CH691595A5

CH691595A5 - Borat-Coinitiatoren für die Photopolymerisation.

Info

Publication number: CH691595A5
Application number: CH282296A
Authority: CH
Inventors: Martin Kunz; Allan Francis Cunningham; Hisatoshi Kura
Original assignee: Ciba Sc Holding Ag
Priority date: 1995-11-24
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 2001-08-31

Description

Die Erfindung betrifft hochreaktive Borat-Photoinitiator Verbindungen, Zusammensetzungen enthaltend diese Verbindungen sowie die Verwendung der Verbindungen.

Die Verwendung von Boraten als Photoinitiatoren in Kombination mit Coinitiatoren ist im Stand der Technik bekannt. So offenbaren beispielsweise die US Patente 4 772 530, 4 772 541 und 5 151 520 Triarylalkylborat-anionen mit kationischen Farbstoffen, wie z.B. Cyaninen, Rhodaminen usw., als Gegenionen. Diese Verbindungen werden als Photoinitiatoren eingesetzt. Im US Patent 4 954 414 werden kationische Übergangsmetallkomplexe zusammen mit Triarylalkylboratanionen in photopolymerisierbaren Zusammensetzungen verwendet. Bekannt ist auch aus dem US Patent 5 055 372 die Verwendung von quarternären Ammoniumverbindungen, wie z.B. Tetramethylammonium, Pyridinium, Cetylpyridinium usw., als kationische Gegenionen zum Triarylalkylborat. In dieser Publikation werden die Borate in Verbindung mit aromatischen Ketoninitiatorverbindungen als Coinitiatoren in photohärtbaren Materialen eingesetzt.

In der EP-A-555 058 und JP-A Hei 5 255 347 werden Borate, unter anderen auch Trimesitylbutylborat, als Coinitiatoren für (Oxo)sulfoniumkomplexe verwendet.

In der Technik besteht für den umfangreichen Anwendungsbereich von Photointiatoren ein Bedarf an stabilen reaktiven Verbindungen.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass Monoboratverbindungen, welche an mindestens zwei Arylresten in ortho-Position substituiert sind, diese Eigenschaften in hohem Masse besitzen. Gegenstand der Erfindung sind daher Verbindungen der Formeln I und l min
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worin
R1 und R2 unabhängig voneinander für Phenyl oder einen anderen aromatischen Kohlenwasserstoff, mit oder ohne Heteroatom, stehen, wobei diese Reste unsubstituiert oder 1- bis 5fach Mit C1-C20-Alkyl, mit einem oder mehreren Resten O, S(O)p oder NR5 unterbrochenem C2-C20-Alkyl, OR6, R6S(O)p, R6S(O)2O, R7R8N, R6OC(O), R7R8NC(O), R9C(O), R9R10R11Si, R9R10R11Sn, R12R13B, Halogen, R9R10P(O)q, oder/und CN substituiert sind,
mit der Massgabe, dass der Rest Phenyl oder die anderen aromatischen Kohlenwasserstoffreste in mindestens einer o-Position substituiert sind, oder R1 und R2 unabhängig voneinander C1-C20-Alkyl, welches mit R9R10R11Si substituiert ist, bedeuten oder die Reste R1 und R2 Brücken bilden, wobei Strukturen der Formel II, lIa oder Ilb
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entstehen, wobei die aromatischen Ringe in den Formeln II, Ila oder Ilb unsubstituiert sind oder mit C1-C20-Alkyl, mit einem oder mehreren Resten O, S(O)p oder NR5 unterbrochenem C2-C20-Alkyl, OR6, R6S(O)p, R6S(O)2O, R7R8N, R6OC(O), R7R8NC(O), R9C(O), R9R10R11Si, R9R10R11Sn, Halogen, R9R10P(O)q oder/und R12R13B substituiert sind;
R2a für Phenylen oder einen anderen zweiwertigen aromatischen Kohlenwasserstoff, mit oder ohne Heteroatom, steht, wobei diese Reste unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1C20-Alkyl, mit einem oder mehreren Resten O, S(O)p oder NR5 unterbrochenem C2-C20-Alkyl, OR6, R6S(O)p, R6S(O)2O, R7R8N, R6OC(O), R7R8NC(O), R9C(O), R9R10R11Si, R9R10R11Sn, R12R13B, Halogen, R9R10P(O)q, oder/und CN substituiert sind, oder R2, Phenyl-C1-C6-Alkylen bedeutet;

R3 für C1-C20-Alkyl, welches mit R9R10R11Si substituiert ist, Phenyl oder einen anderen aromatischen Kohlenwasserstoff, mit oder ohne Heteroatom, steht, wobei der Rest Phenyl oder die anderen aromatischen Kohlenwasserstoffreste unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C20-Alkyl, mit einem oder mehreren Resten O, S(O)p oder NR5 unterbrochenem C2-C20-Alkyl, OR6, R6S(O)p, R6S(O)2O, R7R8N, R6OC(O), R7R8NC(O), R9C(O), R9R10R11Si, R9R10R11Sn, R12R13B, Halogen, R9R10P(O)q, oder/und CN substituiert sind;

R4 Phenyl, einen anderen aromatischen Kohlenwasserstoffrest, C1-C20-Alkyl, mit einem oder mehreren Resten O, S(O)p oder NR5 unterbrochenes C2-C20-Alkyl, C3-C12-Cycloalkyl, C2-C8-Alkenyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Naphthyl-C1-C3-alkyl bedeutet, wobei die Reste Phenyl, andere aromatischer Kohlenwasserstoffrest, C1-C20-Alkyl, C3-C12-Cycloalkyl, C2-C8-Alkenyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Naphthyl-C1-C3-alkyl unsubstituiert sind oder mit OR6, R6S(O)p, R6S(O)2O, R7R8N, R6OC(O), R7R8NC(O), R9C(O), R9R10R11Si, R9R10R11Sn, R12R13B, Halogen, R9R10P(O)q, oder/und CN substituiert sind;
E für R14R15R16P, R6R6aS oder R8R8aR7N steht;
Y für (CH2)n CH=CH, C(O), NR5, O, S(O)p oder
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steht;
n 0, 1 oder 2 bedeutet;
m 2 oder 3 ist;
p 0, 1 oder 2 bedeutet;
q 0 oder 1 ist;

R5 Wasserstoff, C1-C12-Alkyl, Phenyl-C1-C6-Alkyl oder Phenyl, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-Alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder/und Halogen substituiert sind;
R6 und R6a unabhängig voneinander C1-C12-Alkyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl bedeutet, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder/und Halogen substituiert sind;
R7, R8 und R8a unabhängig voneinander C1-C12-Alkyl, C3-C12-Cycloalkyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl bedeuten, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy, R6OC(O), CN oder/und Halogen substituiert sind, oder R7 und R8 zusammen mit dem N-Atom, an welches sie gebunden sind, einen 5- oder 6gliedrigen Ring bilden, welcher zusätzlich O- oder S-Atome enthalten kann;

R9, R10 und R11 unabhängig voneinander C1-C12-Alkyl, C3-C12-Cycloalkyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl bedeuten, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder/und Halogen substituiert sind;
R12 und R13 unabhängig voneinander C1-C12-Alkyl, C3-C12-Cycloalkyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl bedeuten, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder/und Halogen substituiert sind, oder R12 und R13 zusammen mit dem B-Atom, an welches sie gebunden sind, einen 5- oder 6gliedrigen Ring bilden;

R14, R15 und R16 unabhängig voneinander C1-C12-Alkyl, C2-C12-Alkenyl, C3-C12-Cycloalkyl, wobei die Reste C1-C12-Alkyl, C2-C12-Alkenyl, C3-C12-Cycloalkyl unsubstituiert oder mit R6OCO oder CN substituiert sind, oder R14, R15 und R16 unsubstituiertes oder ein- bis fünffach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder Halogen substituiertes Phenyl-C1-C6-alkyl oder unsubstituiertes oder ein- bis fünffach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder Halogen substituiertes Phenyl bedeuten; und
G für einen Rest steht, welcher positive Ionen bilden kann,
mit der Massgabe, dass, wenn R1, R2 und R3 2,4,6-Trimethylphenyl bedeuten, R4 kein C2-C20-Alkyl oder C2-C8-Alkenyl ist.

Diese Verbindungen sind in Kombination mit Coinitiatoren sehr reaktive lnitiatoren für die Photopolymerisation von ethylenisch ungesättigten Verbindungen.

Die Verbindungen sind dadurch gekennzeichnet, dass R1 und R2, sofern sie nicht für mit R9R10R11Si substituiertes C1-C20-Alkyl stehen, einen in ortho-Stellung zu der Bindung zum Boratom substituierten Phenylring oder einen anderen in ortho-Stellung zum Boratom sterisch gehinderten aromatischen Kohlenwasserstoffrest darstellt. Unter Substitution in ortho-Stellung wird hier allgemein eine Bindung in o-Position des Arylrings zum Borzentralatom, also z.B. auch ein annelierter Ring, verstanden. Gemäss dieser Definition sind damit auch einige mehrcyclische aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Naphthyl, in o-Position zur Bindung zum Borzentralatom substituierte Ringe.

Aromatische Kohlenwasserstoffe, wie sie in den erfindungsgemässen Verbindungen enthalten sein können, können z.B. ein oder mehrere, insbesondere 1 oder 2, Heteroatome enthalten. Als Heteroatome kommen z.B. N, O, P oder S, bevorzugt N oder O, in Frage. Beispiele für aromatische Kohlenwasserstoffe sind: Phenyl, alpha - und beta -Naphthyl, Stilbenyl, Biphenyl, o-, m-, p-Terphenyl, Triphenylphenyl, Binaphthyl, Anthracyl, Phenanthryl, Pyrenyl, Furan-2-yl oder Furan-3-yl, Thiophen-2-yl oder Thiophen-3-yl, Pyridin-2-yl, Pyridin-3-yl oder Pyridin-4-yl, Chinolyl oder Isochinolyl.

Stilbenyl ist
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. Biphenyl bedeutet
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o-, m- oder p-Terphenyl sind
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Triphenylphenyl bedeutet
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oder
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Binaphthyl ist
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Anthracyl bedeutet
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oder
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Phenanthryl steht für
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oder
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Pyrenyl bedeutet
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oder
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Chinolinyl bedeutet
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oder
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lsochinolinyl bedeutet
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oder
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Furanyl ist Furan-2-yl oder Furan-3-yl. Thiophenyl bedeutet Thiophen-2-yl oder Thiophen-3-yl. Pyridinyl steht für Pyridin-2-yl, Pyridin-3-yl oder Pyridin-4-yl.

Sind die Reste Phenyl, Stilbenyl, Biphenyl, o-, m- oder p-Terphenyl, Triphenylphenyl, Naphthyl, Binaphthyl, Anthracyl, Phenanthryl, Pyrenyl, Ferrocenyl, Furanyl, Thiophenyl, Pyridinyl, Chinolinyl oder lsochinolinyl substituiert, so sind sie ein- bis vierfach, z.B. ein-, zwei- oder dreifach, insbesondere ein- oder zweifach substituiert. Substituenten am Phenylring befinden sich vorzugsweise in 2-, in 2,6- oder in 2,4,6-Stellung des Phenylrings.

C1-C20-Alkyl ist linear oder verzweigt und ist beispielsweise C1-C12-, C1-C8-, C1-C6- oder C1-C4-Alkyl. Beispiele sind Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl, iso-Butyl, tert-Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, 2,4,4-Trimethyl-pentyl, 2-Ethylhexyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl, Nonadecyl oder Icosyl. Beispielsweise ist R4 C1-C8-Alkyl, insbesondere C1-C6-Alkyl, vorzugsweise C1-C4-Alkyl, wie z.B. Methyl oder Butyl. Sind R1, R2, R3 und R4 mit R9R10R11Si substituiertes C1-C20-Alkyl, so handelt es sich bei dem Alkylrest z.B. um C1-C12-, insbesondere um C1-C8-, vorzugsweise um C1-C4-Alkyl. Besonders bevorzugt ist Methyl.

C1-C12-Alkyl und C1-C6-Alkyl sind ebenfalls linear oder verzweigt und haben z.B. die oben angegebenen Bedeutungen bis zur entsprechenden Anzahl der C-Atome. R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12 und R13 sind z.B. C1-C8-, insbesondere C1-C6-, vorzugsweise C1-C4-Alkyl, wie z.B. Methyl oder Butyl. C1-C6-Alkyl-Substituenten für Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl sind, insbesondere C1-C4-Alkyl, z.B. Methyl oder Butyl.

C2-C20-Alkyl, das ein oder mehrmals durch -O-, -S(O)p- oder -NR5- unterbrochen ist, ist beispielsweise 1-9, z.B. 1-7 oder 1- oder 2mal durch -O-, -S(O)p- oder -NR5- unterbrochen. Es ergeben sich z.B. Struktureinheiten wie -CH2-O-CH3, -CH2CH2-O-CH2CH3, -[CH2CH2O]y-CH3, mit y = 1-9, -(CH2CH2O)7CH2CH3, -CH2-CH(CH3)-O-CH2-CH2CH3, -CH2-CH(CH3)-O-CH2-CH3, -CH2SCH3 oder -CH2-N(CH3)2.

C3-C12-Cycloalkyl bedeutet z.B. Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cyclooctyl, Cyclododecyl, insbesondere Cyclopentyl und Cyclohexyl, vorzugsweise Cyclohexyl.

C2-C8-Alkenyl-Reste können ein- oder mehrfach ungesättigt sein und sind beispielsweise Allyl, Methallyl, 1,1-Dimethylallyl, 1-Butenyl, 3-Butenyl, 2-Butenyl, 1,3-Pentadienyl, 5-Hexenyl oder 7-Octenyl, insbesondere Allyl. R4 als C2-C8-Alkenyl ist z.B. C2-C6-, insbesondere C2-C4-Alkenyl.

Phenyl-C1-C6-alkyl bedeutet z.B. Benzyl, Phenylethyl, alpha -Methylbenzyl, Phenylpentyl, Phenylhexyl oder alpha , alpha -Dimethylbenzyl, insbesondere Benzyl. Bevorzugt ist Phenyl-C1-C4-alkyl, insbesondere Phenyl-C1-C2-alkyl. Substituiertes Phenyl-C1-C6-alkyl ist ein- bis vierfach, z.B. ein-, zwei- oder dreifach, insbesondere ein- oder zweifach am Phenylring substituiert.

Phenyl-C1-C6-alkylen hat zwei freie Bindungen, wovon eine am Phenylenring, die andere im Alkylenrest ist:
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mit x = 1 bis 6.

Substituiertes Phenyl ist ein- bis fünffach, z.B. ein-, zwei- oder dreifach, insbesondere ein- oder zweifach am Phenylring substituiert.

Naphthyl-C1-C3-alkyl ist beispielsweise Naphthylmethyl, Naphthylethyl, Naphthylpropyl oder Naphthyl-1-methylethyl, insbesondere Naphthylmethyl. Dabei kann sich die Alkyleinheit sowohl in 1- als auch in 2-Stellung des Naphthylringes befinden. Substituiertes Naphthyl-C1- C3-alkyl ist ein- bis vierfach, z.B. ein-, zwei- oder dreifach, insbesondere ein- oder zweifach an den aromatischen Ringen substituiert.

C1-C12-Alkoxy steht für lineare oder verzweigte Reste und bedeutet z.B. Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy, n-Butyloxy, sec-Butyloxy, iso-Butyloxy, tert-Butyloxy, Pentyloxy, Hexyloxy, Heptyloxy, 2,4,4-Trimethylpentyloxy, 2-Ethylhexyloxy, Octyloxy, Nonyloxy, Decyloxy oder Dodecyloxy, insbesondere Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy, n-Butyl-oxy, sec-Butyloxy, iso-Butyloxy, tert-Butyloxy, vorzugsweise Methoxy.

Halogen bedeutet Fluor, Chlor, Brom und lod, insbesondere Chlor, Fluor und Brom, vorzugsweise Chlor und Fluor.

Ist C1-C20-Alkyl ein oder mehrmals mit Halogen substituiert, so sind z.B. 1 bis 3 oder 1 oder 2 Halogensubstituenten am Alkylrest.

Bilden R7 und R8 zusammen mit dem N-Atom, an welches sie gebunden sind, einen 5- oder 6gliedrigen Ring, der ausserdem noch O- oder S-Atome enthalten kann, so handelt es sich dabei z.B. um gesättigte oder ungesättigte Ringe, beispielsweise um Aziridin, Pyrrol, Pyrrolidin, Oxazol, Thiazol, Pyridin, 1,3-Diazin, 1,2-Diazin, Piperidin oder Morpholin.

