Miért használjon kompozit fotoiniciátort a fénykeményítő formulázásban?
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.
A fotoiniciátorok a fényre keményedő készítmények nagyon fontos összetevői, és a szabad gyökök forrásai. A fotoiniciátorok túlzott használata azonban számos problémával jár, mint például több vándorló anyag, csökkent időjárásállóság, a bevonófilm elégtelen kikeményedő vastagsága és megnövekedett költségek.
Kísérletek során megállapították, hogy a kompozit fotoiniciátorok használata a fénykeményítő készítményekben hatékonyan képes leküzdeni a fenti problémákat, és ezáltal számos előnnyel jár. Különösen fontos, hogy jobb keményedési eredmények érhetők el.
A kísérletekben négy általánosan használt fotoiniciátort használtunk: 184, 1173, TPO és 819. Kémiailag két vegyületcsoportba tartoznak: α-hidroxi-ketonok és acil-foszfin-oxidok.
| Angol név | Termék neve | CAS-szám |
| HCPK | fotoiniciátor 184 | 947-19-3 |
| HMPP | fotoiniciátor 1173 | 7473-98-5 |
| TPO | fotoiniciátor TPO | 75980-60-8 |
| BAPO | fotoiniciátor 819 | 162881-26-7 |
A kísérletben használt gyógyító berendezés egy 100 wattos Oriel higanylámpa (az emissziós spektrum a 2. képen látható), a filmvastagságot pedig 50 μm-re szabályozták.
A keményedés mértékét Fourier-transzformációs infravörös spektroszkópiával (FTIR) mutatták ki, hogy nyomon kövessék az akrilát telítetlen kettős kötés jellegzetes abszorpciós csúcsának változását 810 cm-1 -nél. A 750-780cm-1 sávot referenciacsúcsként is használtuk, mivel az nem változik a teljes fotovulkanizálási folyamat során.
A kettős kötés átalakulási arányának (Reagált akrilát telítetlenség, RAU) kiszámítására szolgáló képlet a következő:
Hol RL az akrilát kettős kötés abszorpciós csúcsának és a referenciacsúcsnak az aránya folyékony állapotban; és RC az akrilát kettős kötés abszorpciós csúcsának és a referenciacsúcsnak az aránya az UV-keményedés után.
A HCPK (184-es fotoiniciátor) fő abszorpciója a 240-250 nm-es hullámhossztartományban van, az abszorpciós csúcs pedig a 320-335 nm-es tartományban. Egy másik hidroxiketon fotoiniciátor, a HMPP (Darocur 1173) hasonló abszorpcióval rendelkezik a 320-335 nm-es tartományban, a csúcs pedig 265-280 nm-nél van. Már e két fotoiniciátor kombinációjának használatával is elkezdhető az UV-lámpa teljesítményének jobb kihasználása (2. ábra).
A TPO és a BAPO (819-es fotoiniciátor) spektrumai jelentősen eltérnek az előző kettőtől, a TPO fotoiniciátor erős abszorpcióval rendelkezik a 360-395 nm-es tartományban, a BAPO pedig a 360-410 nm-es tartományban. Az utóbbi két fotoiniciátor hozzáadásával jobban ki lehet használni a higanylámpa másik két fő hullámhosszsávját 370 és 408 nm-en.
Az első kísérletben a 184 és a kompozit fotoiniciátor azonos mennyiségét (súlyarány) használták az összehasonlításhoz. Az azonos 4,5mJ/cm2 energiájú UV-fény besugárzása mellett a 184-et használó formula kettőskötés-átalakítási aránya 24,8%, míg a kompozit fotoiniciátor formula esetében 79,6%.
A második kísérlet a 184 és a kompozit fotoiniciátor 6%-jének használata 4,5mJ/cm2 besugárzási energia mellett, az előbbi kettős kötés konverziós aránya 18,9%, az utóbbi pedig 67,2%. A különbség nagyon jelentős.
A harmadik kísérletben 4% 184 és 3% kompozit fotoiniciátort használtak, ami azt jelenti, hogy az utóbbi kompozit fotoiniciátort használó készítményben kisebb mennyiségű fotoiniciátort használtak. Ugyanazon besugárzási energia (4,5mJ/cm2 ) mellett az előbbi kettős kötés átalakulási aránya 50,9%, míg az utóbbié 66,8%, ami magasabb.
A negyedik kísérletben 6% 184 és 4,5% kompozit fotoiniciátort használtak. Ha a sugárzási energia azonos marad (4,5 mJ/cm2 ), akkor az előbbi kettős kötés átalakulási aránya 58,3%, az utóbbié pedig 67,9%. A harmadik és negyedik kísérlet azt mutatja, hogy a kettős kötés konverziós ráta a kompozit fotoiniciátor formulázása esetén nagyobb lehet, még kisebb mennyiség esetén is.
A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy a kompozit fotoiniciátorok használata jelentősen javíthatja a fotoiniciátorok iniciálási hatékonyságát. Bár a fenti kísérletek csak egy fotoiniciátort ( 184-es fotoiniciátor) hasonlítottak össze referenciaobjektumként, és a besugárzó berendezéseket csak higanylámpával végezték, az eredmények is kellően szemléltetik a kompozit fotoiniciátorok előnyeit.
Tudjuk, hogy a fotoiniciátorok használata a képletben nem a jobb, mert a túl sok fotoiniciátor elnyeli az ultraibolya fényt, ami nagymértékben befolyásolja az ultraibolya fény behatolási hatékonyságát a mélykeményedés során, ezáltal befolyásolja a keményedés mélységét.
Ennek a kompozit fotoiniciátornak a használata nemcsak a készítmények költségeit csökkentheti, hanem jobb mélykeményedést is elérhet, csökkentheti a fotoiniciátor-maradványokat és csökkentheti a költségeket.
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 TPO-L: A strong low-yellowing reference for LED-oriented UV systems.
- CHLUMINIT TMO: A valuable comparison point when lower yellowing or TPO-replacement discussions matter.
- CHLUMINIT 819: Useful when a formulation needs stronger absorption and deeper cure support.
- CHLUMINIT 184: A classic free-radical benchmark for fast surface cure in many UV systems.
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.
Lépjen kapcsolatba velünk most!
Ha szüksége van Price-ra, kérjük, töltse ki elérhetőségét az alábbi űrlapon, általában 24 órán belül felvesszük Önnel a kapcsolatot. Ön is küldhet nekem e-mailt info@longchangchemical.com munkaidőben ( 8:30-18:00 UTC+8 H.-Szombat ) vagy használja a weboldal élő chatjét, hogy azonnali választ kapjon.