CHLUMINIT® TPO / Photoinitiator TPO / Lucirin TPO / Irgacure TPO CAS 75980-60-8
Schnelle Antwort: Die Wahl des Fotoinitiators hängt üblicherweise von der Lampenanpassung, der Aushärtungstiefe, der Vergilbung und der Frage ab, ob der fertige Film auf dem realen Substrat noch funktioniert. Die beste Lösung ist selten die günstigste Einzelproduktvariante.
Einführung
Die Herstellung von Polymeren ist ohne die Photopolymerisation nicht möglich, die zumeist aus umweltfreundlichen Verfahren besteht (geringer Energieverbrauch, keine Verwendung von Lösungsmitteln, Reaktion bei niedriger Temperatur). Sie findet Anwendung in Beschichtungen, Tinten, klebenden optoelektronischen Produkten, Nanotechnologien und sogar im dreidimensionalen Druck (3D-Druck). Die Photopolymerisation ist eines der vorteilhaftesten Verfahren, da sie nach Abschalten der Bestrahlung keine Radikale freisetzt. Thermische Initiatoren hingegen zersetzen sich noch lange Zeit nach dem Abschalten der Wärme, was die Photopolymerisation zu einem der vorteilhaftesten Verfahren macht. Aufgrund der verschiedenen Vorteile, die sie im Vergleich zu herkömmlichen ultravioletten Quecksilberdampflampen (Hg-Lampen) bieten, werden nah-ultraviolette Leuchtdioden, die auch als LEDs bezeichnet werden, immer beliebter, um Photopolymerisationsreaktionen zu starten.
In der Praxis ist es erforderlich, dass das Emissionsspektrum der Lichtquelle und das Absorptionsspektrum des Photoinitiators (PI) identisch sind. Daher ist nur ein kleiner Teil der heute auf dem Markt erhältlichen Photoinitiatoren des Typs I und II (vor allem BAPO, TPO und TPO-L für PI des Typs I (spaltbar); ITX und CQ für PI des Typs II) mit LEDs kompatibel, die zwischen 365 und 405 nm arbeiten (mit einer H-Abstraktionsreaktion am Co-Initiator).
Was ist der Photoinitiator TPO?
Photoinitiator TPO, auch bekannt als Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinoxid, ist eine chemische Substanz, die in UV-härtenden Beschichtungssystemen als Photoinitiator eingesetzt wird. Ein Beispiel für ein aromatisches organisches Phosphinoxid ist hier in Form des TPO-Moleküls dargestellt.
Der Photoinitiator TPO kann mit einer Vielzahl von Beschichtungschemikalien verwendet werden, da er sowohl in Pulverform als auch in flüssiger Form angeboten wird (die separat erworben werden können). Der Aushärtungsprozess von Pulverbeschichtungen, Tiefdruckfarben, Inkjet-Tinten und UV-härtenden Acrylharzen wird durch die Verwendung eines Photoinitiators beschleunigt, der mehrere Zwecke erfüllt.
Der Photoinitiator TPO ist ein leistungsstarker Photokatalysator, da er ein Photoinitiator des Typs freies Radikal (1) ist und Licht über ein breites Spektrum von Wellenlängen absorbiert. Es härtet leicht aus, hat auch eine leichte Bleichwirkung, ist ideal geeignet für die Eigenschaften von tiefen, dicken Filmen und Beschichtungen, die im selben Gelb aushärten, und sein geringer Gehalt an flüchtigen Bestandteilen macht es zu einer hervorragenden Option für Anwendungen auf Wasserbasis. Licht kann zwei freie Radikale namens Benzoyl und Phosphoryl erzeugen. Diese Radikale können zur Aggregation führen. Das Material ist in der Lage, Licht mit einer Wellenlänge von 320 bis 420 nm zu absorbieren, wobei die Absorptionsspitze zwischen 350 und 400 nm liegt. Aufgrund des niedrigeren Absorptionsmaximums hat das Chemicalbook eine niedrigere Ausgangskonzentration als herkömmliche Bücher.
Synthese des Photoinitiators TPO
Diphenylethoxyphosphin ist der Hauptrohstoff, der bei der Herstellung des Photoinitiators TPO verwendet wird. Die Reaktionen von Toluol und 2,4,6-Trimethylbenzoylchlorid mit dieser Verbindung finden gleichzeitig statt. Das Nebenprodukt der Reaktion wird verschiedenen Temperaturen ausgesetzt, bevor es geschmolzen, abgekühlt, kristallisiert, filtriert und schließlich getrocknet wird. Das Endergebnis ist eine Chemikalie, die sich im Laufe der Zeit nicht abbaut und in sehr großen Mengen hergestellt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet eine Reihe von Vorteilen, wie z. B. ein unkompliziertes Produktionsverfahren, niedrige Gesamtproduktionskosten und eine Verringerung der Schadstoffmenge.
