UV-LED固化機技術因其節能、環保、衛生的特點,成為UV LED面光源固化的發展方向。但是,UV LED面光源作為光吲化體系中的照射光源卻存在著發射光譜帶窄、功率小而影響光固化速度的缺陷,這給傳統光引發劑帶來挑戰。由于目前市場上UV-LED光源的輻射波峰范圍集中在365~395nm,而市售的絕大多數光引發劑是在300~370nm有較強的吸收,在大于370nm的波長范圍內吸光性能比較差。因此,為了在光固化體系中成功地應用UV LED面光源,就一定要開發出能與UV-LED相匹配、具有更強吸光性能和更高光引發活性的光引發劑。文章總結了UV-LED光固化的特點,提出了傳統光引發劑在UV-LED光固化中的應用方法,以及開發出新型針對UV LED面光源敏感的光引發劑。

光引發劑的吸收光譜與燈源的發射光譜是否匹配直接影響光引發體系的效率，目前，商業化的光引發劑只有部分適用于LED光聚合體系。為了更好地將LED技術應用在光聚合領域中，對在LED光源的輻照下具有較好引發效率的光引發劑或光引發體系進行研究非常有意義。本研究論述了適用于LED光固化體系的光引發劑或光引發體系的研究現狀及研究進展。光引發劑是紫外光UV LED面光源固化體系的關鍵組成部分,小分子型的光引發劑存在容易揮發和遷移的問題。這不僅會降低光聚合的效率,也會導致固化產品出現氣味和毒性,食品和藥物包裝等應用中都嚴禁小分子光引發劑或其光解碎片發生遷移。本文目的是合成一種可聚合型紫外光引發劑,這種光引發劑可以與聚合單體一同聚合到高分子鏈上,從而減少普通小分子光引發劑及其光解產物的殘留和釋放。

本文根據光引發劑引發聚合機理,進行了分子設計。選擇丙烯酸-2-羥乙酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、4-羥基二苯甲酮作為原料來合成可聚合型光引發劑UV-I,合成溶劑為N,N-二甲基甲酰胺,催化劑為二丁基二月桂酸錫。合成分為兩步反應,先采用丙烯酸2-羥乙酯與1,6-六亞甲基二異氰酸酯進行反應,再加入4-羥基二苯甲酮繼續反應。研究了兩步法的反應工藝條件,并確定了合成方法。并對合成產物進行了紅外光譜、1H-NMR表征及紫外吸收光譜測試,結果表明合成的產物即為目標產物UV-I。 通過研究光引發劑UV-I引發紫外光固化丙烯酸酯壓敏膠的性能間接表征了光引發劑UV-I的引發性能。選擇壓敏膠體系的組成為:預聚物(CN966H90)30百分之、丙烯酸丁酯20百分之、丙烯酸異辛酯30百分之、醋酸乙烯酯30百分之;光固化工藝為:1kW的高壓汞燈,照射距離為10cm。對紫外光固化壓敏膠的全反射紅外光譜表征、DSC測試。

UV LED面光源紫外光固化涂料是一種節能、低污染、高轉換和適合連續化大生產的涂料品種,被譽為環境友好型涂料。 光活性齊聚物(光敏樹脂)、活性稀釋單體和光引發劑是光固化配方的基本組成,另外還有添加劑及其它助劑。光引發劑的引發效率對光固配方的成本以及光固化速率的影響至關重要。紫外光固化涂料的發展在一定意義上依賴于光引發劑的發展。 盡管目前市場上能應用于紫外光固化涂料的光引發劑品種繁多,但大多難以應用于含顏料的涂料中,長期以來,有色顏料在紫外和可見光的固化系統一直是一個難題。 而酰基氧化膦正由于具有其獨特的吸收波長,其吸收范圍已經延伸至可見光區域,甚至能夠在白色顏料的存在下吸收足量的光能而提供高引發性能。而且固化后不會出現黃化,這是其它由α—離解引發的光引發劑所不具備的,從而在白色家具涂料和較厚涂層領域有較好的應用。 據此,本文在大量查閱文獻的基礎上設計并合成了兩類新型的酰基氧化膦類光引發劑DBAPO-1和DBAPO-2,同時為了尋找合適的合成路線,本文也合成了原料簡便易得的BAPO。并用核磁共振氫譜和膦譜對它們的結構進行了分析表征。另外,由于所用的原料均無市售品,且合成原料的相關文獻也很少,所以本公司也投入了大量時間和精力對相關原料進行了合成研究。