施加 到基材，且噴墨墨料印刷在所述至少部分固化的可輻射固化組合物上。
14.權利要求12的噴墨印刷方法，其中所述可輻射固化組合物被噴射在基材上。
15.權利要求1至8中任一項的多功能II型光引發劑用於減少來自可輻射固化組合物 的固化層的可抽提物的量的用途。
全文摘要
本發明公開了一種式(I)所示的多功能II型光引發劑其中X代表式(II)所示的結構部分其中A代表Norrish II型引發基團；和L代表將Norrish II型引發基團A和CR2R3基團定位在1-5位置到1-9位置的二價連接基團，其中位置1定義為L所共價鍵合的A的芳環或脂環中的第一個原子，位置5至9定義為L所共價鍵合的CR2R3基團的碳原子，前提條件是L不含有胺。本發明還公開了包含所述多功能II型光引發劑的可輻射固化組合物和墨料。
文檔編號C09D11/00GK102056892SQ200980121304
公開日2011年5月11日 申請日期2009年5月28日 優先權日2008年6月5日
發明者J·洛庫菲爾, J·范盧彭 申請人:愛克發印藝公司