Absorptionspeak des Photoinitiators TPO
Aufgrund seiner Fähigkeit, Licht in einem breiten Spektrum zu absorbieren, ist TPO ein leistungsfähiger Photoinitiator für Aktivitäten, bei denen freie Radikale gebildet werden. Es absorbiert Licht über ein breites Spektrum, wobei der höchste Wert zwischen 350 und 400 Nanometern liegt und ein konstanter Wert bei 420 Nanometern auftritt. Die Absorptionsspitze dauert wesentlich länger als bei einem typischen Initiator. Die Bestrahlung führt zur Bildung von zwei Arten von freien Radikalen: Benzoyl und Phosphatidyl. Beide Radikale haben die Fähigkeit, den Polymerisationsprozess in Gang zu setzen. Dies hat zur Folge, dass die Lichthärtung sehr schnell erfolgt. Es eignet sich nicht nur hervorragend für vergilbungsstabile Beschichtungen und die Tiefenhärtung von Dickschichten, sondern besitzt auch die Fähigkeit zur Photobleiche. Aufgrund seiner geringen Neigung, Feuer zu fangen, ist es mit der Anwesenheit von Wasser kompatibel. Es hat den Anschein, dass das weiße System eine Vorliebe für dieses besondere Produkt hat. Diese Mehrzwecksubstanz wird in einer Vielzahl von Produkten verwendet, darunter Tinte, Klebstoffe, Beschichtungen, optische Fasern, Photoresist, Photopolymerplatten, Komposite und Zahnfüllungen, um nur einige zu nennen. Der empfohlene Dosierungsbereich für dieses Medikament liegt nach den Ergebnissen klinischer Studien zwischen 0,5 und 4% Gewicht pro Gewicht (w/w).
Flüssiges TPO (TPO-L)
Da es sich bei TPO-L um einen flüssigen Fotoinitiator handelt, kann er in einer Vielzahl unterschiedlicher Formulierungen verwendet werden. Die überwiegende Mehrheit der UV-härtbaren Oligomere und Monomere kann in Verbindung mit ihm verwendet werden. Darüber hinaus ist er mit einer Vielzahl verschiedener Fotoinitiatoren kompatibel. Mit TPO-L lassen sich vergilbungs- und geruchsreduzierte Mischungen herstellen, die auch bei ihrer Produktion verwendet werden können. Aufgrund seiner Absorptionsfähigkeit im langwelligen Ultraviolettbereich eignet sich TPO gut für den Einsatz in pigmentierten Systemen, insbesondere in solchen, die TiO2 und Dickschichten enthalten.
Merkmale und Verwendungszwecke
Der hochwirksame, radikalspaltende Photoinitiator TPO CAS75980-60-8, der einen breiten Absorptionswellenlängenbereich aufweist, ist der Photoinitiator, der die UV-Polymerisationsreaktion des ungesättigten Vorpolymerisationssystems startet.
Diese Art von Initiator zeichnet sich durch seine schnelle Aushärtung, seinen Vergilbungsschutz und seine Geruchlosigkeit aus. Am häufigsten wird er als Fotoinitiator in einer Vielzahl von Druckfarben verwendet, z. B. für den Siebdruck, den Steindruck, den Flexodruck und die Beschichtung von Holz. TPO härtet auf weißen Oberflächen oder Oberflächen mit einer hohen Konzentration von Titandioxidpigmenten schneller und vollständiger aus.
In Beschichtungen
Es kann für eine Vielzahl von Beschichtungsanwendungen verwendet werden. Aufgrund seiner hohen Absorptionsrate wird es für die Herstellung von Siebdruckfarben, Offsetdruckfarben, Flexodruckfarben und Holzbeschichtungen verwendet. Es gibt keinen Nachpolymerisationseffekt, die Beschichtung vergilbt nicht, und es bleiben keine Rückstände zurück.
Als lichtdurchlässige Beschichtung
Es kann auch als durchsichtige Beschichtung verwendet werden, was ideal für Gegenstände ist, die strengen Geruchsvorschriften entsprechen müssen. Es hat eine hohe Anfangseffizienz, wenn es nur in einer Lösung verwendet wird, die auch ungesättigtes Polyester und Styrol enthält, wenn es allein verwendet wird.
Es wird häufig in Verbindung mit Aminen oder Acrylamiden verwendet, zusätzlich zu anderen Fotoinitiatoren, um die vollständige Aushärtung von Acrylatsystemen, insbesondere von farbigen Acrylatsystemen, zu ermöglichen. Dieser Ansatz zur Erzeugung dicker Filmschichten ist ideal für weiße Systeme, die nur eine geringe Vergilbung erfordern.
