202811. lajstromszámú szabadalom • Eljárás benzofenon-származékok előállítására és ilyen vegyületeket tartalmazó, fotopolimerizálható kompozíciók
1 HU 202 811 B 2 A találmány tárgya eljárás benzofenon-származékok előállítására. A találmány továbbá ilyen vegyületeket tartalmazó, fotopolimerizálható kompozíciókra vonatkozik. A találmány szerinti eljárással előállítható vegyiiletek fotoiniciátorok elsősorban ibolyántúli fénnyel térhálósítható lakkok előállításához. Ibolyántúli fénnyel térhálósítható lakkfilmekkel a gyakorlatban a legkülönbözőbb szubsztrátokat, így például fémeket, fát, papírt, kartonpapírt és műanyagokat vonnak be. Az ilyen bevonatos anyagokra jól ismert példaként említhetünk fényes felületű magazinokat, könyveket, élelmiszercsomagoló-anyagokat és italtároló edényeket A lakkokat általában úgy képezik, hogy a szubsztrátot fotoiniciátort tartalmazó, polimerizálható kompozícióval vonják be, majd a felvitt kompozíciót térhálósítják úgy, hogy ibolyántúli fénynek teszik ki. Az ibolyántúli fénnyel térhálósítható lakkok előállítására alkalmas kompozíciók rendszerint egy zsíroldható prepolimer, egy zsíroldható monomer és egy zsíroldható fotoiniciátor keverékét tartalmazzák. Egyes esetekben ko-iniciátor, például N-metil-dietanol-amin is jelen lehet a kompozícióban. Az ilyen kompozíciók összetételét például a „U. V. and E. B. curing formulations for printing inks, coatings and paint” című könyvben ismertetik, mely könyv Holman, R. szerkesztésében a SITA-Technology nagy-britanniai cég gondozásában 1986- ban jelent meg. Bár az ilyen készítmények kiváló minőségű, ibolyántúli fénnyel térhálósított filmeket adnak a legkülönbözőbb szubsztrátokon, az alkalmazott monomerek azonban gyakran a bőrt irritáló anyagok, és egyes esetekben nehéz a kívánt kompozíció-viszkozitást biztosítani szerves oldószerek alkalmazása nélkül. Ezek a problémák elkerülhetők vizes kompozíció alkalmazása esetén, azonban az ilyen körülmények között felhasználható fotoiniciátorok száma rendkívül csekély. Ibolyántúli fénnyel térhálósított lakkok előállításához alkalmas vizes kompozícióban való felhasználás céljából a fotoiniciátomak vízben nagy mértékben oldhatónak kell lennie széles pH-tartományon belül, továbbá gyorsan kell hatnia, színtelennek és - előnyösen szagtalannak kell lennie. Ha az ismert vízoldható fotoiniciátorok felhasználásával előállított, illetve ibolyántúli fénnyel térhálósított bevonatokat vízzel érintkeztetik bármilyen hosszú időn át, jelentős mennyiségű fotoiniciátor kerül a vízbe. Ez a jelenség rendkívüli mértékben hátrányos akkor, ha a bevonat például élelmiszerekkel érintkezik. Az 1986. szeptember 8. és 11. között Baltimore városában (Amerikai Egyesült Államok) tartott „Rad-Curc 1986” elnevezésű konferencián Baeumer, W., Koehler, M. és Ohngemach, J. által publikált cikkben olyan új zsíroldható, kopolimerizálható fotoiniciátorokat ismertetnek, amelyek felhasználhatók ibolyántúli fénnyel térhálósított lakkoknál. A cikkből kitűnik, hogy a reakcióba nem lépett és így az ibolyántúli fénnyel térhálósított bevonatból szerves oldószerrel, pontosabban acetonitrillel extrahálhaló fotoiniciátor mennyisége rendkívül csekély, ha ezeket a kopolimerizálható fotoiniciátorokat használják. A cikk azonban nem utal vízoldható