광경화 제형에 복합 광개시제를 사용하는 이유는 무엇인가요?
광개시제는 광경화성 제형에서 매우 중요한 구성 요소이며 자유 라디칼의 원천입니다. 그러나 광개시제를 과도하게 사용하면 이동성 물질 증가, 내후성 감소, 코팅 필름의 경화 두께 부족, 비용 증가 등 많은 문제가 발생할 수 있습니다.
실험 결과, 광경화 제형에 복합 광개시제를 사용하면 위의 문제를 효과적으로 극복할 수 있어 많은 이점을 얻을 수 있는 것으로 나타났습니다. 특히 더 나은 경화 결과를 얻을 수 있다는 점이 중요합니다.
실험에는 일반적으로 사용되는 네 가지 광개시제가 사용되었습니다: 184, 1173, TPO 및 819. 화학적으로 이들은 α- 하이드 록시 케톤과 아실 포스핀 산화물이라는 두 가지 종류의 화합물에 속합니다.
| 영어 이름 | 제품 이름 | CAS 번호 |
| HCPK | 포토이니시에이터 184 | 947-19-3 |
| HMPP | 포토이니시에이터 1173 | 7473-98-5 |
| TPO | 광개시제 TPO | 75980-60-8 |
| BAPO | 포토이니시에이터 819 | 162881-26-7 |
실험에 사용된 경화 장비는 오리엘 100와트 수은 램프(방출 스펙트럼은 그림 2 참조)이며, 필름 두께는 50μm로 제어됩니다.
경화 정도는 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR)으로 810cm-1에서 아크릴레이트 불포화 이중 결합의 특성 흡수 피크의 변화를 모니터링하여 감지했습니다. 750-780cm-1 밴드는 전체 광경화 과정에서 변하지 않기 때문에 기준 피크로도 사용되었습니다.
이중 채권 전환율(반응성 아크릴레이트 불포화도, RAU)을 계산하는 공식은 다음과 같습니다:
Where RL 는 액체 상태의 기준 피크에 대한 아크릴레이트 이중 결합 흡수 피크의 비율입니다. RC 는 UV 경화 후 기준 피크에 대한 아크릴레이트 이중 결합 흡수 피크의 비율입니다.
HCPK(광개시제 184)의 주요 흡수는 240-250nm의 파장 범위에 있으며, 흡수 피크는 320-335nm 범위에 있습니다. 또 다른 하이드 록시 케톤 광개시제인 HMPP(Darocur 1173)는 320-335nm 범위에서 비슷한 흡광도를 가지며 265-280nm에서 피크가 발생합니다. 이 두 가지 광개시제를 조합하는 것만으로도 이미 UV 램프의 출력을 더 잘 활용할 수 있습니다(그림 2).
TPO와 BAPO(광개시제 819)의 스펙트럼은 이전 두 광개시제와 크게 다르며, 광개시제 TPO는 360~395nm 범위에서 강한 흡수력을 가지고 있고, BAPO는 360~410nm 범위에서 더 강한 흡수력을 가지고 있습니다. 후자의 두 광개시제를 추가하면 수은 램프의 다른 두 가지 주요 파장대역인 370 및 408nm를 더 잘 활용할 수 있습니다.
첫 번째 실험에서는 비교를 위해 동일한 양(중량비)의 184와 복합 광개시제를 사용했습니다. 동일한 에너지인 4.5mJ/cm2의 자외선을 조사했을 때 184를 사용한 공식의 이중 결합 전환율은 24.8%인 반면 복합 광개시제 공식의 전환율은 79.6%로 높았습니다.
두 번째 실험은 4.5mJ/cm2의 조사 에너지에서 184와 복합 광개시제 6%를 사용하는 것으로, 전자의 이중 결합 전환율은 18.9%이고 후자는 67.2%로 높습니다. 그 차이는 매우 큽니다.
세 번째 실험에서는 각각 4% 184와 3% 복합 광개시제를 사용했는데, 이는 복합 광개시제를 사용한 후자의 제형이 더 적은 양의 광개시제를 사용했음을 의미합니다. 동일한 조사 에너지(4.5mJ/cm2)에서 전자의 이중 결합 전환율은 50.9%인 반면 후자의 전환율은 66.8%로 더 높습니다.
네 번째 실험에서는 각각 6% 184와 4.5% 복합 광개시제를 사용했습니다. 방사선 에너지가 동일할 때(4.5mJ/cm2), 전자의 이중 결합 전환율은 58.3%이고 후자의 이중 결합 전환율은 67.9%입니다. 세 번째와 네 번째 실험은 더 적은 양으로도 복합 광개시제의 제형에 대해 이중 결합 전환율이 더 높을 수 있음을 보여줍니다.
실험 결과는 복합 광개시제를 사용하면 광개시제의 개시 효율을 크게 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. 위의 실험은 하나의 광개시제 (광개시제 184)만을 기준 물체로 비교하고 조사 장비는 수은 램프로만 수행했지만 결과는 복합 광개시제의 장점을 충분히 설명 할 수 있습니다.
광개시제가 너무 많으면 자외선을 흡수하여 심경화 중 자외선 침투 효율에 큰 영향을 미쳐 경화 깊이에 영향을 미치기 때문에 포뮬러에 광개시제를 많이 사용할수록 좋지 않다는 것을 알고 있습니다.
이 복합 광개시제를 사용하면 제형 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 더 나은 심층 경화, 광개시제 잔류물 감소, 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다.
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| 광개시제 TPO | CAS 75980-60-8 |
| 광개시제 TMO | CAS 270586-78-2 |
| 광개시제 PD-01 | CAS 579-07-7 |
| 광개시제 PBZ | CAS 2128-93-0 |
| 광개시제 OXE-02 | CAS 478556-66-0 |
| 광개시제 OMBB | CAS 606-28-0 |
| 광개시제 MPBZ(6012) | CAS 86428-83-3 |
| 포토 이니시에이터 MBP | CAS 134-84-9 |
| 광개시제 MBF | CAS 15206-55-0 |
| 광개시제 LAP | CAS 85073-19-4 |
| 광개시제 ITX | CAS 5495-84-1 |
| 광개시제 EMK | CAS 90-93-7 |
| 광개시제 EHA | CAS 21245-02-3 |
| 광개시제 EDB | CAS 10287-53-3 |
| 광개시제 DETX | CAS 82799-44-8 |
| 광개시제 CQ / 캄포퀴논 | CAS 10373-78-1 |
| 광개시제 CBP | CAS 134-85-0 |
| 광개시제 BP / 벤조페논 | CAS 119-61-9 |
| 광개시제 BMS | CAS 83846-85-9 |
| 포토이니시에이터 938 | CAS 61358-25-6 |
| 포토이니시에이터 937 | CAS 71786-70-4 |
| 포토이니시에이터 819 DW | CAS 162881-26-7 |
| 광개시제 819 | CAS 162881-26-7 |
| 광개시제 784 | CAS 125051-32-3 |
| 광개시제 754 | CAS 211510-16-6 442536-99-4 |
| 포토이니시에이터 6993 | CAS 71449-78-0 |
| 포토이니시에이터 6976 | CAS 71449-78-0 89452-37-9 108-32-7 |
| 광개시제 379 | CAS 119344-86-4 |
| 광개시제 369 | CAS 119313-12-1 |
| 광개시제 160 | CAS 71868-15-0 |
| 광개시제 1206 | |
| 포토이니시에이터 1173 | CAS 7473-98-5 |