萘二酰亚胺类化合物在光固化中的应用以及一种光固化材料的制作方法

本发明属于光固化材料，具体涉及萘二酰亚胺类化合物在光固化中的应用以及一种光固化材料。

背景技术：

1、光固化技术在油墨、功能涂层、胶黏剂等领域得到了广泛应用，因其高效、环保、节能、可控等特性，近年来也进一步拓展到光刻胶、3d打印等领域。

2、光固化是指聚合单体或者低聚物在紫外/可见光照射下可以进行聚合、交联反应实现固化的过程。光固化体系主要包含各种功能化聚合单体、低聚物、光引发剂等组分。光固化机理通常是在紫外/可见光光源照射下，光引发剂产生一定数量的活性引发基团，诱导体系中的单体和低聚物发生快速聚合/交联反应固化成致密的聚合物。因此光引发剂虽然在光固化体系中占比最少，但却是极为重要的组分。根据产生的活性中间体，光引发剂可以分为自由基光引发剂和阳离子光引发剂。自由基光引发剂应用最广泛，根据其自由基生成原理，可分为裂解型和夺氢型两类。裂解型光引发剂在光照下自身结构裂解产生活性中间体；夺氢型光引发剂虽自身骨架不被破坏，但通常需要加入第二组分构成引发体系，固化过程中需要光引发剂和第二组分共同作用，产生活性引发物种，因此会受到分子扩散速率的影响，固化速率和单体转化率明显低于裂解型光引发剂。此外，加入的第二组分对固化涂层存在某些不利影响，限制了其应用范围。

3、随着光固化技术在一些尖端技术的应用，对固化图形要求精度极高或最好事先无损探伤。这些评估一般是通过改善检测技术实现，但这些检测技术评估周期长，同时对无色透明聚合涂层有相当困难。光学检测是实现快速评估的有效手段。

4、光致变色指的是化合物在一定的波长和强度的光作用下分子结构会发生变化，从而导致其对可见光吸收的改变，相应地改变化合物颜色，这种改变一般是可逆的。光致变色化合物凭借这一特点，在信息储存、防护包装、自显影全息记录照相、国防等领域得到较大关注。但这类化合物一般不具有光固化性能。因此在光固化领域，研究和开发具有光致变色的有机光引发剂，对拓展光固化技术在高精尖领域应用具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供萘二酰亚胺类化合物在光固化中的应用以及一种光固化材料，本发明提供的萘二酰亚胺类化合物可在led(发光二极管)光源下有效引发光固化，并同时形成在紫外光照下具有光致变色性质的纯有机光固化涂层。本发明提供的萘二酰亚胺类化合物用于制备具有光致变色性质的纯有机涂层，用途广泛，包括但不限于光刻胶、三维打印、防伪等领域。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了萘二酰亚胺类化合物在光固化中的应用，所述萘二酰亚胺类化合物为式1～式18所示结构的化合物的一种或多种；

4、

5、本发明提供了一种光固化材料，所述光固化材料的制备原料包括预聚合感光树脂、活性单体和有机光引发剂，所述有机光引发剂为萘二酰亚胺类化合物，所述萘二酰亚胺类化合物为式1～式18所示结构的化合物的一种或多种；