Der Prozess, durch den die Gesundheit wiederhergestellt wird, wird als Regeneration bezeichnet. Um den Aushärtungsprozess zu beschleunigen, ist es üblich, den Fotoinitiator TPO entweder mit MOB 240 oder CBP 393 zu kombinieren. Im Bereich der Feinchemikalien wird es als Formylierungsreagenz eingesetzt, und im Bereich der Petroleumaromaten gilt es als das wirksamste Extraktionslösungsmittel.
Aushärtungsfähigkeit auf pigmentierten Oberflächen
Wenn Sie ihn auf eine Oberfläche auftragen, die bereits weiß ist oder einen hohen Anteil an Titandioxid enthält, härtet er vollständig aus. Die Beschichtung wird nie gelb und es bleiben keine Rückstände aus dem Postpolymerisationsprozess übrig. Auch die Auswirkungen dieses Prozesses sind minimal. Die Verwendung von Titandioxid kann Beschichtungen transparenter machen, was vor allem bei Abdeckungen für Gegenstände, die eine niedrige Geruchsschwelle haben müssen, von Vorteil ist. Wenn es allein in einem ungesättigten Polyestersystem verwendet wird, das auch Styrol enthält, weist es eine hohe Anfangseffizienz auf. Dies gilt insbesondere für weiße Systeme, solche mit geringem Ausbleichen und solche, die dicke Filme aushärten. Holz kann mit verschiedenen Druckfarben beschichtet werden, z. B. mit Flexodruckfarben, Steindruckfarben und Siebdruckfarben. Es wird empfohlen, Dosierungen von 0,5%-3,0% (farbiges System) und 0,2%-1% (weißes System) (transparentes System) zu verwenden.
In UV-Härtung
Als Photoinitiator wird es in weißen Systemen, ultraviolett härtenden Beschichtungen, Druckfarben, ultraviolett härtenden Klebstoffen, photoleitfähigen Faserbeschichtungen, Photoresist, photopolymeren Platten, Stereolithographieharzen, Verbundwerkstoffen und Zahnfüllungen verwendet. Darüber hinaus wird es auch in fotoleitfähigen Faserbeschichtungen verwendet.
Titandioxid ermöglicht die effiziente Aushärtung von TPO auf Oberflächen jeglicher Farbe, sogar auf weißem Untergrund, und erweitert so den Anwendungsbereich.
Siebdruckfarben, lithografische Druckfarben, Flexodruckfarben und Holzbeschichtungen sind nur einige der vielen Anwendungen, die von den bemerkenswerten Absorptionseigenschaften der Farbe und ihrer umfangreichen Verwendung in anderen Beschichtungen profitieren. Weitere Anwendungen sind Druckfarben für den Siebdruck, den Flexodruck und den lithografischen Druck. All diese Anwendungen werden durch die Anpassungsfähigkeit der Farbe ermöglicht.
Darüber hinaus kann es bei der Herstellung von transparenten Beschichtungen eingesetzt werden, insbesondere bei Beschichtungen, die eine minimale Geruchsbelastung aufweisen müssen.
Als Extraktionslösungsmittel
Es ist nicht nur das beste Lösungsmittel für die Extraktion von Erdölaromaten, sondern wird auch als Formylierungsreagenz in der Feinchemie verwendet.
Schlussfolgerung
In seiner Eigenschaft als Fotoinitiator wird es hauptsächlich zur Herstellung von Druckfarben für verschiedene Drucktechniken wie Lithografie, Flexografie und Siebdruck sowie für Holzbeschichtungen verwendet. TPO härtet vollständig auf Oberflächen aus, die entweder weiß sind oder eine durch Titandioxid verursachte helle Färbung aufweisen. Es hat ein breites Anwendungsspektrum und ist in einer Vielzahl von Anstrichen zu finden. Aufgrund seiner hohen Absorptionsrate eignet es sich für den Einsatz in einer Vielzahl von Druckfarben, z. B. für den Flexodruck, den Offsetdruck, den Siebdruck und Beschichtungen für Holz. Die Vergilbung der Beschichtung wird verhindert, die Auswirkungen der Postpolymerisation werden neutralisiert, und es bleiben keine Rückstände zurück. Es kann auch als transparente Beschichtung verwendet werden, was es zu einer ausgezeichneten Wahl für Anwendungen macht, die eine geringe Geruchsentwicklung erfordern.