Als Gegenion G<+> zum negativen Borat in der Formel I sind allgemein Reste geeignet, welche positive Ionen bilden können.

Dies sind beispielsweise Alkalimetalle, insbesondere Lithium oder Natrium, quarternäre Ammoniumverbindungen, Farbstoffkationen oder kationische Übergangsmetallkoordinationskomplex-Verbindungen. Bevorzugt sind Ammonium, Tetraalkylammonium oder Farbstoffkationen. Beispiele für Tetraalkylammonium sind insbesondere Tetramethylammonium oder Tetra-butylammonium, geeignet sind aber auch Trisalkylammoniumionen, z.B. Trimethylammonium. Geeignet sind Phosphonium- und Ammonium-gegenionen der Formeln <+>PRwRxRyRz und <+>NRwRxRyRz, wobei Rw, Rx, Ry, Rz unabhängig voneinander Wasserstoff, unsubstituiertes oder substituiertes Alkyl, Cycloalkyl, Alkenyl, Phenyl oder Arylalkyl bedeuten. Substituenten für diese Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl, Phenyl- oder Arylalkyl-Reste sind z.B.

Halogenid, Hydroxy, Heterocycloalkyl (z.B Epoxy, Aziridyl, Oxetanyl, Furanyl, Pyrrolidinyl, Pyrrolyl, Thiophenyl, Tetrahydrofuranyl usw.), Dialkylamino, Amino, Carboxy, Alkyl- und Arylcarbonyl und Aryloxy- und Alkoxycarbonyl. Der tetravalente Stickstoff kann auch Mitglied eines 5- oder 6gliedrigen Ringes sein, wobei dieser Ring wiederum an andere Ringsysteme anneliert werden kann. Diese Systeme können auch zusätzliche Heteroatome enthalten, wie z.B. S, N, O.

Der tetravalente Stickstoff kann auch Mitglied eines polycyclischen Ringsystemes sein, z.B. Azoniapropellan. Diese Systeme können auch weitere Heteroatome enthalten, wie z.B. S, N, O.

Ebenfalls geeignet sind Polyammonium- und Polyphosphoniumsalze, im Besonderen die Bissalze, wobei die gleichen Substituenten wie oben für die "mono"-Verbindungen beschrieben sind, vorhanden sein werden können.

Die Ammonium- und Phosphoniumsalze können auch mit neutralen Farbstoffen (z.B. Thioxanthenen, Thioxanthonen, Coumarinen, Ketocoumarinen usw.) substituiert werden. Solche Salze werden von der Reaktion von den mit reaktiven Gruppen (z.B. Epoxy, Amino, Hydroxy usw.) substituierten Ammonium- und Phosphoniumsalze mit geeigneten Derivaten von neutralen Farbstoffen erhalten. Entsprechende Beispiele sind in der EP-A 224 967 beschrieben (Quantacure QTX).

Ebenso können Ammonium- und Phosphoniumsalze auch mit farblosen Elektronenakzeptoren (z.B. Benzophenonen) substituiert werden: Beispiele dafür sind Quantacure ABQ
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Quantacure BPQ
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und Quantacure BTC
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der Firma International Bio-Synthetics.

Weitere interessante quarternäre Ammoniumverbindungen sind z.B. Trimethylcetylammonium oder Cetylpyridinium. Als positive Gegenionen G<+> in der Verbindung der Formel I sind z.B. auch folgende Ionen einzusetzen:
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, worin Z für P, N oder S steht und R einen Alkyl- oder Arylrest bedeutet. Ebenfalls geeignet sind Verbindungen wie z.B.
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oder
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(beschrieben von Yagci et al. in J. Polym. Sci. Part A: Polymer Chem. 1992, 30, 1987 und Polymer 1993, 34(6), 1130) oder wie z.B.
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oder
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mit R min = unsubstituiertes oder substituiertes Benzyl oder Phenacyl (beschrieben in JP-A Hei 7 70 221). Bei diesen Verbindungen können die aromatischen Ringe im Pyridinium auch substituiert sein.

Unter dem Begriff Tetra(C1-C4-alkyl)ammonium sind Verbindungen der folgenden Formel zu verstehen: N(C1-C4-Alkyl)4<+>, wobei C1-C4-Alkyl die oben angegeben Bedeutungen bis zur entsprechenden Anzahl der C-Atome haben kann. Beispiele für entsprechende Ammoniumverbindungen sind Tetramethylammonium, Tetraethylammonium, Tetrapropylammonium oder Tetrabutylammonium, insbesondere Tetramethylammonium und Tetrabutylammonium. Benzyl-tri(C1-C4alkyl)ammonium bedeutet C6H5-CH2-N(C1-C4-Alkyl)3<+>, wobei C1-C4-Alkyl die oben angegeben Bedeutungen bis zur entsprechenden Anzahl der C-Atome haben kann. Beispiele für solche Reste sind Benzyltrimethylammonium, Benzyltriethylammonium, Benzyltripropylammonium und Benzyltributylammonium, insbesondere Benzyltrimethylammonium und Benyzltributylammonium.

Als positive Gegenionen G<+> zum Borat sind auch weitere Oniumionen, wie z.B. lodonium- oder Sulfoniumionen einsetzbar.

Beispiele für solche Gegenionen zum Borat sind Reste der Formel
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wie sie z.B. in der EP-A 555 058 und der EP-A 690 074 beschrieben sind. Ausserdem interessant als Gegenionen sind
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Weiterhin geeignete Gegenionen für die erfindungsgemässen Borate sind Kationen der Formel
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worin R9 für einen Alkylrest, insbesondere Ethyl, oder Benzyl steht und der aromatische Ring weitere Substituenten tragen kann.

Weitere geeignete Gegenionen sind Haloniumionen, insbesondere Diaryliodoniumionen, wie z.B. in der EP-A 334 056 und der EP-A 562 897 beschrieben.

Geeignet sind aber auch Kationen von Ferroceniumsalzen, wie z.B. in der EP-A 94 915 und EP-A 109 851 beschrieben, beispielsweise
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Weitere geeignete "Onium"-Kationen, wie Ammonium, Phosphonium, Sulfonium, lodonium, Selonium, Arsonium, Tellonium, Bismuthonium sind z.B. in der japanischen Patentanmeldung Hei 6 266 102 beschrieben.

Beispiele für kationische Übergangsmetallkomplex-Verbindungen, welche als Gegenion geeignet sind, sind im US Patent 4 954 414 beschrieben. Besonders interessant sind Bis(2,2 min -bipyridin)(4,4 min -dimethyl-2,2 min -bipyridin)-ruthenium, Tris(4,4 min -dimethyl-2,2 min -bipyridin)ruthenium, Tris(4,4 min -dimethyl-2,2 min -bipyridin)-eisen, Tris(2,2 min ,2 min min -terpyridin)-ruthenium, Tris(2,2 min -bipyridin)-ruthenium und Bis(2,2 min -bipyridin)(5-chloro-1,10-phenanthrolin)-ruthenium.

Als Gegenion geeignete Farbstoffe sind solche ohne Säuregruppen, beispielsweise Kationen von Triarylmethanen, z.B. Malachit Grün, Indolinen, Thiazinen, z.B. Methylen Blau, Xanthonen, Thioxanthonen, Oxazinen, Acridinen, Cyaninen, Rhodaminen, Phenazinen, z.B. Safranin, bevorzugt Cyaninen, Safranin und Thioxanthonen.

Wenn die Verbindungen der Formel I als Gegenion keinen Farbstoff enthalten und gleichzeitig das entsprechende Borat nicht ausreichend absorptionsfähig ist, so ist es zweckmässig für den Photopolymerisationsprozess, mindestens einen Coinitiator bzw. eine Elektronenakzeptorverbindung zuzugegeben. Der Begriff Coinitiator steht in dieser Anmeldung für Sensibilisatoren und Elektronenakzeptorverbindungen, wie z.B. Thioxanthone, Reaktionsbeschleuniger, wie z.B. Amine, Thiole usw. oder Farbstoffe. Dabei handelt es sich vorzugsweise um Farbstoffe. Geeignete Farbstoffe, welche als Coinitiatoren zugesetzt werden können, sind z.B. im US Patent 5 151 520 beschrieben. Es sind beispielsweise Triarylmethane, z.B. Malachit Grün, Indoline, Thiazine, z.B. Methylen Blau, Xanthone, Thioxanthone, Oxazine, Acridine oder Phenazine, z.B. Safranin.

Als Coinitiator können auch die oben beschriebenen Übergangsmetallkomplex-Verbindungen oder Oniumionenverbindungen verwendet werden. Es können kationische, neutrale oder anionische Farbstoffe als Coinitiatoren für die erfindungsgemässen Verbindungen eingesetzt werden. Besonders geeignete kationische Farbstoffe sind Malachit Grün, Methylen Blau, Safranin O, Rhodamine der Formel III
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worin R und R min für Alkyl- oder Arylreste stehen, z.B. Rhodamin B, Rhodamin 6G oder Violamin R, ausserdem Sulforhodamin B oder Sulforhodamin G.

Andere geeignete Farbstoffe sind Fluorone, wie sie z.B. von Neckers et al. in J. Polym. Sci., Part A, Poly. Chem, 1995, 33, 1691-1703, beschrieben sind. Besonders interessant ist
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Beispiele für weitere geeignete Farbstoffe sind Cyanine der Formel IV
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worin R = Alkyl; n = 0, 1, 2, 3 oder 4 und Y1 = CH=CH, N-CH3, C(CH3)2, O, S oder Se bedeutet. Bevorzugt sind Cyanine, worin Y1 in Formel IV C(CH3)2 oder S ist.

Ausserdem sind folgende Farbstoffverbindungen als Coinitiatoren geeignet:
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worin Z für P, N oder S steht und R einen Alkyl- oder Arylrest bedeutet. Bevorzugt sind Verbindungen der obigen Formeln, worin ZR3 für N(CH3)3, N(C2H5)3 oder P(C6H5)3 steht.

Ebenfalls geeignet sind Verbindungen wie z.B.
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oder
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wie sie z.B. von Yagci et al. in J. Polym. Sci. Part A: Polymer Chem. 1992, 30, 1987, und Polymer 1993, 34(6), 1130, beschrieben sind. Oder Verbindungen wie z.B.
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oder
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Andere geeignete Farbstoffe sind beispielsweise dem US Patent 4 902 604 zu entnehmen. Es handelt sich um Azulen-Farbstoffe. Insbesondere interessant als Coinitiatoren für die erfindungsgemässen Verbindungen sind die in den Spalten 10 und 11 dieses Patentes in der Tabelle angegebenen Verbindungen 1-18.

Weitere geeignete Farbstoffe sind z.B. Merocyanin-Farbstoffe, wie sie im US Patent 4 950 581 von Spalte 6, Zeile 20 bis Spalte 9, Zeile 57, beschrieben sind.

Als Coinitiatoren für die erfindungsgemässen Verbindungen bzw. Photoinitiatoren können auch Coumarin-Verbindungen verwendet werden. Beispiele dafür sind im US Patent 4 950 581 in den Spalten 11, Zeile 20 bis Spalte 12, Zeile 42, angegeben.

Andere geeignete Coinitiatoren sind Xanthone oder Thioxanthone wie sie z.B. im US Patent 4 950 581, Spalte 12, Zeile 44 bis Spalte 13, Zeile 15, beschrieben sind.

Es können als Coinitiatoren beispielsweise auch anionische Farbstoff-Verbindungen eingesetzt werden. So sind z.B. auch Rose Bengal, Eosin oder Fluorescein als Coinitiatoren geeignet. Weitere geeignete Farbstoffe, wie z.B. aus der Triarylmethan- oder Azoklasse, sind z.B. im US Patent 5 143 818 beschrieben.

Andere geeignete Elektronenakzeptorverbindungen sind weiter unten angegeben.

Bevorzugt sind Verbindungen der Formel I, worin R1 und R2 unabhängig voneinander Phenyl, welches in mindestens einer o-Position mit C1-C6-Alkyl, OR6, R7R8N, R9R10R11Si oder/und Halogen substituiert ist, bedeuten, oder R1 und R2 o-Terphenyl, Naphthyl, Binaphthyl, Anthracyl, Phenanthryl, Pyrenyl, Chinolinyl oder Isochinolinyl bedeuten, wobei diese Reste unsubstituiert oder mit C1-C6-Alkyl, OR6, R7R8N, R9R10R11Si oder/und Halogen substituiert sind.

Weitere interessante Verbindungen der Formel I sind solche, worin R3 Phenyl, o-, m- oder p-Terphenyl, Naphthyl, Binaphthyl, Anthracyl, Phenanthryl, Pyrenyl, Chinolinyl oder lsochinolinyl bedeutet, wobei diese Reste unsubstituiert oder mit C1-C6-Alkyl, OR6, R7R8N, R9R10R11Si oder/und Halogen substituiert sind.

Hervorzuheben sind Verbindungen der Formel I, worin R4 Phenyl, einen anderen aromatischen Kohlenwasserstoff, C1-C12-Alkyl, mit einem oder mehreren Resten O oder NR5 unterbrochenes C2-C12-Alkyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, C2-C6-Alkenyl, Benzyl oder Phenylethyl bedeutet, wobei diese Reste unsubstituiert oder mit OR6, R7R8N, R9R10R11Si oder/und Halogen substituiert sind.

Insbesondere sind solche Verbindungen der Formel I bevorzugt, worin R1, R2 und R3 unabhängig voneinander C1-C20-Alkyl, welches mit R9R10R11Si substituiert ist, bedeuten.

Interessante Verbindungen der Formel I sind solche, worin R4 C1-C20-Alkyl, welches mit R9R10R11Si substituiert ist, bedeutet.

Ausserdem bevorzugt sind die Verbindungen der Formel I, worin R1 und R2 gleich sind.

Ebenfalls bevorzugt sind Verbindungen der Formel I, worin R1, R2 und R3 gleich sind.

Weitere bevorzugte Verbindungen der Formel I sind die, worin G ein Alkalimetall, ein quarternärer Ammoniumrest, ein Farbstoff-Kation, ein Übergangsmetallkomplex-Kation, ein Sulfonium-, Sulfoxonium-, Phosphonium- oder lodoniumsalz oder ein UV-Absorber, welcher eine kationische Gruppe enthält, oder ein Rest MgX oder CaX, worin X für C1-C8-Alkoxy oder Halogen steht, ist.

Interessant sind ausserdem Verbindungen der Formel I oder l min , worin R1 und R2 C1-C4-Alkyl, welches mit R9R10R11Si substituiert ist oder Phenyl, welches 1- bis 5fach mit C1-C4-Alkyl, OR6 und/oder Halogen substituiert ist, bedeuten; R2a für Phenylen steht; R3 C1-C4-Alkyl, welches mit R9R10R11Si substituiert ist, unsubstituiertes Phenyl oder 1- bis 5fach mit C1-C4-Alkyl, OR6, R7R8N und/oder Halogen substituiertes Phenyl bedeutet; R4 unsubstituiertes oder mit R9R10R11Si substituiertes C1-C4-Alkyl oder unsubstituiertes oder mit Halogen substituiertes Phenyl bedeutet; m 2 oder 3 ist; E R8R8aR7N bedeutet; R6 C1-C4-Alkyl ist; R7, R8 und R8a unabhängig voneinander C1-C4-Alkyl oder Benzyl bedeuten; R9, R10 und R11 C1-C4-Alkyl darstellen und G für Tetra(C1-C4-alkyl)ammonium oder Benzyl-tri(C1-C4alkyl)ammonium steht.

Die Verbindungen der Formel I können z.B. durch Umsetzung von Triorganylboranen (A) mit metallorganischen Reagenzien, wie z.B. Alkyllithiumverbindungen oder Grignard-Reagenzien, erhalten werden:
EMI16.1

M ist z.B. ein Alkalimetall, wie Li oder Na, oder MgX, wobei X für ein Halogenatom, insbesondere Br, steht.

Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung der Verbindungen der Formel I ist beispielsweise die Reaktion von Alkyldihalogenboranen bzw. Alkyloxy- oder Aryloxydihalogenboranen (B) mit metallorganischen Verbindungen wie z.B. Grignard-Reagenzien oder Lithiumorganylverbindungen:
EMI16.2

X steht für Halogen, insbesondere Br, X min bedeutet Halogen, Alkoxy oder Aryloxy. Die Bedeutungen der anderen Reste sind wie oben angegeben.

Für den Fall, dass G in der oben angegeben Formel I für einen anderen positiven Rest als Lithium oder Magnesium steht, können diese Verbindungen z.B. durch Kationenaustauschreaktionen erhalten werden.