6、

7、优选的，所述有机光引发剂的质量占所述预聚合感光树脂、活性单体和有机光引发剂总质量的百分比为0.0001～10％。

8、优选的，所述有机光引发剂的质量占所述预聚合感光树脂、活性单体和有机光引发剂总质量的百分比为0.02～5％。

9、优选的，所述萘二酰亚胺类化合物为式1～式18所示结构的化合物的任意一种或两种。

10、优选的，所述预聚合感光树脂为端基具有碳碳双键的树脂。

11、优选的，所述预聚合感光树脂为甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯共聚物。

12、优选的，所述活性单体为具有碳碳双键的单体。

13、优选的，所述活性单体包括丙烯酸酯类单体、冰片烯类单体和苯乙烯类单体中的一种或多种。

14、优选的，所述光固化材料的制备原料还包括溶剂、着色剂、光交联剂、光增感剂、抗氧化剂、表面活性剂、固化促进剂和热聚合抑制剂中的至少一种。

15、本发明提供了萘二酰亚胺类化合物在光固化中的应用，所述萘二酰亚胺类化合物为式1～式18所示结构的化合物的一种或多种。本发明提供了一种光固化材料，所述光固化材料的制备原料包括预聚合感光树脂、活性单体和有机光引发剂，所述有机光引发剂为萘二酰亚胺类化合物，所述萘二酰亚胺类化合物为式1～式18所示结构的化合物的一种或多种。本发明提供的萘二酰亚胺类化合物在光固化中作为有机光引发剂具有如下优势：首先，本发明提供的萘二酰亚胺有机化合物有较高的摩尔消光系数，能够与更加安全环保的led点光源相匹配，是可以使用led光源的光引发剂。第二，本发明提供的萘二酰亚胺有机化合物可在单组分下引发单体聚合，不需要添加第二组分构成引发体系，从而消除第二组分对光固化涂层性质的损害，同时其可以利用萘二酰亚胺有机化合物激发态及对应自由基阴离子激发态两种活性物种去引发光固化，光固化效率高。第三，本发明提供的萘二酰亚胺分子不仅可以作为有机光引发剂，且在固化后留在涂层中，也可以作为光致变色剂。固化形成的透明无色涂层，在紫外光照射条件下，可快速变成褐色，其原因是紫外光照下萘二酰亚胺分子形成的激发态可攫取涂层分子中的电子，形成自由基阴离子，这一物种在致密的涂层中寿命长，能再吸收可见光，使涂层颜色改变，若涂层不够致密，这一物种遇空气很快衰减，涂层颜色不改变。利用这一性质，可通过肉眼或光学仪器清晰、完整、快速评估涂层的精细图形和涂层致密性。撤除紫外光照后，变色涂层可保持几分钟(5分钟内)，再恢复至无色，因此对固化涂层的透明度没有影响。第四，本发明提供的萘二酰亚胺有机化合物能够形成纯有机体系，不会带来金属污染，从而可用于光刻胶等需要对金属离子严格管控的领域。

技术特征：

1.萘二酰亚胺类化合物在光固化中的应用，其特征在于，所述萘二酰亚胺类化合物为式1～式18所示结构的化合物的一种或多种；

2.一种光固化材料，其特征在于，所述光固化材料的制备原料包括预聚合感光树脂、活性单体和有机光引发剂，其特征在于，所述有机光引发剂为萘二酰亚胺类化合物，所述萘二酰亚胺类化合物为式1～式18所示结构的化合物的一种或多种；

3.根据权利要求2所述的光固化材料，其特征在于，所述有机光引发剂的质量占所述预聚合感光树脂、活性单体和有机光引发剂总质量的百分比为0.0001～10％。

4.根据权利要求3所述的光固化材料，其特征在于，所述有机光引发剂的质量占所述预聚合感光树脂、活性单体和有机光引发剂总质量的百分比为0.02～5％。

5.根据权利要求2～4任一项所述的光固化材料，其特征在于，所述萘二酰亚胺类化合物为式1～式18所示结构的化合物的任意一种或两种。

6.根据权利要求2～4任一项所述的光固化材料，其特征在于，所述预聚合感光树脂为端基具有碳碳双键的树脂。

7.根据权利要求6所述的光固化材料，其特征在于，所述预聚合感光树脂为甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯共聚物。

8.根据权利要求2～4任一项所述的光固化材料，其特征在于，所述活性单体为具有碳碳双键的单体。

9.根据权利要求8所述的光固化材料，其特征在于，所述活性单体包括丙烯酸酯类单体、冰片烯类单体和苯乙烯类单体中的一种或多种。

10.根据权利要求2所述的光固化材料，其特征在于，所述光固化材料的制备原料还包括溶剂、着色剂、光交联剂、光增感剂、抗氧化剂、表面活性剂、固化促进剂和热聚合抑制剂中的至少一种。

技术总结本发明属于光固化材料技术领域，具体涉及萘二酰亚胺类化合物在光固化中的应用以及一种光固化材料。本发明提供了萘二酰亚胺类化合物在光固化中的应用，所述萘二酰亚胺类化合物为式1～式18所示结构的化合物的一种或多种。本发明提供了一种光固化材料，有机光引发剂为萘二酰亚胺类化合物。本发明使用的萘二酰亚胺有机化合物具有良好的光稳定性和热稳定性，可添加在涂料中形成纯有机体系涂层；有良好的摩尔消光系数，可作为单组分光引发剂，添加在普通光固化体系中。添加后的体系可在LED光源下有效引发光固化，并同时形成在紫外光照下具有光致变色性质的纯有机光固化涂层，用途广泛，包括但不限于光刻胶、三维打印、防伪等领域。技术研发人员：刘传浩,黄艳,卢志云,朱甄珍,汪令节,胡开波,杨冰,魏孝强受保护的技术使用者：重庆沃肯新材料科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18