Miért használjon kompozit fotoiniciátort a fénykeményítő formulázásban?
Gyors válasz: 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.
Gyakorlati kiválasztási módszer fotoiniciátorokkal kapcsolatos projektekhez
Amikor a műszaki vásárlók vagy a formulációk gyártói fotoiniciátorokat szűrnek, a leghasznosabb döntési keret általában a kikeményedési minőség és az alkalmazáshoz való illeszkedés: melyik csomagolás köt meg megbízhatóan, tartja meg az elfogadható megjelenést, és működik továbbra is a tényleges folyamat lámpájának, filmvastagságának és aljzatának körülményei között.
- Először illessze a csomagot a lámpához: A higanylámpák, az UV LED-ek és a látható fényű rendszerek ugyanazokat a fotoiniciátorokat nagyon eltérően rangsorolhatják.
- A mélységi és a felületi kikeményedést külön-külön ellenőrizni kell: Egy felül száraznak érződő filmréteg alatta még gyenge lehet.
- A sárgulás és a reakcióképesség egyensúlyban tartása: A legerősebb mélykeményedési módszer nem mindig a legjobb kereskedelmi választás, ha az elszíneződés vagy a migráció kockázata elfogadhatatlanná válik.
- Használja a végső képletet viszonyítási alapként: A pigmentterhelés, a monomercsomag és a filmvastagság mind megváltoztathatja ugyanazon iniciátor látszólagos rangsorát.
Ajánlott termékreferenciák
- CHLUMINIT TPO-L: Erős, alacsony sárgulási arányú referencia LED-orientált UV rendszerekhez.
- CHLUMINIT TMO: Értékes összehasonlítási pont, amikor az alacsonyabb sárgulás vagy a TPO-csere megbeszélése fontos.
- CHLUMINIT 819: Hasznos, ha egy készítménynek erősebb felszívódást és mélyebb kikeményedési támogatást kell nyújtania.
- CHLUMINIT 184: Klasszikus szabadgyökös referenciaérték a gyors felületi kikeményedéshez számos UV-rendszerben.
GYIK vásárlóknak és formulálóknak
Miért olyan elterjedtek a kevert fotoiniciátor csomagok?
Mivel az egyik termék szabályozhatja a sárgulást vagy jól illeszkedhet a lámpához, míg egy másik javítja a kikeményedési mélységet vagy a gyártósor sebességét, a teljes csomag gyakran erősebb, mint bármelyik önálló minőség.
A hiányos gyógyulást mindig több iniciátor hozzáadásával kell megoldani?
Nem automatikusan. Az igazi korlátot a lámpa, a film vastagsága, a pigmentárnyalat vagy a reaktív rendszer többi része okozhatja, nem pedig az egyszerű aluladagolás.
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.