fotoiniciátorokra. Felismertük, hogy bizonyos benzofenon-származékok kiválóan alkalmasak vízoldható fotoiniciátorokként ibolyántúli fénnyel térhálósítható bevonatokban való felhasználáshoz, és ezek a benzofenon-származékok csak rendkívül csekély mennyiségekben jutnak olyan vízbe, mely a bevonattal érintkezik. A találmány tárgya tehát eljárás az (I) általános képletű benzofenon-származékok előállítására. Az (I) általános képletben X jelentése halogenidion R5 jelentése hidrogénatom vagy metilcsoport, R1 jelentése metil- vagy etilcsoport, továbbá R1, R2 és R3 egymástól függetlenül hidrogén- vagy halogénatomot, vagy \-4 szénatomos tartalmazó alkil-, vagy 1-4 szénatomot tartalmazó alkoxicsoportot jelent. Előnyösen R2 és R3 egyaránt hidrogénatomot jelent, míg R1 jelentése a fenti. A leginkább előnyösen R2 és R3 hidrogénatomot jelent, míg R1 jelentése hidrogén- vagy klóratom, vagy metoxi- vagy terc-butilcsoport. Mindegyik R4 előnyösen metilcsoportot jelent. R5 jelentése előnyösen hidrogénatom. XT jelentése előnyösen kloridion vagy - még Előnyösebben - bromidion. Szakember számára érthető, hogy az (I) általános képletű vegyületcknél az (V) általános képletű csoport a benzoilcsoporthoz képest orto-, méta- vagy para-helyzetben lehet Előnyösen ez a csoport para-helyzetű. Az R1 csoport előnyösen para-helyzetben van a benzoil-karbonilcsoporthoz képest Az (I) általános képletű vegyületeket a találmány értelmében úgy állítjuk elő, hogy valamely (II) általános képletű vegy ületet - a képletben R1, R2, R3 és X jelentése az (I) általános képletnél megadott - valamely (III) általános képletű vegyülettel - a képletben R4 és R5 jelentése a korábban megadott - reagáltatunk. A reagáltatást célszerűen egy alkalmas oldószerben, így például ketonban (például acetonban vagy metil-etil-ketonban) vagy észterben (például etil-acetátban) hajtjuk végre. A reakcióhőmérséklet célszerűen 20 'C és 100 "C, előnyösen 40 ‘C és 60 *C közötti, gyakran célszerűen a reakcióelegy forráspontjának megfelelő hőmérsékleten dolgozunk. A (II) általános képletű vegyületek előállíthatok ismert módon könnyen hozzáférhető kiindulási anyagokból. A (III) általános képletű vegyületek kereskedelmi forgalomban kapható vegyületek. A találmány tárgya továbbá olyan vizes, fototérhálósítható kompozíció, amely vizes oldatban legalább egy polimerizálható prepolimert, és pedig akrilezett poliuretánt, poliésztert vagy epoxidot és fotoiniciátorként valamely (I) általános képletű vegyületet tartalmaz. A találmány szerinti kompozíciók célszerűen 0,5-10 tömeg% mennyiségben tartalmaznak fotoiniciátort. A találmány szerinti kompozíciókkal lakkfilmek alakíthatók ki, illetve megfelelő szubsztrátumok vonhatók be ilyen filmekkel. A találmány szerinti kompozíció gyakorlati alkalmazása során a szubsztrátot bevonjuk a kompozícióval, majd ibolyántúli fénynek tesszük ki. A találmány szerinti eljárással előállítható vegyületek egyik fő előnye az, hogy felhasználhatók olyan, ibolyántúli fénnyel térhálósítható bevonatok előállítására, amelyek csak kis mennyiségű fotoiniciátort adnak le vízzel érintkezve. A találmány szerinti eljárással előállítható vegyületek további előnyei közé tartozik az, hogy vízben oldhatók, színtelenek és szagtalan bevonatokat képeznek. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
