ДИНАТРИЕВАЯ СОЛЬ 2,2-БИС-(3-СУЛЬФОКСИПРОПИЛОКСИ)-ФЕНИЛЭТАНОНА КАК ФОТОИНИЦИАТОР РАДИКАЛЬНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ Российский патент 1998 года по МПК C07C309/10 G03F7/28 

Изобретение относится к химии фотоинициаторов (ФИ) радикальной полимеризации, конкретно к водорастворимым ацеталям фенилглиоксаля, которые могут использоваться в фотополимеризующихся композициях (ФПК).

Использование ароматических α, α -диалкоксикетонов в качестве фотоинициаторов радикальной полимеризации широко описано в литературе. Большое распространение среди соединений этого класса получил промышленно выпускаемый фирмой Ciba Geigy 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон (Jrgacure-651), который относят к числу наиболее активных, на сегодня, ФИ [1]. Этот фотоинициатор под действием УФ-излучения в области 320 нм распадается по α -C-C связи на два радикала, которые затем инициируют полимеризацию ненасыщенных мономеров (главным образом эфиров акриловой и метакриловой кислот) [2].

Недостатком приведенного ФИ является плохая совместимость с веществами, входящими в состав водовымывных фотополимеризующихся композиций из-за его нерастворимости в воде.

Как прототип предлагается вещество 2,2-диизопропоксиацетофенон (ДИПАФ) формулы (1), условия синтеза и важнейшие химические и физико-химические свойства которого известны [3].

Недостатком ДИПАФ также является нерастворимость в воде.

В основу изобретения поставлена задача создания нового водорастворимого фотоинициатора радикальной полимеризации, который за счет наличия гидрофильных групп SO₃Na в своем составе хорошо совмещался бы со всеми элементами ФПК и, как следствие, улучшая репродукционно-графические и физико-химические свойства полученных с его использованием фотополимеризующихся материалов.

Поставленная задача решалась путем синтеза динатриевой соли 2,2-бис-(3-сульфоксипропилокси)-фенилэтанола формулы 2, используемого для фотоинициирования процессов радикальной полимеризации

За счет особенностей химического строения заявленное соединение растворяется в воде, обеспечивая хорошую совместимость со всеми элементами водорастворимых ФПК. Благодаря этому улучшаются эксплуатационные качества готовых материалов.

Пример 1. В колбу емкостью 0,5 л, снабженную насадкой Дина-Старка и эффективным обратным холодильником, помещают 13,4 г фенилглиоксаля, 40 г динатриевой соли гидроксипропилсульфокислоты, 3 г концентрированной серной кислоты и 300 мл бензола. Содержимое колбы нагревают до температуры устойчивого кипения растворителя и продолжают реакцию до прекращения выделения воды в насадку Дина-Старка. Отгоняли бензол, остаток экстрагировали водой. Воду испаряли (удаляли в вакууме) и полученную кристаллическую динатриевую соль 2,2-бис-(3-сульфоксипропилокси)-фенилэтанона использовали в качестве ФИ в ФПК.

Полученное вещество представляет собой водорастворимый продукт желтого цвета со следующими параметрами: мол.м. 416, максимум поглощения в УФ-области 340 нм. Коэффициент экстинкции в максимуме 95,25 л • моль^-1 • см^-1.

ИК-спектр: 1710 см^-1 (C=O).

Предварительными исследованиями установлено, что динатриевая соль 2,2-бис-(3-сульфоксипропилокси)-фенилэтанола может использоваться в качестве фотоинициатора радикальной полимеризации в ФПК для изготовления водорастворимых фотополимерных печатных форм.

Пример 2. 16,95 мас.ч. поливинилового спирта растворяют в 67,8 мас.ч. обессоленной воды при 80 - 90^oC в течение 3 - 5 ч при перемешивании. К полученному раствору при 50^oC добавляют смесь 3,38 мас.ч. глицидилметакрилата, 1,70 мас. ч. монометакрилового эфира этиленгликоля, 1,70 мас.ч. диметиламиноэтанола, 0,47 мас. ч. динатриевой соли 2,2-бис-(3-сульфоксипропилокси)-фенилэтанола, 0,05 мас. ч. ионола и 7,87 мас.ч. этанола. Полученную смесь перемешивают до гомогенизации и поливают через фильеру на бесконечную металлическую ленту. После испарения растворителя получают фотополимерную пленку.

Максимальный выход гель-фракции после облучения пленки под лампами ЛУФ-80 в течение 20 с составляет 76%. Изготовленная твердая ФПК отличается высокими репродукционно-графическими параметрам (выделяющая способность 100 мкм, разделяющая способность 100 см^-1), оптимальными физико-механическими свойствами (прочность при разрыве 2,6 МПа, относительное удлинение 85,4). Коэффициент пропускания пленки толщиной 1 мм света с длиной волны 360 нм равен 32.

Изобретение относится к синтезу и использованию нового бифильнорастворимого фотоинициатора радикальной полимеризации фотополимеризующихся композиций (ФПК) 2,2-бис- (3-сульфоксипропилокси)- фенилэтанона нижеприведенной формулы. Его получают взаимодействием фенилглиоксаля и натриевой соли гидроксипропил сульфокислоты в присутствии серной кислоты в среде бензола при нагревании. Изготовленная в присутствии фотоинициатора твердая ФПК отличается высокими репродукционно-графическими параметрами. Структура фотоинициатора
-

Динатриевая соль 2,2-бис(3-сульфоксипропилокси)-фенилэтанона общей формулы

в качестве фотоинициатора радикальной полимеризации фотополимеризующихся композиций.