Die Verbindungen der Formel I min werden beispielsweise erhalten, indem mit der Gruppe E, wie oben definiert, substituierte Triorganylborane nach einer der vorgehend dargestellten Methoden zum Borat umgesetzt werden.

Die Reaktionsbedingungen beim Arbeiten mit metallorganischen Reagentien sind dem Fachmann im Allgemeinen geläufig. So erfolgt die Umsetzung zweckmässigerweise in einem inerten organischen Lösungsmittel, beispielsweise einem Ether oder aliphatischen Kohlenwasserstoff, z.B. Diethylether, Tetrahydrofuran oder Hexan.

Als metallorganische Reagenzien zur Herstellung der erfindungsgemässen Polyborate kommen beispielsweise die Lithiumverbindungen der entsprechenden aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffreste in Frage. Die Herstellung von Grignard Reagentien ist dem Fachmann geläufig und in Lehrbüchern und sonstigen Publikationen vielfältig beschrieben.

Die Reaktion mit dem metallorganischen Reagenz wird zweckmässigerweise unter Luftausschluss in einer Inertgasatmosphäre, z.B. unter Stickstoff, durchgeführt. Die Reaktion wird in der Regel unter Kühlung auf 0 DEG C oder darunter und anschliessendem Erwärmen bis auf Raumtemperatur ausgeführt.

Es ist zweckmässig die Reaktionsmischung zu rühren. Die Isolierung und Reinigung der Produkte erfolgt ebenfalls nach dem Fachmann allgemein bekannten Methoden, wie z.B. Chromatigraphie, Umkristallisation usw.

Enthalten die erfindungsgemässen Verbindungen der Formel I als Kation einen Farbstoff-Rest, so werden diese Verbindungen durch Kationenaustausch-Reaktion eines entsprechenden Borat-Salzes mit einem Farbstoff hergestellt. Die zum Austausch geeigneten Boratsalze sind z.B. die Lithium-, Magnesium-, Natrium-, Ammonium- oder Tetraalkylammoniumsalze.

Enthalten die erfindungsgemässen Verbindungen der Formel I als Kation einen Übergangsmetallkomplex, so werden diese Verbindungen analog zur im US Patent 4 954 414, Spalte 7, Abschnitt 2, beschriebenen Methode hergestellt.

Herstellung von Triorganylboranen (A): Die Herstellung einiger Alkyl-diarylborane ist z.B. von A. Pelter et al. in Tetrahedron 1993, 49, 2965, beschrieben. Die Synthese einiger Triarylborane ist von Doty et al. im J. Oranomet. Chem. 1972, 38, 229, von Brown et al. im J. Organomet. Chem. 1981, 209, 1, Brown et al. im J. Amer. Chem. Soc. 1957, 79, 2302, sowie von Wittig et al. in Chem. Ber. 1955, 88, 962 veröffentlicht worden.

Herstellung von Aryldihalogenboranen (B): Der Zugang zu einigen Alkyldihalogenboranen (B) ist z.B. von Brown et al. in JACS 1977, 99, 7097, dargestellt worden. Auch Mikailov et al. in Zh. Obshch. Khim. 1959, 29, 3405, sowie Tuchagues et al. in Bull. Chim. Soc. France, 1967, 11, 4160, beschreiben die Herstellung solcher Verbindungen. Die Herstellung von Phenyldifluorboran ist von Nahm et al. im J. Organomet. Chem. 1972, 35,9, dargestellt worden.

Tris(trimethylsilylmethyl)borane können z.B. nach der von Seyferth et al. im J. Amer. Chem. Soc. 1959, 81, 1844, beschriebenen Methode hergestellt werden.

Die als Edukte für die erfindungsgemässen Verbindungen benötigten Borane können beispielsweise entsprechend einer der vorstehend genannten veröffentlichten Methoden erhalten werden.

Erfindungsgemäss können die Verbindungen der Formel I als Photoinitiatoren für die Photopolymerisation von ethylenisch ungesättigten Verbindungen bzw. Gemischen, die solche Verbindungen enthalten, verwendet werden.

Dies kann in Kombination mit einem oder mehreren Coinitiatoren bzw. Elektronenakzeptoren geschehen.

Diese Verwendung kann auch in Kombination mit einem anderen Photoinitiator und/oder anderen Additiven erfolgen.

Die Erfindung betrifft daher auch photopolymerisierbare Zusammensetzungen, enthaltend

(a) mindestens eine ethylenisch ungesättigte photopolymerisierbare Verbindung und

(b) mindestens eine Verbindung der Formel Ia oder Ia min
EMI18.1

worin
R1, R2, R2a, R4, E und G wie oben definiert sind und
R3 min für mit R9R10R11Si substituiertes C1-C20-Alkyl, C1-C4-Alkyl, Phenyl oder einen anderen aromatischen Kohlenwasserstoff, mit oder ohne Heteroatom, steht, wobei der Rest Phenyl oder die anderen aromatischen Kohlenwasserstoffreste unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C20-Alkyl, mit einem oder mehreren Resten O, S(O)p oder NR5 unterbrochenem C2-C20-Alkyl, OR6, R6S(O)p, R6S(O)2O, R7R8N, R6OC(O), R7R8NC(O), R9C(O), R9R10R11Si, R9R10R11Sn, R12R13B, Halogen, R9R10P(O)q oder/und CN substituiert sind,
wobei die Zusammensetzung neben der Komponenten (a) und (b) noch andere Photoinitiatoren und/oder andere Additive enthalten kann.

Die ungesättigten Verbindungen können eine oder mehrere olefinische Doppelbindungen enthalten. Sie können niedermolekular (monomer) oder höhermolekular (oligomer) sein. Beispiele für Monomere mit einer Doppelbindung sind Alkyl- oder Hydroxyalkylacrylate oder -methacrylate, wie z.B. Methyl-, Ethyl-, Butyl-, 2-Ethylhexyl- oder 2-Hydroxyethylacrylat, Isobornylacrylat, Methyl- oder Ethylmethacrylat. Interessant sind auch Silicon-acrylate. Weitere Beispiele sind Acrylnitril, Acrylamid, Methacrylamid, N-substituierte (Meth)acrylamide, Vinylester wie Vinylacetat, Vinylether wie lsobutylvinylether, Styrol, Alkyl- und Halogenstyrole, N-Vinylpyrrolidon, Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid.

Beispiele für Monomere mit mehreren Doppelbindungen sind Ethylenglykol-, Propylenglykol-, Neopentylglykol-, Hexamethylenglykol- oder Bisphenol-A-diacrylat, 4,4 min -Bis(2-acryloyloxyethoxy)-diphenylpropan, Trimethylolpropan-triacrylat, Pentaerythrittriacrylat oder -tetraacrylat, Vinylacrylat, Divinylbenzol, Divinylsuccinat, Diallylphthalat, Triallylphosphat, Triallylisocyanurat oder Tris-(2-acryloylethyl)isocyanurat.

Beispiele für höhermolekulare (oligomere) mehrfach ungesättigte Verbindungen sind acrylierte Epoxidharze, acrylierte oder Vinylether- oder Epoxy-Gruppen enthaltende Polyester, Polyurethane und Polyether. Weitere Beispiele für ungesättigte Oligomere sind ungesättigte Polyesterharze, die meist aus Maleinsäure, Phthalsäure und einem oder mehreren Diolen hergestellt werden und Molekulargewichte von etwa 500 bis 3000 besitzen. Daneben können auch Vinylether-Monomere und -Oligomere, sowie maleat-terminierte Oligomere mit Polyester-, Polyurethan-, Polyether-, Polyvinylether- und Epoxidhauptketten eingesetzt werden. Insbesondere Kombinationen von Vinylethergruppen tragenden Oligomeren und Polymeren, wie sie in der W090/01 512 beschrieben sind, sind gut geeignet. Aber auch Copolymere aus Vinylether und Maleinsäure funktionalisierten Monomeren kommen in Frage.

Solche ungesättigten Oligomere kann man auch als Prepolymere bezeichnen.

Besonders geeignet sind z.B. Ester von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren und Polyolen oder Polyepoxiden, und Polymere mit ethylenisch ungesättigten Gruppen in der Kette oder in Seitengruppen, wie z.B. ungesättigte Polyester, Polyamide und Polyurethane und Copolymere hiervon, Alkydharze, Polybutadien und Butadien-Copolymere, Polyisopren und Isopren-Copolymere, Polymere und Copolymere mit (Meth)Acrylgruppen in Seitenketten, sowie Mischungen von einem oder mehreren solcher Polymere.

Beispiele für ungesättigte Carbonsäuren sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Itaconsäure, Zimtsäure, ungesättigte Fettsäuren wie Linolensäure oder \lsäure. Bevorzugt sind Acryl- und Methacrylsäure.

Als Polyole sind aromatische und besonders aliphatische und cycloaliphatische Polyole geeignet. Beispiele für aromatische Polyole sind Hydrochinon, 4,4 min -Dihydroxydiphenyl, 2,2-Di(4-hydroxyphenyl)-propan, sowie Novolake und Resole. Beispiele für Polyepoxide sind solche auf der Basis der genannten Polyole, besonders der aromatischen Polyole und Epichlorhydrin. Ferner sind auch Polymere und Copolymere, die Hydroxylgruppen in der Polymerkette oder in Seitengruppen enthalten, wie z.B. Polyvinylalkohol und Copolymere davon oder Polymethacrylsäurehydroxyalkylester oder Copolymere davon, als Polyole geeignet. Weitere geeignete Polyole sind Oligoester mit Hydroxylendgruppen.

Beispiele für aliphatische und cycloaliphatische Polyole sind Alkylendiole mit bevorzugt 2 bis 12 C-Atomen, wie Ethylenglykol, 1,2- oder 1,3-Propandiol, 1,2-, 1,3- oder 1,4-Butandiol, Pentandiol, Hexandiol, Octandiol, Dodecandiol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylenglykole mit Molekulargewichten von bevorzugt 200 bis 1500, 1,3-Cyclopentandiol, 1,2-, 1,3- oder 1,4-Cyclohexandiol, 1,4-Dihydroxymethylcyclohexan, Glycerin, Tris-( beta -hydroxyethyl)amin, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit und Sorbit.

Die Polyole können teilweise oder vollständig mit einer oder verschiedenen ungesättigten Carbonsäuren verestert sein, wobei in Teilestern die freien Hydroxylgruppen modifiziert, z.B. verethert oder mit anderen Carbonsäuren verestert sein können.

Beispiele für Ester sind:

Trimethylolpropantriacrylat, Trimethylolethantriacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat, Trimethylolethantrimethacrylat, Tetramethylenglykoldimethacrylat, Triethylenglykoldimethacrylat, Tetraethylenglykoldiacrylat, Pentaerythritdiacrylat, Pentaerythrittriacrylat, Pentaerythrittetraacrylat, Dipentaerythritdiacrylat, Dipentaerythrittriacrylat, Dipentaerythrittetraacrylat, Dipentaerythritpentaacrylat, Dipentaerythrithexaacrylat, Tripentaerythritoctaacrylat, Pentaerythritdimethacrylat, Pentaerythrittrimethacrylat, Dipentaerythritdimethacrylat, Dipentaerythrittetramethacrylat, Tripentaerythritoctamethacrylat, Pentaerythritdiitaconat, Dipentaerythrittrisitaconat, Dipentaerythritpentaitaconat, Dipentaerythrithexaitaconat, Ethylenglykoldiacrylat, 1,3-Butandioldiacrylat, 1,3-Butandioldimethacrylat, 1,4-Butandioldiitaconat, Sorbittriacrylat, Sorbittetraacrylat,

Pentaerythrit-modifiziert-triacrylat, Sorbittetramethacrylat, Sorbitpentaacrylat, Sorbithexaacrylat, Oligoesteracrylate und -methacrylate, Glycerindi- und -triacrylat, 1,4-Cyclohexandiacrylat, Bisacrylate und Bismethacrylate von Polyethylenglykol mit Molekulargewicht von 200 bis 1500, oder Gemische davon.

Als Komponente (a) sind auch die Amide gleicher oder verschiedener ungesättigter Carbonsäuren von aromatischen, cycloaliphatischen und aliphatischen Polyaminen mit bevorzugt 2 bis 6, besonders 2 bis 4 Aminogruppen geeignet. Beispiele für solche Polyamine sind Ethylendiamin, 1,2- oder 1,3-Propylendiamin, 1,2-, 1,3- oder 1,4-Butylendiamin, 1,5-Pentylendiamin, 1,6-Hexylendiamin, Octylendiamin, Dodecylendiamin, 1,4-Diaminocyclohexan, Isophorondiamin, Phenylendiamin, Bisphenylendiamin, Di- beta -aminoethylether, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Di( beta -aminoethoxy)- oder Di( beta -aminopropoxy)ethan.

Weitere geeignete Polyamine sind Polymere und Copolymere mit gegebenenfalls zusätzlichen Aminogruppen in der Seitenkette und Oligoamide mit Aminoendgruppen. Beispiele für solche ungesättigten Amide sind: Methylen-bis-acrylamid, 1,6-Hexamethylen-bis-acrylamid, Diethylentriamin-tris-methacrylamid, Bis(methacrylamidopropoxy)-ethan, beta -Methacrylamidoethylmethacrylat, N[( beta -Hydroxyethoxy)ethyl]-acrylamid.

Geeignete ungesättigte Polyester und Polyamide leiten sich z.B. von Maleinsäure und Diolen oder Diaminen ab. Die Maleinsäure kann teilweise durch andere Dicarbonsäuren ersetzt sein. Sie können zusammen mit ethylenisch ungesättigten Comonomeren, z.B. Styrol, eingesetzt werden. Die Polyester und Polyamide können sich auch von Dicarbonsäuren und ethylenisch ungesättigten Diolen oder Diaminen ableiten, besonders von längerkettigen mit z.B. 6 bis 20 C-Atomen. Beispiele für Polyurethane sind solche, die aus gesättigten oder ungesättigten Diisocyanaten und ungesättigten bzw. gesättigten Diolen aufgebaut sind.

Polybutadien und Polyisopren und Copolymere davon sind bekannt. Geeignete Comonomere sind z.B. Olefine wie Ethylen, Propen, Buten, Hexen, (Meth)-Acrylate, Acrylnitril, Styrol oder Vinylchlorid. Polymere mit (Meth)-Acrylatgruppen in der Seitenkette sind ebenfalls bekannt. Es kann sich z.B. um Umsetzungsprodukte von Epoxidharzen auf Novolakbasis mit (Meth)-Acrylsäure handeln, um Homo- oder Copolymere des Vinylalkohols oder deren Hydroxyalkylderivaten, die mit (Meth)-Acrylsäure verestert sind, oder um Homo- und Copolymere von (Meth)-Acrylaten, die mit Hydroxyalkyl(meth)acrylaten verestert sind.

Die photopolymerisierbaren Verbindungen können alleine oder in beliebigen Mischungen eingesetzt werden. Bevorzugt werden Gemische von Polyol(Meth)Acrylaten verwendet.

Den erfindungsgemässen Zusammensetzungen können auch Bindemittel zugesetzt werden, was besonders zweckmässig ist, wenn es sich bei den photopolymerisierbaren Verbindungen um flüssige oder viskose Substanzen handelt. Die Menge des Bindemittels kann z.B. 5-95, vorzugsweise 10-90 und besonders 40-90 Gew.-% betragen, bezogen auf den Gesamtfestkörper. Die Wahl des Bindemittels erfolgt je nach dem Anwendungsgebiet und hierfür geforderter Eigenschaften wie Entwickelbarkeit in wässrigen und organischen Lösungsmittelsystemen, Adhäsion auf Substraten und Sauerstoffempfindlichkeit.

Geeignete Bindemittel sind z.B. Polymere mit einem Molekulargewicht von etwa 5000-2 000 000, bevorzugt 10 000-1 000 000. Beispiele sind: Homo- und Copolymere Acrylate und Methacrylate, z.B. Copolymere aus Methylmethacrylat/Ethylacrylat/Methacrylsäure, Poly(methacrylsäurealkylester), Poly(acrylsäurealkylester); Celluloseester und -ether wie Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat, Methylcellulose, Ethylcellulose; Polyvinylbutyral, Polyvinylformal, cyclisierter Kautschuk, Polyether wie Polyethylenoxid, Polypropylenoxid, Polytetrahydrofuran;

Polystyrol, Polycarbonat, Polyurethan, chlorierte Polyolefine, Polyvinylchlorid, Copolymere aus Vinylchlorid/Vinylidenchlorid, Copolymere von Vinylidenchlorid mit Acrylnitril, Methylmethacrylat und Vinylacetat, Polyvinylacetat, Copoly(ethylen/vinylacetat), Polymere wie Polycaprolactam und Poly(hexamethylenadipamid), Polyester wie Poly(ethylenglykolterephtalat) und Poly(hexamethylenglykolsuccinat).

