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UV配方中光引发剂的科学选择

UV配方中光引发剂的科学选择25 
(UV紫外光波长分类示意图) 
       无论是UV涂料,油墨或胶粘剂产品,在配方设计时,光引发剂是重要的组成部分,是一种能吸引辐射能量,经过化学变化,产生具有引发聚合能力的的中间体(自由基或阳离子)的物质。在实际生产中, 使用的多是产生自由基的光引发剂,阳离子引发剂因为价格较高等原因,一直没有普及应用,市场仍以自由基引发剂为主导。
       自由基光引发剂按光引发剂产生活性自由基的作用机理不同,主要分为两大类:裂解型自由基光引发剂,也称1型引发剂;夺氢型自由基光引发剂,以称2型光引发剂。常用的裂解型光引发剂从结构上看多是芳基烷基酮类化合物。市场上最常见的牌号:184,1173,2959,907,819,TPO,MBF,CBZ等。
       常用的夺氢型光引发剂从结s构上看,都是二苯甲酮类化合物。如常用的有BP,ITX等。此外夺氢型引发剂需要助引发剂配合使用,现常的助引发剂主要是活性胺和叔胺型苯甲酸酯。光引发剂在光固化产品中能否有效地引发聚合反应,最终达到所需的性能,取决于光引发系与辐照条件,产品组分相互协调。因此,根据自身生产工艺和产品配方选择相应的光引发剂尤其重要。
       首先,光引发剂的吸收光谱和光源发射光谱相匹配。现常用的光源有汞灯,LED灯,无极灯,金属卤素灯,其中汞灯使用最广泛,发射波长在200-450nm,属于通用型;LED灯在低固化项目中有广泛应用,发射波长集中在365,375,385,395和405.在选择光引剂的时候,要根据光源发射光谱选择对该光谱有较大吸收的引发剂。假如发射的波长都在360nm以上,则选择TPO和819较为科学,784虽然效果不错,但过高的价格限制了其广泛使用。
       其次,有色体系深层固化光引发剂选择。在有色体系中,颜料本身会吸收一部分紫外光能量,导致紫外光无法穿透漆膜,深层的光引发剂无法吸引足够能量来引发聚合,最终造成深层固化不良,后果轻则附着力下降,严重的会造成表面起皱,影响漆膜表观及物化性能。在紫外光中,波长越长则穿透力越强,越易到达漆膜深层,短波则不易到达漆膜深层。在漆膜深层如果没有长波光引发剂吸收这部分长波带来的能理,就很难引发聚合。所以,在有色体系中,深层光引剂是必不可少的。比如氢TPO,651,819与1173,184进行复配,效果一般较好。在UV单涂色漆中,黑色体系容易出现附着力良,百格掉漆的现象。如在配方中加1%的819后,附着力将明显增强。另外,在黑色\白色体系中,907\ITX加上184复配,369\ITX加184复配,效果突出。
        第三,黄变有要求的体系光引发剂选择。在有些清漆和白色体系中,耐黄变是考察漆膜性能的一项重要指标,除黄变好的树脂,单体外,光引发剂的黄变应该尽量避免。184,1173,754,MBF为黄变较小的光引发剂,为透明漆和白漆的最佳选择。
       第四,在活性t稀释剂和低聚物中有较好的溶解性能。良好的溶解性能是将光引发剂添加到体系中的重要前提,越发的相容性,配方越稳定。
       最后,在选用光引发剂时尽量选择气味小,毒性低,热稳定性好,不易挥发迁移的。总之,光引剂的选择不是一个独立的工作,与整个体系和涂装工艺都相关,需要参照光源,体系及其它组分,光固化产品的性能要求。(完)