Wenn es allein verwendet wird, zeigt es in einer Lösung, die ungesättigte Polyester und Styrol enthält, ein hohes Maß an Auslösungseffizienz. Um eine vollständige Aushärtung von Acrylatsystemen, insbesondere von farbigen Acrylatsystemen, zu erreichen, ist es üblich, die Verwendung von Aminen oder Acrylamiden mit der Verwendung anderer Photoinitiatoren zu kombinieren. Dies gilt insbesondere für farbige Acrylatsysteme. Dies ist sehr nützlich für weiße Systeme, die nur wenig ausbleichen müssen und dicke Filmschichten haben. Ganz gleich, ob Sie MOB240 oder CBP393 verwenden, der Fotoinitiator TPO wird zur Beschleunigung des Aushärtungsprozesses eingesetzt. Es ist das beste Extraktionslösungsmittel für Anlagen zur Verarbeitung von Aromaten, die aus Erdöl gewonnen werden, und eignet sich daher hervorragend als Formylierungsreagenz im Bereich der Feinchemikalien.
Hybridhärtung mit kationischem Photoinitiator und radikalischem Photoinitiator
Die kationische/radikalische Hybridhärtung von Epoxid- und Acrylatmischungen ist bei einigen Anwendungen von einzigartigem Vorteil und verleiht einzigartige Eigenschaften, die der Härtung eines der beiden Einzelsysteme weit überlegen sind. Bei der Formulierung von Epoxidharz kann die Zugabe von bis zu 30% Triacrylatharz und die Einführung von Radikalinitiatoren wie Benzophenon (ohne Amin) oder Hydroxyacetophenon eine schnellere Aushärtung und gute Haftung in Kunststoffen und auf Metallen bewirken. Der Typ-II-Photoinitiator Benzophenon kann ein Wasserstoffatom aus dem Polyether oder dem Substrat extrahieren, um ein oligomeres Radikal zu erhalten, das sich mit Acrylatharz vernetzen kann, um photogepfropfte Polymere mit höherer Dichte zu erzeugen. Er ist weniger wirksam, wenn Mono- oder Diacrylatharze in Hybridsystemen verwendet werden.
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Eine praktische Auswahlroute für fotochemisch initiierte Projekte
Wenn technische Einkäufer oder Formulierer Photoinitiatoren prüfen, ist der nützlichste Entscheidungsrahmen normalerweise die Aushärtungsqualität plus die Anwendungsanpassung: welches Paket zuverlässig aushärtet, ein akzeptables Erscheinungsbild behält und unter den Bedingungen von Lampe, Schichtdicke und Substrat des tatsächlichen Prozesses noch funktioniert.
- Ordne zuerst das Paket der Lampe zu: Quecksilberdampflampen, UV-LEDs und sichtbare Lichtsysteme können dieselben Photoinitiatoren sehr unterschiedlich einstufen.
- Prüfen Sie Härtungstiefe und Oberflächenhärtung separat: Ein Film, der sich oberflächlich trocken anfühlt, kann darunter dennoch schwach sein.
- Gelbvergilbung ausgleichen mit Reaktivität: Die stärkste UV-Härtungsroute ist nicht immer die beste kommerzielle Wahl, wenn Farbe oder Migrationsrisiko inakzeptabel werden.
- Verwenden Sie die endgültige Formel als Maßstab: Pigment beladung, Monomerpaket und Filmdicke können alle die scheinbare Rangfolge desselben Initiators verändern.
Empfohlene Produktreferenzen
- CHLUMINIT TPO-L: Ein starker, vergilbungsarmer Referenzlack für LED-orientierte UV-Systeme.
- CHLUMINIT TMO: Ein wertvoller Vergleichspunkt, wenn es um die Diskussion über geringere Vergilbung oder den Austausch von TPO geht.
- CHLUMINIT 819: Nützlich, wenn eine Formulierung eine stärkere Penetration und eine tiefere Aushärtungsunterstützung benötigt.
- CHLUMINIT 1173: Ein praktischer Vergleichspunkt für die klassische Kurzwellen-UV-Initiierung.
Häufig gestellte Fragen für Käufer und Formulierer
Warum sind gemischte Photoinitiatorpakete so verbreitet?
Da ein Produkt die Vergilbung oder die Lampenpassform gut kontrollieren kann, während ein anderes die Aushärtungstiefe oder die Leistung bei hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit verbessert, ist das Gesamtpaket oft stärker als eine einzelne Sorte.
Sollte eine unvollständige Heilung immer durch Zugabe von mehr Initiator behoben werden?
Nicht automatisch. Die eigentliche Einschränkung kann die Lampe, die Filmdicke, die Pigmentierung oder das restliche reaktive System sein, anstatt einer einfachen Unterdosierung.