Die ungesättigten Verbindungen können auch im Gemisch mit nicht-photopolymerisierbaren filmbildenden Komponenten verwendet werden. Diese können z.B. physikalisch trocknende Polymere bzw. deren Lösungen in organischen Lösemittein sein, wie z.B. Nitrocellulose oder Celluloseacetobutyrat. Diese können aber auch chemisch bzw. thermisch härtbare Harze sein, wie z.B. Polyisocyanate, Polyepoxide oder Melaminharze. Die Mitverwendung von thermisch härtbaren Harzen ist für die Verwendung in sogenannten Hybrid-Systemen von Bedeutung, die in einer ersten Stufe photopolymerisiert werden und in einer zweiten Stufe durch thermische Nachbehandlung vernetzt werden.

Erfindungsgemäss sind auch Zusammensetzungen, worin zusätzlich zu den Komponenten (a) und (b) mindestens ein Coinitiator bzw. Elektronenakzeptor (c), wie z.B. ein neutraler, kationischer oder anionischer Farbstoff oder ein UV-Absorber, enthalten ist.

Geeignete Farbstoffe (c) sind oben beschrieben. Geeignet sind auch z.B. Benzoxanthen-, Benzothioxanthen-, Pyronin- oder Porphyrin-Farbstoffe.

Besonders bevorzugt sind Zusammensetzungen mit Cyaninderivaten als Farbstoff.

Insbesondere bevorzugt sind Cyanine der Formel IV, worin n = 1-4, Y = C(CH3)2 oder S und R = C1-C10-Alkyl ist.

Als Coinitiator bzw. Elektronenakzeptor (c) geeignete UV-Absorber sind z.B. Thioxanthonderivate, Coumarine, Benzophenon, Benzophenonderivate oder Hexaarylbisimidazolderivate.

Geeignete Hexaarylbisimidazolderivate sind z.B. in den US Patenten 3 784 557, 4 252 887, 4 311 783, 4 459 349, 4 410 621 und 4 622 286 beschrieben. Insbesondere interessant sind 2-o-chlorophenyl-substituierte Derivate wie z.B. 2,2 min -bis(o-chlorophenyl)-4,4 min ,5,5 min -tetraphenyl-1,1 min -bisimidazol. Andere in diesem Zusammenhang geeignete UV-Absorber sind z.B. polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Anthracen oder Pyren, sowie die in der EP-A-137 452, der DE-A-2 718 254 und der DE-A-2 243 621 beschriebenen Triazine. Weitere geeignete Triazine sind dem US Patent 4 950 581 Spalte 14, Zeile 60 bis Spalte 18, Zeile 44, zu entnehmen. Insbesondere interessant sind Trihalogenmethyltriazine, wie z.B. 2,4-Bis(trichloromethyl)-6-(4-styrylphenyl)-s-triazin.

Weitere geeignete Coinitiatoren bzw. Elektronenakzeptoren (c) sind Benzopteridinedione (beschrieben in JP Hei 02 113 002), substituierte Benzophenone (z.B Michler's Keton, Quantacure ABQ, Quantacure BPQ und Quantacure BTC der Firma International Biosynthetics), Trichlormethyltriazine (beschrieben in JP Hei 01 033 548), Metallkomplexe (beschrieben in JP Hei 04 261 405), Porphyrine (beschrieben in JP Hei 06 202 548 und JP Hei 06 195 014), Coumarine und Ketocoumarine (beschrieben in US 4 950 581 und JP Hei 06 175 557), p-Aminophenyl-Verbindungen (beschrieben in EP-A 475 153), Xanthene (beschrieben in JP Hei 06 175 566) oder Pyrilium-, Thiopyrilium- und Selenopyrilium Farbstoffe (beschrieben in JP Hei 06 175 563).

Als Coinitiatoren bzw. Elektronenakzeptoren geeignet sind auch leicht reduzierbare Verbindungen. Unter leicht reduzierbarer Verbindung sind in diesem Zusammenhang auch Verbindungen wie sie im US Patent 4 950 581 beschrieben sind zu verstehen, beispielsweise auch lodoniumsalze, Sulfoniumsalze, organische Peroxide, Verbindungen mit Kohlenstoff-Halogenid Bindungen (Trichlormethyltriazine), heterocyclische Schwefelverbindungen und andere Photoinitiatoren ( alpha -Aminoketone). Andere Additive sind z.B Heterocylen wie sie in den Patenten und Patentanmeldungen US 5 168 032, JP 02 244 050, JP 02 054 268, JP 01 017 048 und DE 383 308 beschrieben sind. Weitere Additive sind z.B. aromatische lmine, beschrieben in US 5 079 126, und aromatische Diazoverbindungen beschrieben in US Patent 5 200 292 (z.B.

Iminochinondiazide), Thiole, beschrieben in US 4 937 159 und Thiole und N,N-Dialkylaniline, beschrieben in US 4 874 685. Es können auch mehrere der aufgeführten Coinitiatoren bzw. Elektronenakzeptoren und Additive kombiniert eingesetzt werden.

Wie schon erwähnt, ist die Kombination der erfindungsgemässen Boratverbindungen mit Coinitiatoren, auch mit solchen, welche Sensibilisatorwirkung (d.h. Energieübertragungswirkung) haben, vorteilhaft. Dabei sind auch insbesondere Kombinationen mit mehreren verschiedenen Sensibilisatoren, wie z.B. Mischungen der erfindungsgemässen Boratverbindungen mit "Onium"-Salzen und Thioxanthonen oder Coumarinen oder Farbstoffen, sehr effektiv. Bevorzugte "Onium"-Salze in diesen Mischungen sind Diphenyliodoniumhexafluorophosphat, (p-Octyloxyphenyl)(phenyl)iodonium-hexafluorophosphat oder entsprechende andere Anionen dieser Verbindungen, wie z.B. die Halogenide; aber auch Sulfoniumsalze, wie z.B. Triarylsulfoniumsalze (Cyracure< TM > UVI 6990, Cyracure< TM > UVI-6974 von Union Carbide; Degacure< TM > KI 85 von Degussa oder SP-150 und SP-170 von Asahi Denka).

Bevorzugt ist beispielsweise eine Mischung der erfindungsgemässen Boratverbindungen mit Diphenyliodonium-hexafluorophosphat und Isopropylthioxanthon, eine Mischung der erfindungsgemässen Boratverbindungen mit (p-Octyloxyphenyl)(phenyl)iodonium-hexafluorophosphat und Isopropylthioxanthon, sowie eine Mischung der erfindungsgemässen Boratverbindungen mit
EMI24.1

EMI24.2

(= Cyracure< TM > UVI-6974) und lsopropylthioxanthon.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch auch, den oben erwähnten Mischungen noch einen weiteren Photoinitiator von alpha -Aminoketon-Typ zuzusetzen. So sind beispielsweise Mischungen aus den erfindungsgemässen Boraten mit "Onium"-Salzen und Thioxanthonen oder Farbstoffen und alpha -Aminoketonen sehr effektiv. Ein bevorzugtes Beispiel ist die Mischung der erfindungsgemässen Boratverbindungen mit Diphenyliodonium-hexafluorophosphat oder (p-Octyloxyphenyl)(phenyl)iodonium-hexafluorophosphat, lsopropythioxanthon und (4-Methylthiobenzoyl)-methyl-1-morpholino-ethan.

Erfindungsgemäss ist auch eine Zusammensetzung, enthaltend zusätzlich zu den Komponenten (a) und (b) mindestens einen neutralen, anionischen oder kationischen Farbstoff oder ein Thioxanthon und eine Oniumverbindung.

Ausserdem erfindungsgemäss ist eine solche Zusammensetzung, enthaltend zusätzlich einen radikalischen Photoinitiator, insbesondere eine alpha -Aminoketonverbindung.

Weiterhin erfindungsgemäss ist eine Zusammensetzung, enthaltend zusätzlich zu den Komponenten (a) und (b) mindestens eine Verbindung der Formel III
EMI25.1

worin
Ra, Rb, Rc und Rd unabhängig voneinander für C1-C12-Alkyl, Trimethylsilylmethyl, Phenyl, einen anderen aromatischen Kohlenwasserstoff, C1-C6-Alkylphenyl, Allyl, Phenyl-C1-C6-alkyl, C2-C8-Alkenyl, C2-C8-Alkinyl, C3-C12-Cycloalkyl oder gesättigte oder ungesättigte heterozyclische Reste stehen, wobei die Reste Phenyl, anderer aromatischer Kohlenwasserstoff, Phenyl-C1-C6-alkyl, gesättigter oder ungesättigter heterozyclische Rest unsubstitutiert oder 1- bis 5fach mit C1-C20-Alkyl, mit einem oder mehreren Resten O, S(O)p oder NR5 unterbrochenem C2-C20-Alkyl, OR6, R6S(O)p, R6S(O)2O, R7R8N, R6OC(O), R7R8NC(O), R9C(O), R9R10R11Si, R9R10R11Sn, R12R13B, Halogen, R9R10P(O)q, oder/und CN substituiert sind,
p 0, 1 oder 2 bedeutet;
q 0 oder 1 ist;

R5 Wasserstoff, C1-C12-Alkyl, Phenyl-C1-C6-Alkyl oder Phenyl, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-Alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder/und Halogen substituiert sind;
R6 C1-C12-Alkyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl bedeutet, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder/und Halogen substituiert sind;

R7 und R8 unabhängig voneinander C1-C12-Alkyl, C3-C12-Cycloalkyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl bedeuten, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy, R6OC(O), CN oder/und Halogen substituiert sind, oder R7 und R8 zusammen mit dem N-Atom, an welches sie gebunden sind, einen 5- oder 6gliedrigen Ring bilden, welcher zusätzlich O- oder S-Atome enthalten kann,
R9, R10 und R11 unabhängig voneinander C1-C12-Alkyl, C3-C12-Cycloalkyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl bedeuten, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder/und Halogen substituiert sind;

R12 und R13 unabhängig voneinander C1-C12-Alkyl, C3-C12-Cycloalkyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl bedeuten, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder/und Halogen substituiert sind, oder R12 und R13 zusammen mit dem B-Atom, an welches sie gebunden sind, einen 5- oder 6gliedrigen Ring bilden; und
Z für einen Rest steht, welcher positive Ionen bilden kann, insbesondere Alkalimetalle, Ammonium oder Tetraalkylammonium.

Die Bedeutungen der Reste C1-C12-Alkyl, Trimethylsilylmethyl, Phenyl, anderer aromatischer Kohlenwasserstoff, C1-C6-Alkylphenyl, Allyl, Phenyl-C1-C6-alkyl, C2-C8-Alkenyl, C2-C8-Alkinyl, C3-C12-Cycloalkyl, gesättigter oder ungesättigter heterozyclischer Rest, Rest, welcher positive Ionen bilden kann, Alkalimetall, Ammonium oder Tetraalkylammonium sind wie oben angegeben. Ebenso die Bedeutungen für die Reste R5-R13 sind bereits weiter oben ausdefiniert.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Zusammensetzung, enthaltend mindestens ein Borat der Formel I oder l min und mindestens einen Farbstoff, der während oder nach der Bestrahlung seine Farbe verändert oder verliert, wobei dieser Farbstoff auch als Kation Bestandteil der Verbindung der Formel I oder l min sein kann. Beispiele für solche Farbstoffe sind Cyanin- oder Pyriliumfarbstoffe.

Die photopolymerisierbaren Gemische können ausser dem Photoinitiator verschiedene Additive enthalten. Beispiele hierfür sind thermische Inhibitoren, die eine vorzeitige Polymerisation verhindern sollen, wie z.B. Hydrochinon, Hydrochinonderivate, p-Methoxyphenol, beta -Naphthol oder sterisch gehinderte Phenole wie z.B. 2,6-Di(tert-butyl)-p-kresol. Zur Erhöhung der Dunkellagerstabilität können z.B. Kupferverbindungen, wie Kupfernaphthenat, -stearat oder -octat, Phosphorverbindungen, wie z.B. Triphenylphosphin, Tributylphosphin, Triethylphosphit, Triphenylphosphit oder Tribenzylphosphit, quartäre Ammoniumverbindungen, wie z.B. Tetramethylammoniumchlorid oder Trimethylbenzylammoniumchlorid, oder Hydroxylaminderivate, wie z.B. N-Diethyl-hydroxylamin verwendet werden.

Zwecks Ausschluss des Luftsauerstoffes während der Polymerisation kann man Paraffin oder ähnliche wachsartige Stoffe zusetzen, die bei Beginn der Polymerisation wegen mangelnder Löslichkeit im Polymeren an die Oberfläche wandern und eine transparente Oberflächenschicht bilden, die den Zutritt von Luft verhindert. Ebenso kann eine sauerstoffundurchlässige Schicht aufgetragen werden. Als Lichtschutzmittel können in geringer Menge UV-Absorber, wie z.B. solche vom Hydroxyphenyl-benztriazol-, Hydroxyphenyl-benzophenon-, Oxalsäureamid- oder Hydroxyphenyl-s-triazin-Typ, zugesetzt werden. Es können einzelne oder Mischungen dieser Verbindungen mit oder ohne Einsatz von sterisch gehinderten Aminen (HALS) verwendet werden.

Beispiele für solche UV-Absorber und Lichtschutzmittel sind

1. 2-(2 min -Hydroxyphenyl)-benzotriazole, wie z.B. 2-(2 min -Hydroxy-5 min -methylphenyl)-benzotriazol, 2-(3 min ,5 min -Di-tert-butyl-2 min -hydroxyphenyl)-benzotriazol, 2-(5 min -tert-Butyl-2 min -hydroxyphenyl)-benzotriazol, 2-(2 min -Hydroxy-5 min -(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenyl)-benzotriazol, 2-(3 min ,5 min -Di-tert-butyl-2 min -hydroxyphenyl)-5-chlor-benzotriazol, 2-(3 min -tert-Butyl-2 min -hydroxy-5 min -methylphenyl)-5-chlor-benzotriazol, 2-(3 min -sec-Butyl-5 min -tert-butyl-2 min -hydroxyphenyl)-benzotriazol, 2-(2 min -Hydroxy-4 min -octoxyphenyl)-benzotriazol, 2-(3 min ,5 min -Di-tert-amyl-2 min -hydroxyphenyl)-benzotriazol, 2-(3 min ,5 min -Bis- alpha , alpha -dimethylbenzyl)-2 min -hydroxyphenyl)-benzotriazol, Mischung aus 2-(3 min -tert-Butyl-2 min -hydroxy-5 min -(2-octyloxycarbonylethyl)phenyl)-5-chlor-benzotriazol,

2-(3 min -tert-Butyl-5 min -[2-(2-ethylhexyloxy)-carbonylethyl]-2 min -hydroxyphenyl)-5-chlor-benzotriazol, 2-(3 min -tert-Butyl-2 min -hydroxy-5 min -(2-methoxycarbonyl-ethyl)phenyl)-5-chlor-benzotriazol, 2-(3 min -tert-Butyl-2 min -hydroxy-5 min -(2-methoxycarbonylethyl)phenyl)-benzotriazol, 2-(3 min -tert-Butyl-2 min -hydroxy-5 min -(2-octyloxycarbonylethyl)phenyl)-benzotriazol, 2-(3 min -tert-Butyl-5 min -[2-(2-ethylhexyloxy)carbonylethyl]-2 min -hydroxyphenyl)-benzotriazol, 2-(3 min -Dodecyl-2 min -hydroxy-5 min -methylphenyl)-benzotriazol, und 2-(3 min -tert-Butyl-2 min -hydroxy-5 min -(2-isooctyloxycarbonylethyl)phenyl-benzotriazol, 2,2 min -Methylen-bis[4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-6-benzotriazol-2-yl-phenol];

Umesterungsprodukt von 2-Ä3 min -tert-Butyl-5 min -(2-methoxycarbonylethyl)-2 min -hydroxy-phenylÜ-benzotriazol mit Polyethylenglycol 300; ÄR-CH2CH2-COO(CH2)3Ü2- mit R = 3 min -tert-Butyl-4 min -hydroxy-5 min -2H-benzotriazol-2-yl-phenyl.

2. 2-Hydroxybenzophenone, wie z.B. das 4-Hydroxy-, 4-Methoxy-, 4-Octoxy-, 4-Decyloxy-, 4-Dodecyloxy-, 4-Benzyloxy-, 4,2 min ,4 min -Trihydroxy-, 2 min -Hydroxy-4,4 min -dimethoxy-Derivat.

