Kurze Beschreibung der wasserstoffbindenden Photoinitiatoren und ihrer zwei Hauptkategorien
Quick answer: In most UV systems, photoinitiators are selected by balancing wavelength fit, through-cure, color control, and line speed. Buyers usually compare a blended package instead of one isolated product.
Wasserstoff einfangende Photoinitiatoren, auch als Typ-II-Photoinitiatoren bezeichnet, werden im Allgemeinen von aromatischen Ketonstrukturen dominiert und umfassen auch bestimmte dickringige aromatische Kohlenwasserstoffe. Sie haben bestimmte lichtabsorbierende Eigenschaften, und der passende Co-Initiator, d. h. der Wasserstoffdonator, hat selbst keine Absorption im langwelligen UV-Bereich. Wasserstoff einfangende Photoinitiatoren absorbieren UV-Energie und gehen im angeregten Zustand bimolekulare Wechselwirkungen mit dem Co-Initiator ein, wobei reaktive Radikale entstehen. Tertiäre Amine werden häufig als Co-Initiatoren für die Kopplung mit wasserstoffeinfangenden Photoinitiatoren verwendet. Im folgenden Diagramm wird der Wirkungsprozess am Beispiel des Fotoinitiators Benzophenon beschrieben.
Erstens, Benzophenon + tertiäres Amin-Photoinitiatorsystem
Benzophenon (BP) Fotoinitiator ist in der Regel farblos oder leicht gelbe Kristalle, Löslichkeit in gängigen Lösungsmitteln ist relativ gut, die maximale Absorptionswellenlänge von etwa 340nm, und die Mitteldruck-Quecksilber-Lampe Emissionswellenlänge entsprechen. Hier sollten wir auf den Unterschied zwischen Benzophenon-Photoinitiator und Benzophenon-UV-Absorber achten, ihre Struktur ist relativ ähnlich, die maximale Absorptionswellenlänge von Benzophenon-UV-Absorber liegt im Allgemeinen bei 330 nm. Die Synthese von BP ist einfach und ein kostengünstiger Fotoinitiator, aber die Fotoinitiatoraktivität ist im Allgemeinen nicht so gut wie die von HMPP, HCPK und anderen häufig verwendeten Crack-Fotoinitiatoren. Die Aushärtungsgeschwindigkeit von BP-Photoinitiatoren ist relativ langsam, und es kann leicht zu einer Vergilbung der ausgehärteten Beschichtung kommen, die durch die Verwendung großer Mengen tertiärer Amin-Co-Initiatoren noch verstärkt wird.
Als Fotoinitiator für die Wasserstoffbindung hat BP auch seine Vorteile. Zunächst einmal können seine niedrigen Kosten und sein niedriger Preis in einigen Formulierungen mit geringem Mehrwert und niedrigen Qualitätsanforderungen verwendet werden. So zum Beispiel für dekorative Druckknopfbeschichtungen und farbige Substratlacke. Um die Kosten, Vergilbung, Aushärtungsgeschwindigkeit und andere Faktoren auszugleichen, wird BP oft in Kombination mit anderen Crack-Photoinitiatoren, BP und aktive Amin-Kombination Anwendung, aktive Amin hat die Funktion des Antioxidans Polymerisation, so dass die Oberfläche von BP + aktive Amin-System antioxidative Polymerisation Wirkung ist besser. Es sollte jedoch beachtet werden, dass, wenn die Menge der BP groß ist, ist es leicht zu der unteren Schicht der Lichtabschirmung führen.
BP hat viele substituierte Derivate, die wirksame Photoinitiatoren sind. Das wichtigste Derivat ist das Michler-Keton (MK), ein 4,4-Bis(dialkylamino)-Substituent von BP, dessen allgemeine Struktur in der linken Abbildung dargestellt ist.