3. Ester von gegebenenfalls substituierten Benzoesäuren, wie z.B. 4-tert-Butyl-phenylsalicylat, Phenylsalicylat, Octylphenyl-salicylat, Dibenzoylresorcin, Bis-(4-tert-butylbenzoyl)-resorcin, Benzoylresorcin, 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxybenzoesäure-2,4-di-tert-butylphenylester, 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxybenzoesäurehexadecylester, 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxybenzoesäure-octadecylester, 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxybenzoesäure-2-methyl-4,6-di-tert-butylphenylester.

4. Acrylate, wie z.B. alpha -Cyan- beta , beta -diphenylacrylsäure-ethylester bzw. -isooctylester, alpha -Carbomethoxy-zimtsäuremethylester, alpha -Cyano- beta -methyl-p-methoxy-zimtsäuremethylester bzw. -butylester, alpha -Carbomethoxy-p-methoxy-zimtsäure-methylester, N-( beta -Carbomethoxy- beta -cyanovinyl)-2-methyl-indolin.

5. Sterisch gehinderte Amine, wie z.B. Bis-(2,2,6,6-tetramethyl-piperidyl)-sebacat, Bis-(2,2,6,6-tetramethyl-piperidyl)-succinat, Bis-(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl)-sebacat, n- Butyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl-malonsäure-bis(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl)ester, Kondensationsprodukt aus 1-Hydroxyethyl-2,2,6,6-tetramethyl-4-hydroxypiperidin und Bernsteinsäure, Kondensationsprodukt aus N,N min -Bis-(2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidyl)-hexamethylendiamin und 4-tert-Octylamino-2,6-dichlor-1,3,5-s-triazin, Tris-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-nitrilotriacetat, Tetrakis-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-1,2,3,4-butantetraoat, 1,1 min -(1,2-Ethandiyl)-bis-(3,3,5,5-tetramethyl-piperazinon), 4-Benzoyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, 4-Stearyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, Bis-(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl)-2-n-butyl-2-(2-hydroxy-3,5-di-tert-butylbenzyl)-malonat, 3-n-Octyl-7,7,9,

9-tetramethyl-1,3,8-triazaspiro[4.5]decan-2,4-dion, Bis-(1-octyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidyl)-sebacat, Bis-(1-octyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidyl)-succinat, Kondensationsprodukt aus N,N min -Bis-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-hexamethylendiamin und 4-Morpholino-2,6-dichlor-1,3,5-triazin, Kondensationsprodukt aus 2-Chlor-4,6-di-(4-n-butylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidyl)-1,3,5-triazin und 1,2-Bis-(3-aminopropylamino)äthan, Kondensationsprodukt aus 2-Chlor-4,6-di-(4-n-butylamino-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl)-1,3,5-triazin und 1,2-Bis-(3-aminopropylamino)äthan, 8-Acetyl-3-dodecyl-7,7,9,9-tetramethyl-1,3,8-triazaspiro[4.5]decan-2,4-dion, 3-Dodecyl-1-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-pyrrolidin-2,5-dion, 3-Dodecyl-1-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)-pyrrolidin-2,5-dion.

6. Oxalsäurediamide, wie z.B. 4,4 min -Di-octyloxy-oxanilid, 2,2 min -Diethoxy-oxanilid, 2,2 min -Di-octyloxy-5,5 min -di-tert-butyl-oxanilid, 2,2 min -Di-dodecyloxy-5,5 min -di-tert-butyl-oxanilid, 2-Ethoxy-2 min -ethyloxanilid, N,N min -Bis-(3-dimethylaminopropyl)-oxalamid, 2-Ethoxy-5-tert-butyl-2 min -ethyloxanilid und dessen Gemisch mit 2-Ethoxy-2 min -ethyl-5,4 min -di-tert-butyl-oxanilid, Gemische von o- und p-Methoxy- sowie von o- und p-Ethoxy-di-substituierten Oxaniliden.

7. 2-(2-Hydroxyphenyl)-1,3,5-triazine, wie z.B. 2,4,6-Tris(2-hydroxy-4-octyloxyphenyl)-1,3,5-triazin, 2-(2-Hydroxy-4-octyloxyphenyl)-4,6-bis-(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin, 2-(2,4-Dihydroxyphenyl)-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin, 2,4-Bis(2-hydroxy-4-propyloxyphenyl)-6-(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin, 2-(2-Hydroxy-4-octyloxyphenyl)-4,6-bis(4-methylphenyl)-1,3,5-triazin, 2-(2-Hydroxy-4-dodecyloxyphenyl)-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin, 2-[2-hydroxy-4-(2-hydroxy-3-butyloxy-propyloxy)phenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin, 2-[2-hydroxy-4-(2-hydroxy-3-octyloxy-propyloxy)phenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin, 2-[4-dodecyl/tridecyl-oxy-(2-hydroxypropyl)oxy-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin.

8. Phosphite und Phosphonite, wie z.B. Triphenylphosphit, Diphenylalkylphosphite, Phenyldialkylphosphite, Tris-(nonylphenyl)-phosphit, Trilaurylphosphit, Trioctadecylphosphit, Distearyl-pentaerythritdiphosphit, Tris-(2,4-di-tert-butylphenyl)-phosphit, Diisodecylpentaerythrit-diphosphit, Bis-(2,4-di-tert-butylphenyl)-pentaerythritdiphosphit, Bis-(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl)-pentaerythritdiphosphit, Bis-isodecyloxy-pentaerythritdiphosphit, Bis-(2,4- di-tert-butyl-6-methylphenyl)-pentaerythritdiphosphit, Bis-(2,4,6-tri-tert-butylphenyl)-pentaerythritdiphosphit, Tristearyl-sorbit-triphosphit, Tetrakis-(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,4 min -biphenylen-diphosphonit, 6-Isooctyloxy-2,4,8,10-tetra-tert-butyl-12H-dibenz[d,g]-1,3,2-dioxaphosphocin, 6-Fluor-2,4,8,10-tetra-tert-butyl-12-methyl-dibenz[d,g]-1,3,2-dioxaphosphocin, Bis(2,4-di-tert-butyl-6-methylphenyl)-methylphosphit, Bis-(2,

4-di-tert-butyl-6-methylphenyl)ethylphosphit.

Zur Beschleunigung der Photopolymerisation können Amine zugesetzt werden, wie z.B. Triethanolamin, N-Methyl-diethanolamin, p-Dimethylaminobenzoesäure-ethylester oder Michlers Keton. Die Wirkung der Amine kann verstärkt werden durch den Zusatz von aromatischen Ketonen vom Typ des Benzophenons. Als Sauerstofffänger brauchbare Amine sind beispielsweise substituierte N,N-dialkylaniline, wie sie in der EP-A-339 841 beschrieben sind. Weitere Beschleuniger, Coinitiatoren und Autoxidizer sind Thiole, Thioether, Disulfide, Phosphonoiumsalze, Phosphinoxide oder Phosphine, wie z.B. in der EP-A-438 123, der GB 2 180 358 und der JP-A Hei 6 268 309 beschrieben. Eine Beschleunigung der Photopolymerisation kann weiterhin durch Zusatz von weiteren Photosensibilisatoren geschehen, welche die spektrale Empfindlichkeit verschieben bzw. verbreitern.

Dies sind insbesondere aromatische Carbonylverbindungen wie z.B. Benzophenon-, Thioxanthon-, Anthrachinon- und 3-Acylcumarinderivate sowie 3-(Aroylmethylen)thiazoline, aber auch Eosin-, Rhodamin- und Erythrosin-Farbstoffe.

Unterstützt werden kann der Härtungsvorgang insbesondere von (z.B. mit Titandioxid) pigmentierten Zusammensetzungen, auch durch Zugabe einer unter thermischen Bedingungen radikalbildenden Komponente wie z.B. einer Azoverbindung wie etwa 2,2 min -Azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril), eines Triazens, Diazosulfids, Pentazadiens oder einer Peroxyverbindung wie etwa Hydroperoxid oder Peroxycarbonat, z.B. t-Butylhydroperoxid, wie z.B. in der EP-A 245 639 beschrieben.

Weitere übliche Zusätze sind - je nach Verwendungszweck - optische Aufheller, Füllstoffe, Pigmente, Farbstoffe, Netzmittel oder Verlaufhilfsmittel. Zur Härtung dicker und pigmentierter Beschichtungen eignet sich der Zusatz von Mikro-Glaskugeln oder pulverisierter Glasfasern, wie z.B. im US-A-5 013 768 beschrieben.

Gegenstand der Erfindung sind auch Zusammensetzungen enthaltend als Komponente (a) mindestens eine in Wasser gelöste oder emulgierte ethylenisch ungesättigte photopolymerisierbare Verbindung.

Solche strahlungshärtbaren wässrigen Prepolymerdispersionen sind in vielen Variationen im Handel erhältlich. Man versteht darunter eine Dispersion aus Wasser und mindestens einem darin dispergierten Prepolymeren. Die Konzentration des Wassers in diesen Systemen liegt z.B. bei 5 bis 80, insbesondere 30 bis 60 Gew.-%. Das strahlungshärtbare Prepolymere bzw. Prepolymerengemisch ist beispielsweise in Konzentrationen von 95 bis 20, insbesondere 70 bis 40 Gew.-% enthalten. In diesen Zusammensetzungen ist die Summe der für Wasser und Prepolymere genannten Prozentzahlen jeweils 100, die Hilfs- und Zusatzstoffe kommen, je nach Verwendungszweck, in unterschiedlichen Mengen hinzu.

Bei den strahlungshärtbaren, in Wasser dispergierten, oft auch gelösten filmbildenden Prepolymeren handelt es sich um für wässrige Prepolymerdispersionen an sich bekannte, durch freie Radikale initiierbare mono- oder polyfunktionelle ethylenisch ungesättigte Prepolymere, die beispielsweise einen Gehalt von 0,01 bis 1,0 Mol pro 100 g Prepolymer an polymerisierbaren Doppelbindungen, sowie ein mittleres Molekulargewicht von z.B. mindestens 400, insbesondere von 500 bis 10 000 aufweisen. Je nach Anwendungszweck kommen jedoch auch Prepolymere mit höheren Molekulargewichten in Frage.

Es werden beispielsweise polymerisierbare C-C-Doppelbindungen enthaltende Polyester mit einer Säurezahl von höchstens 10, polymerisierbare C-C-Doppelbindungen enthaltende Polyether, hydroxylgruppenhaltige Umsetzungsprodukte aus einem mindestens zwei Epoxidgruppen pro Molekül enthaltenden Polyepoxid mit mindestens einer alpha , beta -ethylenisch ungesättigten Carbonsäure, Polyurethan(meth-)acrylate sowie alpha , beta -ethylenisch ungesättigte Acrylreste enthaltende Acrylcopolymere verwendet, wie sie in der EP-A-12 339 beschrieben sind. Gemische dieser Prepolymeren können ebenfalls verwendet werden.

In Frage kommen ausserdem die in der EP-A-33 896 beschriebenen polymerisierbaren Prepolymere, bei denen es sich um Thioetheraddukte von polymerisierbaren Prepolymeren mit einem mittleren Molekulargewicht von mindestens 600, einem Carboxylgruppengehalt von 0,2 bis 15% und einem Gehalt von 0,01 bis 0,8 Mol polymerisierbarer C-C-Doppelbindungen pro 100 g Prepolymer handelt. Andere geeignete wässrige Dispersionen auf Basis von speziellen (Meth-)Acrylsäurealkylester-Polymerisaten sind in der EP-A-41 125 beschrieben, geeignete in Wasser dispergierbare, strahlungshärtbare Prepolymere aus Urethanacrylaten sind der DE-A-2 936 039 zu entnehmen.

Als weitere Zusätze können diese strahlungshärtbaren wässrigen Prepolymerdispersionen Dispergierhilfsmittel, Emulgatoren, Antioxidantien, Lichtstabilisatoren, Farbstoffe, Pigmente, Füllstoffe, z.B. Talkum, Gips, Kieselsäure, Rutil, Russ, Zinkoxid, Eisenoxide, Reaktionsbeschleuniger, Verlaufsmittel, Gleitmittel, Netzmittel, Verdickungsmittel, Mattierungsmittel, Entschäumer und andere in der Lacktechnologie übliche Hilfsstoffe enthalten. Als Dispergierhilfsmittel kommen wasserlösliche hochmolekulare organische Verbindungen mit polaren Gruppen, wie z.B. Polyvinylalkohole, Polyvinylpyrrolidon oder Celluloseether in Frage. Als Emulgatoren können nicht-ionische, gegebenenfalls auch ionische Emulgatoren verwendet werden.

In bestimmten Fällen kann es von Vorteil sein, Gemische von zwei oder mehr der erfindungsgemässen Photoinitiatoren zu verwenden. Selbstverständlich können auch Gemische mit bekannten Photoinitiatoren verwendet werden, z.B. Gemische mit Benzophenon, Acetophenonderivaten, wie beispielsweise alpha -Hydroxycycloalkylphenyl-ketonen, Dialkoxyacetophenonen, alpha -Hydroxy- oder alpha -Aminoacetophenonen, 4-Aroyl-1,3-Dioxolanen, Benzoinalkylethern und Benzilketalen, Monoacylphosphinoxiden, Bisacylphosphinoxiden, Titanocenen, Ferrocenen, Anthrachinon, Thioxanthonen oder Xanthonen.

Beispiele für besonderes geeignete zusätzliche Photoinitiatoren sind: 1-(4-Dodecylbenzoyl)-1-hydroxy-1-methyl-ethan, 1-(4-Isopropylbenzoyl)-1-hydroxy-1-methyl-ethan, 1-benzoyl-1-hydroxy-1-methyl-ethan, 1-[4(2-Hydroxyethoxy)-benzoyl]-1-hydroxy-1-methyl-ethan, 1-[4(Acrylolyoxyethoxy)benzoyl]-1-hydroxy-1-methyl-ethan, Diphenylketon, Phenyl-1-hydroxy-cyclohexylketon, (4-Morpholinobenzoyl)-1-benzyl-1-dimethylamino-propan, 1-(3,4-Dimethoxyphenyl)-2-benzyl-2-dimethylamino-butanon-1, (4-Methylthiobenzoyl)-1-methyl-1-morpholino-ethan, Benzildimethylketal, Bis(cyclopentadienyl)-bis(2,6-difluoro-3-pyrrylphenyl)-titan, Cyclopentadienyl-aren-eisen(II)-Komplexsalze, z.B.

( eta <6>-Isopropylbenzol)( eta <5>-cyclopentadien-yl)-eisen-II-hexafluorophosphat, Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid, Bis(2,6-dimethoxy-benzoyl)-(2,4,4-trimethyl-pentyl)-phosphinoxid, Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-2,4-dipentoxyphenyl-phosphin-oxid oder Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenyl-phosphinoxid. Weitere geeignete zusätzliche Photoinitiatoren sind dem US Patent 4 950 581 Spalte 20, Zeile 35 bis Spalte 21, Zeile 35, zu entnehmen.

Im Falle des Einsatzes der erfindungsgemässen Photoinitiatoren in Hybridsystemen werden zusätzlich zu den erfindungsgemässen radikalischen Härtern kationische Photoinitiatoren wie z.B. Peroxidverbindungen, z.B. Benzoylperoxid (andere geeignete Peroxide sind im US Patent 4 950 581 Spalte 19, Zeilen 17-25, beschrieben), aromatische Sulfonium- oder lodonium-Salze, wie z.B dem US Patent 4 950 581 Spalte 18, Zeile 60 bis Spalte 19, Zeile 10, zu entnehmen, oder Cyclopentadienyl-aren-eisen(II)-Komplexsalze, z.B. ( eta <6>- lsopropylbenzol)( eta <5>-cyclopentadien-yl)-eisen-II-hexafluorophosphat, verwendet.

Gegenstand der Erfindung sind daher auch Zusammensetzungen, die neben dem Photoninitiator (b) noch mindestens einen weiteren Photoinitator (d) und/oder andere Additive oder Coinitiatoren enthalten.

Die photopolymerisierbaren Zusammensetzungen enthalten den Photoinitiator (b) oder die Photoinitatoren (b) und (d) zweckmässig in einer Menge von 0,05 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung. (Die Mengenangabe bezieht sich auf die Gesamtmenge an Photoinitator in der Zusammensetzung.)

Insbesondere bevorzugt sind Zusammensetzungen enthaltend als Photoinitiator (d) ein Titanocen, ein Ferrocen, ein Benzophenon, einen Benzoinalkylether, ein Benzilketal, ein 4-Aroyl-1,3-dioxolan, ein Dialkoxyacetophenon, ein alpha -Hydroxy- oder alpha -Aminoacetophenon, ein alpha -Hydroxycycloalkyl-phenylketon, ein Xanthon, ein Thioxanthon, ein Anthrachinon oder ein Mono- oder Bisacylphosphinoxid oder Mischungen davon als zusätzlichen Photoinitiator.

Die photopolymerisierbaren Zusammensetzungen können für verschiedene Zwecke verwendet werden, beispielsweise als Druckfarbe, als Klarlack, als Weisslack, z.B. für Holz oder Metall, als Anstrichstoff, u.a. für Papier, Holz, Metall oder Kunststoff, als tageslichthärtbarer Anstrich für Bauten- und Strassenmarkierung, für photographische Reproduktionsverfahren, für holographische Aufzeichnungsmaterialien, für Bildaufzeichnungsverfahren oder zur Herstellung von Druckplatten, die mit organischen Lösemitteln oder wässrig-alkalisch entwickelbar sind, zur Herstellung von Masken für den Siebdruck, als Zahnfüllmassen, als Klebstoffe, als drucksensitive Klebstoffe, als Laminierharze, als Ätz- oder Permanentresists und als Lötstoppmasken für elektronische Schaltungen, zur Herstellung von dreidimensionalen Gegenständen durch Massenhärtung (UV-Härtung in transparenten Formen)

oder nach dem Stereolithographie-Verfahren, wie es z.B. im US-Patent Nr. 4 575 330 beschrieben ist, zur Herstellung von Verbundwerkstoffen (z.B. styrolischen Polyestern, die gegebenenfalls Glasfasern und andere Hilfsstoffe, enthalten können) und anderen dickschichtigen Massen, zur Beschichtung oder Versiegelung von elektronischen Teilen oder als Überzüge für optische Fasern.

Die erfindungsgemässen Verbindungen können weiterhin als Initatoren für Emulsionspolymerisationen, als Initiatoren einer Polymerisation für die Fixierung von Ordnungszuständen von flüssigkristallinen Mono- und Oligomeren, als Initiatoren für die Fixierung von Farbstoffen auf organischen Materialien eingesetzt werden.

In Lacken verwendet man häufig Gemische eines Prepolymeren mit mehrfach ungesättigten Monomeren, die ausserdem noch ein einfach ungesättigtes Monomer enthalten. Das Prepolymere ist hierbei in erster Linie für die Eigenschaften des Lackfilmes massgebend, durch seine Variation kann der Fachmann die Eigenschaften des gehärteten Filmes beeinflussen. Das mehrfach ungesättigte Monomere fungiert als Vernetzer, das den Lackfilm unlöslich macht. Das einfach ungesättigte Monomere fungiert als reaktiver Verdünner, mit dessen Hilfe die Viskosität herabgesetzt wird, ohne dass ein Lösungsmittel verwendet werden muss.

Ungesättigte Polyesterharze werden meist in Zweikomponentensystemen zusammen mit einem einfach ungesättigten Monomer, vorzugsweise mit Styrol, verwendet. Für Photoresists werden oft spezifische Einkomponentensysteme verwendet, wie z.B. Polymaleinimide, Polychalkone oder Polyimide, wie sie in der DE-OS 2 308 830 beschrieben sind.

Die erfindungsgemässen Verbindungen und Mischungen davon können weiterhin als radikalische Photoinitiatoren oder photoinitiierende Systeme für strahlenhärtbare Pulverlacke verwendet werden. Die Pulverlacke können auf festen Harzen und Monomeren enthaltend reaktive Doppelbindungen basieren, wie z.B. Maleaten, Vinylethern, Acrylaten, Acrylamiden und Mischungen davon. Ein radikalisch UV-härtbarer Pulverlack kann durch Mischen von ungesättigten Polyesterharzen mit festen Acrylamiden (z.B. Methylacrylamidoglycolatmethylester) und einem erfindungsgemässen radikalischen Photoinitiator, wie beispielsweise im Vortrag "Radiation Curing of Powder Coating", Conference Proceedings, Radtech Europe 1993 von M. Wittig und Th. Gohmann beschrieben, formuliert werden. Die Pulverlacke können auch Bindemittel enthalten, wie sie z.B. in der DE-A-4 228 514 und der EP-A-636 669 beschrieben sind.

Ebenso können radikalisch UV-härtbare Pulverlacke durch Mischen von ungesättigten Polyesterharzen mit festen Acrylaten, Methacrylaten oder Vinylethern und einem erfindungsgemässen Photoinitiator (bzw. Photoinitiatorgemisch) formuliert werden. Die Pulverlacke können auch Bindemittel enthalten, wie sie z.B. in der DE-A-4 228 514 und der EP-A-636 669 beschrieben sind. Die UV-härtbaren Pulverlacke können auch weisse oder farbige Pigmente enthalten. So kann z.B. vorzugsweise Rutil-Titaniumdioxid bis zu Konzentrationen von 50 Gew.-% eingesetzt werden, um einen gehärteten Pulverlack mit gutem Abdeckungsvermögen zu erhalten. Das Verfahren beinhaltet normalerweise elektrostatisches oder tribostatisches Aufsprühen des Pulvers auf das Substrat, wie z.B.

Metall oder Holz, Aufschmelzen des Pulvers durch Erwärmen und, nachdem ein glatter Film entstanden ist, Strahlenhärten des Überzugs mit ultraviolettem und/oder sichtbarem Licht, z.B. mit Quecksilbermitteldrucklampen, Metallhalogenidlampen oder Xenonlampen. Ein besonderer Vorteil der strahlenhärtbaren Pulverlacke im Vergleich zu den entsprechenden thermisch härtbaren liegt darin, dass die Fliesszeit nach dem Aufschmelzen der Pulverpartikel wahlweise hinausgezögert werden kann, um die Bildung eines glatten hochglänzenden Überzugs zu gewährleisten. Im Gegensatz zu thermisch härtbaren Systemen können strahlenhärtbare Pulverlacke ohne den unerwünschten Effekt der Lebensdauerverkürzung so formuliert werden, dass sie bei niedrigeren Temperaturen schmelzen. Aus diesem Grund sind sie auch geeignet als Überzüge für wärmeempfindliche Substrate, wie z.B.

Holz oder Kunststoffe.

Die Pulverlackformulierungen können neben den erfindungsgemässen Photoinitiatoren auch UV-Absorber enthalten. Entsprechende Beispiele sind vorstehend unter den Punkten 1.-8. aufgeführt.

Die erfindungsgemässen photohärtbaren Zusammensetzungen eignen sich z.B. als Beschichtungsstoffe für Substrate aller Art, z.B. Holz, Textilien, Papier, Keramik, Glas, Kunststoffe wie Polyester, Polyethylenterephthalat, Polyolefine oder Celluloseacetat, insbesondere in Form von Filmen, sowie Metalle wie Al, Cu, Ni, Fe, Zn, Mg oder Co und GaAs, Si oder SiO2, auf denen eine Schutzschicht oder durch bildmässiges Belichten eine Abbildung aufgebracht werden soll.

Die Beschichtung der Substrate kann erfolgen, indem man eine flüssige Zusammensetzung, eine Lösung oder Suspension auf das Substrat aufbringt. Die Wahl des Lösungsmittels und die Konzentration richten sich hauptsächlich nach der Art der Zusammensetzung und nach dem Beschichtungsverfahren. Das Lösungsmittel soll inert sein, d.h. es soll mit den Komponenten keine chemische Reaktion eingehen und es soll bei der Trocknung nach dem Beschichten wieder entfernt werden können. Geeignete Lösungsmittel sind z.B. Ketone, Ether und Ester, wie Methylethylketon, Isobutylmethylketon, Cyclopentanon, Cyclohexanon, N-Methylpyrrolidon, Dioxan, Tetrahydrofuran, 2-Methoxyethanol, 2-Ethoxyethanol, 1-Methoxy-2-propanol, 1,2-Dimethoxyethan, Essigsäureethylester, Essigsäure-n-butylester und 3-Ethoxy-propionsäureethylester.

Die Lösung wird mittels bekannter Beschichtungsverfahren gleichförmig auf ein Substrat aufgebracht, z.B. durch Schleudern, Tauchen, Rakelbeschichtung, Vorhanggiessverfahren, Aufpinseln, Sprühen, speziell durch elektrostatisches Sprühen und Reverse-Roll-Beschichtung, sowie durch elektrophoretische Abscheidung. Es ist auch möglich, die lichtempfindliche Schicht auf einen temporären, flexiblen Träger zu bringen und dann durch Schichtübertragung via Lamination das endgültige Substrat, z.B. eine kupferkaschierte Leiterplatte, zu beschichten.

Die Auftragsmenge (Schichtdicke) und Art des Substrates (Schichtträger) sind abhängig vom gewünschten Applikationsgebiet. Der Schichtdickenbereich umfasst im Allgemeinen Werte von ca 0,1 mu m bis mehr als 100 mu m.

Die erfindungsgemässen strahlungsempfindlichen Zusammensetzungen finden Anwendung als Negativresists, die eine sehr hohe Lichtempfindlichkeit aufweisen und schwellungsfrei in wässrig-alkalischem Medium entwickelt werden können. Sie eignen sich als Photoresists für die Elektronik (Galvanoresist, Ätzresist, Lötstopresist), die Herstellung von Druckplatten, wie Offsetdruckplatten oder Siebdruckformen, den Einsatz beim Formteilätzen oder den Einsatz als Mikroresist bei der Herstellung integrierter Schaltkreise. Dementsprechend unterschiedlich sind die möglichen Schichträger und die Verarbeitungsbedingungen der beschichteten Substrate.

Die erfindungsgemässen Verbindungen finden auch Anwendung zur Herstellung ein- oder mehrschichtiger Materialien zur Bildaufzeichnung oder Bildvervielfachung (Kopien, Reprographie), die ein- oder mehrfarbig sein können. Weiterhin sind diese Materialien auch in Farbprüfsystemen einsetzbar. Bei dieser Technologie können auch Formulierungen angewendet werden, die Mikrokapseln enthalten, und zur Bilderzeugung kann dem Belichtungsschritt ein thermischer Schritt nachgeschaltet sein. Derartige Systeme und Technologien und ihre Anwendung sind z.B. im Patent US 5 376 459 beschrieben.

Für photographische Informationsaufzeichnungen dienen z.B. Folien aus Polyester, Celluloseacetat oder mit Kunststoff beschichtete Papiere; für Offsetdruckformen speziell behandeltes Aluminium, für die Herstellung gedruckter Schaltungen kupferkaschierte Laminate und für die Herstellung von integrierten Schaltkreisen Siliziumwafer. Die Schichtdicken für photographische Materialien und Offsetdruckformen betragen in der Regel ca. 0,5 mu m bis 10 mu m, für gedruckte Schaltungen 1 mu m bis ca. 100 mu m.

Nach dem Beschichten der Substrate wird das Lösungsmittel in der Regel durch Trocknen entfernt, und es resultiert eine Schicht des Photoresists auf dem Träger.

Der Begriff "bildmässige" Belichtung beinhaltet sowohl die Belichtung durch eine Photomaske, die ein vorbestimmtes Muster enthält, beispielsweise ein Diapositiv, die Belichtung durch einen Laserstrahl, der beispielsweise computergesteuert über die Oberfläche des beschichteteten Substrates bewegt wird und auf diese Weise ein Bild erzeugt, sowie die Bestrahlung mit computergesteuerten Elektronenstrahlen.

Nach der bildmässigen Belichtung des Materials und vor der Entwicklung kann es vorteilhaft sein, für kürzere Zeit ein thermische Behandlung durchzuführen. Dabei werden nur die belichteten Teile thermisch gehärtet. Die angewandten Temperaturen liegen im Allgemeinen bei 50-150 DEG C, bevorzugt bei 80-130 DEG C; die Zeit für die thermische Behandlung liegt in der Regel zwischen 0,25 und 10 Minuten.

Die photohärtbare Zusammensetzung kann weiterhin in einem Verfahren zur Herstellung von Druckformen oder Photoresists wie es z.B. in der DE-A-4 013 358 beschrieben wird verwendet werden. Darin wird die Zusammensetzung vor, zugleich mit oder nach der bildmässigen Bestrahlung kurzzeitig mit sichtbarem Licht einer Wellenlänge von mindestens 400 nm ohne Maske belichtet.

Nach der Belichtung und gegebenenfalls thermischen Behandlung werden die unbelichteten Stellen des Photolacks in an sich bekannter Weise mit einem Entwickler entfernt.

Die erfindungsgemässen Zusammensetzungen sind - wie schon erwähnt - wässrig-alkalisch entwickelbar. Geeignete wässrig-alkalische Entwicklerlösungen sind insbesondere wässrige Lösungen von Tetraalkylammoniumhydroxiden oder von Alkalimetallsilikaten, -phosphaten, -hydroxiden und -carbonaten. Diesen Lösungen können gegebenenfalls noch kleinere Mengen an Netzmitteln und/oder organischen Lösungsmitteln zugesetzt sein. Typische organische Lösungsmittel, die den Entwicklerflüssigkeiten in kleinen Mengen zugesetzt werden können, sind beispielsweise Cyclohexanon, 2-Ethoxyethanol, Toluol, Aceton sowie Mischungen solcher Lösungsmittel.

Grosse Bedeutung hat die Photohärtung für Druckfarben, da die Trocknungszeit des Bindemittels ein massgeblicher Faktor für die Produktionsgeschwindigkeit graphischer Erzeugnisse ist und in der Grössenordnung von Bruchteilen von Sekunden liegen soll. Insbesondere für den Siebdruck sind UV-härtbare Farben von Bedeutung.

Gut geeignet sind die erfindungsgemässen Gemische - wie oben bereits erwähnt - auch zur Herstellung von Druckplatten. Hierbei werden z.B. Gemische von löslichen linearen Polyamiden oder Styrol/Butadien bzw. Styrol/Isopren Kautschuk, Polyacrylaten oder Polymethylmethacrylaten mit Carboxyl-Gruppen, Polyvinylalkoholen oder Urethanacrylaten mit photopolymerisierbaren Monomeren, beispielsweise Acryl- bzw. Methacrylamiden oder Acryl- bzw. Methacrylestern, und einem Photoinitiator verwendet. Filme und Platten aus diesen Systemen (nass oder trocken) werden über das Negativ (oder Positiv) der Druckvorlage belichtet und die ungehärteten Teile anschliessend mit einem geeigneten Lösemittel eluiert.

Ein weiteres Einsatzgebiet der Photohärtung ist die Metallbeschichtung, beispielsweise bei der Lackierung von Blechen und Tuben, Dosen oder Flaschenverschlüssen, sowie die Photohärtung auf Kunststoffbeschichtungen, beispielsweise von Fussboden- oder Wandbelägen auf PVC-Basis.

Beispiele für die Photohärtung von Papierbeschichtungen sind die farblose Lackierung von Etiketten, Schallplattenhüllen oder Buchumschlägen.

Ebenfalls interessant ist die Verwendung der erfindungsgemässen Verbindungen zur Härtung von Formteilen aus Verbundmassen. Die Verbundmasse besteht aus einem selbsttragenden Matrixmaterial, z.B. einem Glasfasergewebe, oder auch beispielsweise Pflanzenfasern [vgl. K.-P. Mieck, T. Reussmann in Kunststoffe 85 (1995), 366-370], das mit der lichthärtenden Formulierung durchtränkt wird. Mit den erfindungsgemässen Verbindungen hergestellte Formteile aus Verbundmassen erreichen eine hohe mechanische Stabilität und Widerstandsfähigkeit. Die erfindungsgemässen Verbindungen sind auch als Photohärter in Form-, Tränk- und Überzugsmassen, wie sie beispielsweise in der EP-A-7086 beschrieben sind, einsetzbar.

Solche Massen sind beispielsweise Feinschichtharze, an die hohe Anforderungen bezüglich der Härtungsaktivität und Vergilbungsresistenz gestellt werden, faserverstärkte Formstoffe, wie z.B. plane, längs oder quer gewellte Lichtplatten. Verfahren zur Herstellung von solchen Formstoffen, wie z.B. Handauflegeverfahren, Faserspritz-, Schleuder- oder Wickelverfahren, sind z.B. von P. H. Selden in "Glasfaserverstärkte Kunststoffe", Seite 610, Springer Verlag Berlin - Heidelberg - New York 1967, beschrieben. Gebrauchsgegenstände, die beispielsweise nach diesem Verfahren hergestellt werden können, sind Boote, beidseitig mit glasfaserverstärktem Kunststoff beschichtete Span- oder Tischlerplatten, Rohre, Behälter usw. Weitere Beispiele für Form-, Tränk- und Überzugsmassen sind UP-Harz-Feinschichten für glasfaserhaltige Formstoffe (GFK), z.B. Wellplatten und Papierlaminate.