Michler's Keton relativ zu BP, absorbieren Licht Wellenlänge rot verschoben zehn Nanometer, hat eine starke Absorption von 365nm ultraviolettem Licht. Weil es tertiäre Aminstruktur enthält, so Michanon kann auch als Fotoinitiator allein verwendet werden, aber die Effizienz ist nicht voll entwickelt. Wie MK und BP in Verbindung mit der Photopolymerisation von Acrylaten, festgestellt, dass die Einleitung Aktivität ist viel höher als MK / tertiären Amin-System und BP / tertiären Amin-System, die Polymerisationsrate ist etwa 10-mal die beiden letzteren.
Zweitens: Thioxanthron + tertiäres Amin als photoinitiierendes System
Thioxanthon wird auch als wasserstoffgreifender Photoinitiator verwendet, und seine maximale Absorptionswellenlänge kann 380~420nm erreichen, und der Extinktionskoeffizient ist auch höher, etwa 102 Größenordnungen, was die Lichtwellenenergie von 365nm und 405nm der Lichtquelle voll ausnutzen kann, was viel effektiver als Benzophenon-Photoinitiator ist. In Bezug auf den Initiierungsmechanismus ist das Thioxanthron-Fotoinitiatorsystem dem Benzophenonsystem ähnlich. Die Strukturformeln von Thioxanthon (TX) und seinen verschiedenen Derivaten sind nachstehend aufgeführt.
Thioxanthon ist ein hellgelbes Pulver mit sehr schlechter Löslichkeit in den meisten Lösungsmitteln, so dass es sich nur schwer in Harzsystemen dispergieren lässt. Die meisten von ihnen haben gute Löslichkeits- und Dispersionseigenschaften, und die Absorption und photochemische Aktivität können verbessert werden. Zu den üblichen substituierten TX gehören 2-Chlorthianthron (CTX), CPTX, Isopropylthioanthron (ITX) und 2,4-Diethylthioanthron (DETX) usw. Die Löslichkeit von CTX ist immer noch nicht zufriedenstellend und wurde nach und nach durch die beiden letztgenannten ersetzt.
Die Thianthron-Substituenten müssen mit geeigneten aktiven Aminen gepaart werden, um eine effiziente photoinitiierende Aktivität zu erzielen. Es wurde festgestellt, dass Ethyl-4-dimethylaminobenzoat (EDAB) der am besten geeignete reaktive Amin-Co-Initiator für die Verwendung mit Thianthron ist, der nicht nur hochaktiv ist, sondern auch eine weniger starke Vergilbung aufweist. ITX hat sich aufgrund seiner relativ günstigen Kosten auf dem Markt durchgesetzt.
A practical selection route for photoinitiator-related projects
When technical buyers or formulators screen photoinitiators, the most useful decision frame is usually cure quality plus application fit: which package cures reliably, keeps appearance acceptable, and still works under the lamp, film thickness, and substrate conditions of the actual process.
- Match the package to the lamp first: mercury lamps, UV LEDs, and visible-light systems can rank the same photoinitiators very differently.
- Check depth cure and surface cure separately: a film that feels dry on top can still be weak underneath.
- Balance yellowing with reactivity: the strongest deep-cure route is not always the best commercial choice if color or migration risk becomes unacceptable.
- Use the final formula as the benchmark: pigment load, monomer package, and film thickness can all change the apparent ranking of the same initiator.
Recommended product references
- CHLUMINIT 819: Useful when a formulation needs stronger absorption and deeper cure support.
- CHLUMINIT 1173: A practical comparison point for classic short-wave UV initiation.
- CHLUMINIT ITX: A useful long-wave support route in many printing-ink packages.
- CHLUMINIT CQ: A direct reference for visible-light and color-sensitive curing discussions.
FAQ for buyers and formulators
Why are blended photoinitiator packages so common?
Because one product may control yellowing or lamp fit well while another improves cure depth or line-speed performance, so the full package is often stronger than any single grade.
Should incomplete cure always be solved by adding more initiator?
Not automatically. The real limitation may be the lamp, film thickness, pigment shading, or the rest of the reactive system rather than simple under-dosage.
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