Papierlaminate können auf Harnstoff- oder Melaminharzen basieren. Die Feinschicht wird vor der Laminatherstellung auf einem Träger (z.B. einer Folie) erzeugt. Die erfindungsgemässen photohärtbaren Zusammensetzungen können auch für Giessharze oder zur Einbettung von Gegenständen, z.B. von Elektronikteilen usw., verwendet werden. Zur Härtung werden Quecksilbermitteldrucklampen verwendet, wie sie in der UV-Härtung üblich sind. Von besonderem Interesse sind aber auch weniger intensive Lampen, z.B. vom Typ TL 40W/03 oder TL40W/05. Die Intensität dieser Lampen entspricht etwa dem Sonnenlicht. Es kann auch direktes Sonnenlicht zur Härtung eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Verbundmasse in einem angehärteten, plastischen Zustand von der Lichtquelle entfernt und verformt werden kann. Danach erfolgt die vollständige Aushärtung.

Die erfindungsgemässen Zusammensetzungen und Verbindungen können auch zur Herstellung von Lichtwellenleitern und optischen Schaltern eingesetzt werden, wobei die Erzeugung eines Unterschiedes im Brechungsindex zwischen belichteten und unbelichteten Bereichen ausgenutzt wird.

Wichtig ist auch die Verwendung von photohärtbaren Zusammensetzungen für Abbildungsverfahren und zur optischen Herstellung von Informationsträgern. Hierbei wird - wie oben bereits beschrieben - die auf dem Träger aufgebrachte Schicht (nass oder trocken) durch eine Photomaske mit UV oder sichtbarem Licht bestrahlt und die unbelichteten Stellen der Schicht durch Behandlung mit einem Lösemittel (= Entwickler) entfernt. Das Aufbringen der photohärtbaren Schicht kann auch im Elektroabscheidungsverfahren auf Metall geschehen. Die belichteten Stellen sind vernetzt-polymer und dadurch unlöslich und bleiben auf dem Träger stehen. Bei entsprechender Anfärbung entstehen sichtbare Bilder. Ist der Träger eine metallisierte Schicht, so kann das Metall nach dem Belichten und Entwickeln an den unbelichteten Stellen weggeätzt oder durch Galvanisieren verstärkt werden.

Auf diese Weise lassen sich gedruckte elektronische Schaltungen und Photoresists herstellen.

Die Lichtempfindlichkeit der erfindungsgemässen Zusammensetzungen reicht in der Regel von ca. 200 nm über das UV-Gebiet bis in den Infrarotbereich (ca. 20 000 mu m, insbesondere 1200 nm) und umspannt somit einen sehr breiten Bereich. Geeignete Strahlung enthält z.B. Sonnenlicht oder Licht, aus künstlichen Lichtquellen. Als Lichtquellen kommen daher eine grosse Anzahl der verschiedensten Typen zur Anwendung. Es sind sowohl Punktquellen als auch flächenförmige Strahler (Lampenteppiche) geeignet.

Beispiele sind: Kohlelichtbogenlampen, Xenon-Lichtbogenlampen, Quecksilber-mitteldruck-, -hochdruck- und -niederdruckstrahler, gegebenenfalls mit Metall-Halogeniden dotiert (Metall-Halogenlampen), mikrowellenangeregte Metalldampflampen, Excimer Lampen, superaktinische Leuchtstoffröhren, Fluoreszenzlampen, Argonglühlampen, Elektronenblitzlampen, photographi sche Flutlichtlampen, Elektronenstrahlen und Röntgenstrahlen, erzeugt mittels Synchrotronen oder Laser-Plasma. Der Abstand zwischen Lampe und erfindungsgemässem zu belichtendem Substrat kann je nach Anwendungszweck und Lampentyp bzw. -stärke variieren, z.B. zwischen 2 cm bis 150 cm. Speziell geeignet sind Laserlichtquellen, z.B. Excimer-Laser, wie Krypton-F-Laser zur Belichtung bei 248 nm. Auch Laser im sichtbaren Bereich und Infrarotbereich können eingesetzt werden.

Hier ist die hohe Empfindlichkeit der erfindungsgemässen Materialien sehr vorteilhaft. Nach dieser Methode können gedruckte Schaltungen in der Elektronikindustrie, lithographische Offsetdruckplatten oder Reliefdruckplatten sowie photographische Bildaufzeichnungsmaterialien hergestellt werden.

Gegenstand der Erfindung ist daher auch ein Verfahren zur Photopolymerisation von nichtflüchtigen monomeren, oligomeren oder polymeren Verbindungen mit mindestens einer ethylenisch ungesättigten Doppelbindung, dadurch gekennzeichnet, dass zu den oben genannten Verbindungen mindestens eine Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, worin G für einen Farbstoffrest steht, oder mindestens eine Verbindung der Formel I oder l min nach Anspruch 1 in Kombination mit einem Elektronenakzeptor, zugegeben wird und mit Licht aus dem Infrarotbereich über den UV-Bereich bis zur Wellenlänge von 200 nm bestrahlt wird.

Erfindungsgegenstand ist auch die Verwendung der oben beschriebenen Zusammensetzung zur Herstellung von pigmentierten und nichtpigmentierten Lacken, Pulverlacken, Druckfarben, Druckplatten, Klebern, Dentalmassen, Glasfaserkabelbeschichtungen, Siebdruckschablonen, Resistmaterialien, optischen Schaltern und Lichtwellenleitern, Farbprüfsystemen, zur Verkapselung elektrischer und elektronischer Bauteile, zur Herstellung von Verbundmassen, zur photographischen Reproduktion, zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmaterialien, zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten mittels Stereolithographie, sowie als Bildaufzeichnungsmaterial, insbesondere für holographische Aufzeichnungen.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein beschichtetes Substrat, das auf mindestens einer Oberfläche mit einer wie oben beschriebenen Zusammensetzung beschichtet ist, sowie ein Verfahren zur photographischen Herstellung von Reliefabbildungen, in welchem ein beschichtetes Substrat bildmässig belichtet wird und danach die unbelichteten Anteile mit einem Lösemittel entfernt werden. Insbesondere interessant ist dabei die - oben schon erwähnte - Belichtung mittels eines Laserstrahls.

Die erfindungsgemässen Verbindungen der Formel I und l min sind an der Luft stabile weisse Pulver. Wie oben bereits erwähnt, sind die Verbindungen dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Arylreste in mindestens einer o-Position des Arylrings substituiert sind. Diese Verbindungen entfalten überraschenderweise eine ausserordentlich gute Reaktivität als radikalische Photoinitiatoren.

Diejenigen Verbindungen der Formel I und l min , welche elektronenziehende Gruppen enthalten, sind in der Regel auch säurestabil und können in sauren photopolymerisierbaren Formulierungen als Photohärter eingesetzt werden.

Die erfindungsgemässen Boratverbindungen sind nicht nur als Initiatoren für Photopolymerisationsreaktionen einsetzbar, sondern sind ebenfalls als thermische Polymerisationsinitiatoren zu verwenden.

Gegenstand der Erfindung ist daher auch die Verwendung der Verbindungen der Formel I und l min , bzw. la oder la min als Initiator für die thermische Polymerisation von Verbindungen mit ethylenisch ungesättigten Doppelbindungen, sowie ein Verfahren zur thermischen Polymerisation von Verbindungen mit ethylenisch ungesättigten Doppelbindungen, dadurch gekennzeichnet, dass als Polymerisationsinitiator mindestens eine Verbindung der Formel I oder l min , bzw. la oder la min eingesetzt wird.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung weiter. Angaben in Teilen oder Prozenten beziehen sich, ebenso wie in der übrigen Beschreibung und in den Patentansprüchen, auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben ist. Sind bei den Bezeichnungen von Alkylresten mit mehr als drei C-Atomen keine speziellen Isomeren angegeben, so handelt es sich jeweils um die n-Isomeren.

I. Herstellung der Borane

Verbindung 1: Dimesityl-phenylboran

Zu einer Lösung von 9,42 g (0,06 mol) Brombenzol in 80 ml Tetrahydrofuran (THF) werden innerhalb von 15 Minuten bei -78 DEG C 1,1 Äquivalente 1,6M Butyllithium in Hexan (37,5 ml, 0,066 mol) zugegeben. Die Reaktionsmischung wird bei der Temperatur während 3 h gerührt. Danach werden 16,1 g (0,06 mol) festes Dimesitylfluoroboran zugegeben, die Mischung wird bis auf Raumtemperatur erwärmen lassen und eine weitere Stunde gerührt. Die Mischung wird in 500 ml Wasser gegossen, und die entstehende Suspension wird filtriert. Das Produkt wird durch Trituration mit kochendem Methanol gereinigt. Es werden 16,9 g (86% d. Theorie) des Produktes als weisser Feststoff mit einem Schmelzbereich von 185-187 DEG C erhalten.

Die Verschiebungswerte delta im <1>H-NMR, gemessen in CDCl3, liegen bei 7.50 ppm (d,2,J=7 Hz), 7.46 ppm (t,1,J=10 Hz), 7.50 ppm (br t,2, J=7 Hz), 6.82 ppm (s,4), 2.30 ppm (s,6) und 2.00 ppm (s,12).

Verbindung 2: Phenylbis(bromomesityl)boran

Zu einer Suspension von 2,78 g (0,01 mol) Dibrommesitylen in 20 ml THF werden während 15 Minuten bei -78 DEG C 1,1 Äquivalente 1,6M Butyllithium in Hexan (6,25 ml, 0,011 mol) gegeben. Die Reaktionsmischung wird bei dieser Temperatur während einer Stunde gerührt, danach werden 0,63 g (0,58 ml, 0,005 mol) Phenyldifluoroboran während 10 Minuten zugegeben. Die Mischung wird dann auf Raumtemperatur erwärmen lassen, 2 Stunden gerührt und dann in Wasser gegossen. Nach dem Extrahieren mit 100 ml Essigsäureethylester wird die organische Phase mit Magnesiumsulfat getrocknet und nach dem Filtrieren eingeengt. Es werden 2,59 g eines weissen Feststoffes erhalten. Durch Umkristallisieren in Hexan werden 1,27 g (d. h. 52% d. Theorie) des Borans in reiner Form mit einem Schmelzpunkt von 215-218 DEG C erhalten.

Die Verschiebungswerte delta im <1>H-NMR, gemessen in CDCl3, liegen bei 7.49 ppm (t,1,J=7 Hz), 7.46 ppm (d,2,J=7 Hz), 7.35 ppm (t,2,J=7 Hz), 6.91 ppm (s,2), 2.42 ppm (s,6), 2.13 ppm (s,6) und 1.98 ppm (s,6).

Verbindungen 3-10, 14, 15:

Die Verbindung 3 wird nach der für Verbindung 2 beschriebenen Methode unter Verwendung der entsprechenden Ausgangsstoffe hergestellt. Die Verbindungen 4-10, 14 und 15 werden jeweils in Analogie zu der Verbindung 1 unter Verwendung der entsprechenden Ausgangsstoffe erhalten. Die Verbindungen und ihre Strukturen sind in der Tabelle 1 dargestellt.

Verbindung 12: m-Chlorophenyldimesitylboran

Die Herstellung der Verbindung 12 ist im J. Organomet. Chem. 1981, 209,1, beschrieben. Sie hat einen Schmelzpunkt von 151 DEG C. Im <1>H-NMR (300 MHz, CDCl3) weist sie die folgenden Verschiebungswerte delta [ppm] und Kopplungskonstanten J [Hz] auf: 7.46 (s,1), 7.43 (d,1,J=9), 7.36 (d,1,J=7), 7.27 (t,1,J=7.5), 6.82 (s,4), 2.30 (s,6), 1.98 (s,12).

Verbindung 13: p-Bromophenyldimesitylboran

Die Herstellung der Verbindung 13 ist im J. Organomet. Chem. 1972, 38, 229, beschrieben. Sie hat einen Schmelzpunkt von 184-185 DEG C. Im <1>H-NMR (300 MHz, CDCl3) weist sie die folgenden Verschiebungswerte delta [ppm] und Kopplungskonstanten J [Hz] auf: 7.48 (d,2,J=8), 7.36 (d,2,J=8), 6.81 (s,4), 2.30 (s,6), 1.99 (s,12).

Tabelle 1

EMI42.1

EMI43.1

Verbindung 16: Trimesitylboran

Die Herstellung der Verbindung 16 ist im J. Am. Chem. Soc. 1957, 79, 2302, beschrieben. Sie hat einen Schmelzpunkt von 197-198 DEG C. Im <1>H-NMR (300 Mhz, CDCl3) weist sie die folgenden Verschiebungswerte delta [ppm] und Kopplungskonstanten J [Hz] auf: 6.72 (s,6), 2.25 (s,9), 1.97 (s,18).

Verbindung 17: Butylbis(chloroduryl)boran

Eine Mischung von 1,21 g (0,05 ator versetzten Proben werden auf eine 300 mu m Aluminiumfolie (10 x 15 cm) aufgetragen. Das Lösungsmittel wird zunächst durch 5-minütiges Trocknen bei Raumtemperatur und darauffolgende Erwärmung auf 60 DEG C während 15 Minuten im Umluftofen entfernt, woraus eine Trockenschichtstärke von 35 mu m resultiert. Auf die flüssige Schicht wird eine 76 mu m dicke Polyesterfolie gelegt und auf diese ein standardisiertes Testnegativ mit 21 Stufen verschiedener optischer Dichte (Stouffer-Keil) aufgebracht. Mit einer zweiten UV-transparenten Folie wird die Probe abgedeckt und mittels Vakuum auf einer Metallplatte angepresst. Die Probe wird dann mit einer 4kW Xenon Lampe im Abstand von 30 cm 40 Sekunden lang belichtet.

Nach der Belichtung werden die Folien und die Maske entfernt, die belichtete Schicht in einem Ultraschallbad 240 Sekunden mit einer 1%igen wässrigen Lösung von Natriumcarbonat entwickelt und anschliessend bei 60 DEG C 15 Min im Umluftofen getrocknet. Die Empfindlichkeit des verwendeten Initiatorsystems wird durch die Angabe der letzten klebefrei abgebildeten Keilstufe charakterisiert. Je höher die Zahl der Stufen ist, desto empfindlicher ist das System. Eine Erhöhung um zwei Stufen bedeutet dabei etwa eine Verdopplung der Härtungsgeschwindigkeit.

Die Ergebnisse sind in den Tabellen 5, 5a und 5b angegeben.
<tb><TABLE> Columns=2 Tabelle 5
<tb>Head Col 1: Verbindung
<tb>Head Col 2: Zahl der gehärteten Stufen
<tb><SEP>2a<SEP>20
<tb><SEP>2b<SEP>19
<tb><SEP>3a<CEL AL=L>15
<tb><CEL AL=L>4a<SEP>18
<tb><SEP>7a<SEP>18
<tb><SEP>8a<SEP>19
<tb><SEP>15a<SEP>20
<tb></TABLE>
<tb><TABLE> Columns=3 Tabelle 5a
<tb>Head Col 1: Verbindung
<tb>Head Col 2: Zahl der gehärteten Stufen
<tb>Head Col 3: Bleichverhalten*
<tb><SEP>24a<SEP>19<SEP>Farbänderung
<tb></TABLE>
<tb><TABLE> Columns=3 Tabelle 5b
<tb>Head Col 1: Verbindung aus Beispiel
<tb>Head Col 2: Zahl der abgebildeten Stufen nach 20 s Belichtung
<tb>Head Col 3:

Bleichverhalten*
<tb><SEP>25a<SEP>11<CEL AL=L>b
<tb>
*b = bleicht aus (visuelle Prüfung)

- = ein Ausbleichen wird nicht beobachtet, dies schliesst jedoch nicht aus, dass es nicht auftritt, sondern bedeutet nur, dass es bei der visuellen Prüfung nicht bemerkt wird

<tb></TABLE>
<tb><TABLE> Columns=3 Tabelle 5c:
<tb>Head Col 1: Verbindung aus Beispiel
<tb>Head Col 2: Zahl der abgebildeten Stufen nach 20 s Belichtung
<tb>Head Col 3: Bleichverhalten*
<tb><SEP>26a<SEP>18<CEL AL=L>b
<tb><SEP>27a<SEP>16<SEP>b
<tb><SEP>32a<SEP>17 (SEP)<->(TB>
*b = bleicht aus (visuelle Prüfung)

<tb></TABLE>
<tb><TABLE> Columns=3 Tabelle 5d
<tb>Head Col 1: Verbindung aus Beispiel
<tb>Head Col 2:

Zahl der abgebildeten Stufen nach 20 s Belichtung
<tb>Head Col 3: Bleichverhalten*
<tb><SEP>28a<SEP>21<CEL AL=L>b
<tb><SEP>30a<SEP>13 (SEP)<->(TB><SEP>31a<SEP>14 (SEP)<->(TB>
*b = bleicht aus (visuelle Prüfung)

Beispiel 38: Reaktivität eines Farbstoffborates in einem Klarlack

In eine Formulierung wie in Beispiel 36 werden 0.3% eines erfindungsgemässen Farbstoff-Boratsalzes eingearbeitet. Die Bereitung von Proben, das Belichten, Entwickeln und die Auswertung erfolgen ebenso analog zu Beispiel 36. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 wiedergegeben.
<tb><TABLE> Columns=2 Tabelle 6
<tb>Head Col 1: Verbindung
aus Beispiel
<tb>Head Col 2: Zahl der abgebildeten Stufen
<tb><SEP>22b<SEP>8
<tb></TABLE>

Beispiel 39: Reaktivität eines Farbstoffborates in einer Resistformulierung

In eine Formulierung wie in Beispiel 37 werden 0.3% eines erfindungsgemässen Farbstoff-Boratsalzes eingearbeitet. Die Bereitung von Proben, das Belichten, Entwickeln und die Auswertung erfolgen ebenso analog zu Beispiel 36. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 wiedergegeben.
<tb><TABLE> Columns=2 Tabelle 7
<tb>Head Col 1: Verbindung aus Beispiel
<tb>Head Col 2: Zahl der abgebildeten Stufen
<tb><SEP>22b<SEP>8
<tb></TABLE>

Beispiel 40: Reaktivität der Borate in Kombination mit Elektronenakzeptoren in einem Klarlack

In eine Formulierung wie in Beispiel 36 werden 0.4% eines erfindungsgemässen Boratsalzes in Kombination mit jeweils 0.3% Quantacure ITX eingearbeitet.
EMI59.1

Quantacure ITX

Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 wiedergegeben.
<tb><TABLE> Columns=2 Tabelle 10
<tb>Head Col 1: Verbindung aus Beispiel
<tb>Head Col 2: Zahl der abgebildeten Stufen
<tb><SEP>28a<SEP>12
<tb><SEP>5a<SEP>11
<tb><SEP>1a<CEL AL=L>13
<tb></TABLE>

Beispiel 41:
Reaktivität der Farbstoff-Boratsalze in Kombination mit Elektronenakzeptoren in einem Klarlack

In eine Formulierung wie in Beispiel 36 werden 0.3% eines erfindungsgemässen Farbstoff-Boratsalzes in Kombination mit jeweils 0.3% des Elektronenakzeptors C aus Beispiel 40 eingearbeitet.

Die Bereitung von Proben, das Belichten, Entwickeln und die Auswertung erfolgen ebenso analog zu Beispiel 36, wobei jedoch anstelle des (N,N-Dibutyl)dimethylindocarbocyaninchlorides als Elektronenakzeptor der Pyrilliumfarbstoff C
EMI59.2

*verwendet wird. Die Ergebnisse sind in Tabelle 11 wiedergegeben.
<tb><TABLE> Columns=3 Tabelle 11
<tb>Head Col 1: Verbindung
aus Beispiel
<tb>Head Col 2: Elektronenakzeptoren
<tb>Head Col 3: Zahl der abgebildeten Stufen
<tb><SEP>22b<SEP>C<SEP>13
<tb></TABLE>

Beispiel 42: Reaktivität der Farbstoff-Boratsalze in Kombination mit Boraten in einem Klarlack

In eine Formulierung wie in Beispiel 36 werden 0.3% des erfindungsgemässen Farbstoff-Boratsalzes aus Beispiel 22b in Kombination mit 0.3% Tetramethylammonium n-butyltriphenylborat eingearbeitet. Die Bereitung von Proben, das Belichten und Entwickeln erfolgen ebenso analog zu Beispiel 36. Es ist ein deutliches Ausbleichen der stärker belichteten Stufen zu beobachten.

Claims

1. Verbindungen der Formel I oder l min EMI61.1 worin R1 und R2 unabhängig voneinander für Phenyl oder einen anderen aromatischen Kohlenwasserstoff, mit oder ohne Heteroatom, stehen, wobei diese Reste unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C20-Alkyl, mit einem oder mehreren Resten O, S(O)p oder NR5 unterbrochenem C2-C20-Alkyl, OR6, R6S(O)p, R6S(O)2O, R7R8N, R6OC(O), R7R8NC(O), R9C(O), R9R10R11Si, R9R10R11Sn, R12R13B, Halogen, R9R10P(O)q, oder/und CN substituiert sind, mit der Massgabe, dass der Rest Phenyl oder die anderen aromatischen Kohlenwasserstoffreste in mindestens einer o-Position substituiert sind, oder R1 und R2 unabhängig voneinander C1-C20-Alkyl, welches mit R9R10R11Si substituiert ist, bedeuten oder die Reste R1 und R2 Brücken bilden, wobei Strukturen der Formel II, Ila oder Ilb EMI61.2 entstehen, wobei die aromatischen Ringe in den Formeln II,

Ila oder lIb unsubstituiert sind oder mit C1-C20-Alkyl, mit einem oder mehreren Resten O, S(O)p oder NR5 unterbrochenem C2-C20-Alkyl, OR6, R6S(O)p, R6S(O)2O, R7R8N, R6OC(O), R7R8NC(O), R9C(O), R9R10R11Si, R9R10R11Sn, Halogen, R9R10P(O)q oder/und R12R13B substituiert sind; R2a für Phenylen oder einen anderen zweiwertigen aromatischen Kohlenwasserstoff, mit oder ohne Heteroatom, steht, wobei diese Reste unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C20Alkyl, mit einem oder mehreren Resten O, S(O)p oder NR5 unterbrochenem C2-C20-Alkyl, OR6, R6S(O)p, R6S(O)2O, R7R8N, R6OC(O), R7R8NC(O), R9C(O), R9R10R11Si, R9R10R11Sn, R12R13B, Halogen, R9R10P(O)q, oder/und CN substituiert sind, oder R2a Phenyl-C1-C6-Alkylen bedeutet;

R4 Phenyl, einen anderen aromatischen Kohlenwasserstoffrest, C1-C20-Alkyl, mit einem oder mehreren Resten O, S(O)p oder NR5 unterbrochenes C2-C20-Alkyl, C3-C12-Cycloalkyl, C2-C8-Alkenyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Naphthyl-C1-C3-alkyl bedeutet, wobei die Reste Phenyl, anderer aromatischer Kohlenwasserstoffrest, C1-C20-Alkyl, C3-C12-CycIoalkyl, C2-C8-Alkenyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Naphthyl-C1-C3-alkyl unsubstituiert sind oder mit OR6, R6S(O)p, R6S(O)2O, R7R8N, R6OC(O), R7R8NC(O), R9C(O), R9R10R11Si, R9R10R11Sn, R12R13B, Halogen, R9R10P(O)q, oder/und CN substituiert sind; E für R14R15R16P, R6R6aS oder R8R8aR7N steht; Y für (CH2)n, CH=CH, C(O), NR5, O, S(O)p oder EMI62.1 steht; n 0, 1 oder 2 bedeutet; m 2 oder 3 ist; p 0, 1 oder 2 bedeutet; q 0 oder 1 ist;

R5 Wasserstoff, C1-C12-Alkyl, Phenyl-C1-C6-Alkyl oder Phenyl, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-Alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder/und Halogen substituiert sind; R6 und R6a unabhängig voneinander C1-C12-Alkyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl bedeutet, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder/und Halogen substituiert sind; R7, R8 und R8a unabhängig voneinander C1-C12-Alkyl, C3-C12-Cycloalkyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl bedeuten, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy, R6OC(O), CN oder/und Halogen substituiert sind, oder R7 und R8 zusammen mit dem N-Atom, an weiches sie gebunden sind, einen 5- oder 6gliedrigen Ring bilden, welcher zusätzlich O- oder S-Atome enthalten kann;

R14, R15 und R16 unabhängig voneinander C1-C12-Alkyl, C2-C12-Alkenyl, C3-C12-Cycloalkyl, wobei die Reste C1-C12-Alkyl, C2-C12-Alkenyl, C3-C12-Cycloalkyl unsubstituiert oder mit R6OCO oder CN substituiert sind, oder R14, R15 und R16 unsubstituiertes oder ein- bis fünffach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder Halogen substituiertes Phenyl-C1-C6-alkyl oder unsubstituiertes oder ein- bis fünffach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder Halogen substituiertes Phenyl bedeuten; und G für einen Rest steht, weicher positive Ionen bilden kann, mit der Massgabe, dass, wenn R1, R2 und R3 2,4,6-Trimethylphenyl bedeuten, R4 kein C2-C20-Alkyl oder C2-C8-Alkenyl ist.

2.

Verbindungen der Formel I oder l min nach Anspruch 1, worin R1 und R2 C1-C4-Alkyl, welches mit R9R10R11Si substituiert ist oder Phenyl, welches 1- bis 5fach mit C1-C4-Alkyl, OR6 und/oder Halogen substituiert ist, bedeuten; R2a für Phenylen steht; R3 C1-C4-Alkyl, welches mit R9R10R11Si substituiert ist, unsubstituiertes Phenyl oder 1- bis 5fach mit C1-C4-Alkyl, OR6, R7R8N und/oder Halogen substituiertes Phenyl bedeutet; R4 unsubstituiertes oder mit R9R10R11Si substituiertes C1-C4-Alkyl oder unsubstituiertes oder mit Halogen substituiertes Phenyl bedeutet; m 2 oder 3 ist; E R8R8aR7N bedeutet; R6 C1-C4-Alkyl ist; R7, R8 und R8a unabhängig voneinander C1-C4-Alkyl oder Benzyl bedeuten; R9, R10 und R11 C1-C4-Alkyl darstellen und G für Tetra(C1-C4-alkyl)ammonium oder Benzyl-tri(C1-C4alkyl)ammonium steht.

3.

Zusammensetzung enthaltend (a) mindestens eine ethylenisch ungesättigte photopolymerisierbare Verbindung und (b) mindestens eine Verbindung der Formel la oder la min EMI64.1 worin R1, R2, R2a, R4, E und G wie in Anspruch 1 definiert sind und R3 min für mit R9R10R11Si substituiertes C1-C20-Alkyl, Phenyl oder einen anderen aromatischen Kohlenwasserstoff, mit oder ohne Heteroatom, steht, wobei der Rest Phenyl oder die anderen aromatischen Kohlenwasserstoffreste unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C20-Alkyl, mit einem oder mehreren Resten O, S(O)p oder NR5 unterbrochenem C2-C20-Alkyl, OR6, R6S(O)p, R6S(O)2O, R7R8N, R6OC(O), R7R8NC(O), R9C(O), R9R10R11Si, R9R10R11Sn, R12R13B, Halogen, R9R10P(O)q oder/und CN substituiert sind.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 3 enthaltend zusätzlich zu den Komponenten a) und b) mindestens einen Coinitiator (c).

5.

Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 3-4, dadurch gekennzeichnet, dass sie neben dem Photoinitiator (b) noch mindestens einen weiteren Photoinitiator (d) und/oder andere Additive oder Coinitiatoren enthält.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 3, enthaltend zusätzlich zu den Komponenten (a) und (b) mindestens einen neutralen, anionischen oder kationischen Farbstoff oder ein Thioxanthon und eine Oniumverbindung.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, enthaltend zusätzlich einen radikalischen Photoinitiator, insbesondere eine alpha -Aminoketonverbindung.

8.

Zusammensetzung nach Anspruch 3, enthaltend zusätzlich zu den Komponenten (a) und (b) mindestens eine Verbindung der Formel III EMI65.1 worin Ra, Rb, Rc und Rd unabhängig voneinander für C1-C12-Alkyl, Trimethylsilylmethyl, Phenyl, einen anderen aromatischen Kohlenwasserstoff, C1-C6-Alkylphenyl, Allyl, Phenyl-C1-C6-alkyl, C2-C8-Alkenyl, C2-C8-Alkinyl, C3-C12-Cycloalkyl oder gesättigte oder ungesättigte heterozyclische Reste stehen, wobei die Reste Phenyl, anderer aromatischer Kohlenwasserstoff, Phenyl-C1-C6-alkyl, gesättigter oder ungesättigter heterozyclische Rest unsubstitutiert oder 1- bis 5fach mit C1-C20-Alkyl, mit einem oder mehreren Resten O, S(O)p oder NR5 unterbrochenem C2-C20-Alkyl, OR6, R6S(O)p, R6S(O)2O, R7R8N, R6OC(O), R7R8NC(O), R9C(O), R9R10R11Si, R9R10R11Sn, R12R13B, Halogen, R9R10P(O)q, oder/und CN substituiert sind, p 0, 1 oder 2 bedeutet;

q 0 oder 1 ist; R5 Wasserstoff, C1-C12-Alkyl, Phenyl-C1-C6-Alkyl oder Phenyl, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-Alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder/und Halogen substituiert sind; R6 C1-C12-Alkyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl bedeutet, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder/und Halogen substituiert sind; R7 und R8 unabhängig voneinander C1-C12-Alkyl, C3-C12-Cycloalkyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl bedeuten, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy, R6OC(O), CN oder/und Halogen substituiert sind, oder R7 und R8 zusammen mit dem N-Atom, an welches sie gebunden sind, einen 5- oder 6gliedrigen Ring bilden, weicher zusätzlich O- oder S-Atome enthalten kann;

R9, R10 und R11 unabhängig voneinander C1-C12-Alkyl, C3-C12-Cycloalkyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl bedeuten, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder/und Halogen substituiert sind; R12 und R13 unabhängig voneinander C1-C12-Alkyl, C3-C12-Cycloalkyl, Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl bedeuten, wobei die Reste Phenyl-C1-C6-alkyl oder Phenyl unsubstituiert oder 1- bis 5fach mit C1-C6-Alkyl, C1-C12-Alkoxy oder/und Halogen substituiert sind, oder R12 und R13 zusammen mit dem B-Atom, an welches sie gebunden sind, einen 5- oder 6gliedrigen Ring bilden; und Z für einen Rest steht, welcher positive Ionen bilden kann, insbesondere Alkalimetalle, Ammonium oder Tetraalkylammonium.

9.

Zusammensetzung nach Anspruch 3, enthaltend mindestens ein Borat der Formel la oder la min und mindestens einen Farbstoff, der während oder nach der Bestrahlung seine Farbe verändert oder verliert, wobei dieser Farbstoff auch als Kation Bestandteil der Verbindung der Formel la oder la min sein kann.

10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 3-9, enthaltend 0,05 bis 15, insbesondere 0,2 bis 5 Gew.-%, der Komponente (b) oder der Komponenten (b) und (d), bezogen auf die Zusammensetzung.

11. Verwendung von in Anspruch 1 definierten Verbindungen als Photoinitiatoren für die Photopolymerisation ethylenisch ungesättigter Verbindungen.

12.

Verfahren zur Photopolymerisation von nichtflüchtigen monomeren, oligomeren oder polymeren Verbindungen mit mindestens einer ethylenisch ungesättigten Doppelbindung, dadurch gekennzeichnet, dass zu den oben genannten Verbindungen mindestens eine Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, worin G für einen Farbstoffrest steht, oder mindestens eine Verbindung der Formel I oder l min nach Anspruch 1 in Kombination mit einem Elektronenakzeptor, zugegeben wird und mit Licht aus dem Infrarotbereich über den UV-Bereich bis zur Wellenlänge von 200 nm bestrahlt wird.

13.

Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 3-10 zur Herstellung von pigmentierten und nichtpigmentierten Lacken, Pulverlacken, Druckfarben, Druckplatten, Klebern, Dentalmassen, Glasfaserkabelbeschichtungen, Siebdruckschablonen, Resistmaterialien, optischen Schaltern und Lichtwellenleitern, Farbprüfsystemen, zur Verkapselung elektrischer und elektronischer Bauteile, zur Herstellung von Verbundmassen, zur photographischen Reproduktion, zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmaterialien, zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten mittels Stereolithographie, sowie als Bildaufzeichnungsmaterial, insbesondere für holographische Aufzeichnungen.

14. Beschichtetes Substrat, das auf mindestens einer Oberfläche mit einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 3-10 beschichtet ist.

15.

Verwendung der Verbindungen der Formel I oder l min , oder der Formel la oder la min als Initiator für die thermische Polymerisation von Verbindungen mit ethylenisch ungesättigten Doppelbindungen.