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光引发剂的分类

发表时间:2016-05-31 11:06

  光引发剂是光固化的核心技术,它的性能决定了UV固化涂料的固化程度和固化速率。许多光固化涂膜的弊病都是由于光引发剂引发效率低或是加入填料的影响,为了满足不断增加的工业需求,开发更新、更快、具有独特性能的光引发剂已经成为UV固化技术研究的一个重要方面。目前引发剂类型有:

1、自由基光引发剂

  自由基型引发剂分为:裂解型和夺氢型。裂解型引发剂有安息香醚类、苯偶姻类、苯乙酮类、硫杂蒽酮类等,此类引发剂的缺点是在空气中易受氧气影响,对光引发剂有阻聚作用,影响固化速度以及固化程度。另一种夺氢型引发剂利用叔胺类光敏剂构成引发剂/光敏剂复合引发体系,可抑制阻聚作用,提高固化速度。尽管自由基型光引发剂存在着一些不足,但却具有价格低的优势,所以目前仍广泛应用,人们对研究开发高活性的自由基型引发剂也保持着浓厚的兴趣,瑞士汽巴公司推出的新型引发剂BAPO(双芳酰基磷氧化合物),引发效率高、可深层固化,还具有“光漂白"作用。有些高效引发剂可使固化时间缩短至毫秒级内。

2、阳离子光引发剂

       阳离子光引发剂是另一种非常重要的光引发剂,包括重氮盐、二芳基碘翁盐、三芳基硫翁盐、烷基翁盐、铁芳烃盐、磺酰基酮及三芳基硅氧醚。其优点是:不受氧气的影响。近来有用阳离子引发剂和自由基引发剂混杂趋势。王文志等人用合成的二苯基碘铃六氟磷酸盐作光引发剂,对不同比例的双酚A环氧树脂E5·和丙烯酸酯预聚物AE组成的复合树脂进行了光固化研究,证明了碘翁盐具有同时引发环氧和丙烯酸酯复合树脂按阳离子和自由基两种不同机理进行光固化的能力,该研究结果为进行光混杂固化提供了理论依据。

3、新型光引发剂的研究

       随着UV固化涂料的技术进步和市场的需求,光引发剂部分逐渐暴露出很多问题,如黄变、引发速率慢、不能用于有色体系、不能满足新型光固化涂料性能的要求等,针对这些情况,研究人员开发了一系列新型光引发剂。

胡应喜等人合成了一种新型光引发剂,具有很好的耐黄变性,且引发效率高、溶解性好、低气味、低污染,配制的感光组成物稳定性**。谭智勇等人则介绍了另一种新型光引发剂——酰基磷氧化物,这种光引发剂能解离出可吸收部分可见光的生色团,因此可在含白色颜料配方中作为有效引发剂,充分吸收光能,且光固化过程中无黄斑生成。这两种光引发剂现已被广泛应用于UV光固化涂料领域。另外,黄变问题很大程度上是由于小分子光引发剂反应不完全,而向涂层表面迁移所致,所以研究高分子光引发剂也是克服黄变问题的一种重要途径。

    固化速率是决定光固化涂料生产效率的重要因素,为了解决阳离子引发剂固化速率缓慢的问题,研究人员在其中加入自由基引发剂或光敏助剂,研制了复合光引发剂,这种光引发剂通过协同作用获得较高的敏化效果,大大提高了固化速率。如马来酰亚胺对二苯甲酮具有十分明显的敏化促进作用,其引发效率超过任何一种单独使用体系的效率,Carroy A等人对光引发剂的增感机理做了详细的阐述。另外从分子设计的角度,有人设计出一种可谓分子内的混杂光引发剂,该引发剂在紫外光的照射下既能生产自由基,又能生成阳离子,这种光引发剂充分吸收了自由基光引发剂和阳离子光引发剂的优点,且克服了两者的缺点,大大提高了涂膜的固化速度和物化性能。

      随着UV固化涂料的不断发展,其应用范围已不仅仅局限在清漆领域,而当把光固化技术应用于有色体系时,发现大部分光能被填料或有色染料所吸收,使引发效率大大降低或根本不能引发涂层固化。李斌栋等人合成的(1—对甲硫基苯基2甲基—2—吗啉基—1—丙酮)(I)光引发剂,能很好地解决这一问题,这种光引发剂含有吗啉基,引发效率高,对10 mm以上的厚层感光树脂的深度固化有效,特别适用于含有填料、色料的有色体系。而随着紫外光固化水性涂料的发展,水性光引发剂也成为光引发剂领域重要的研究内容。其研究的基本思路是:分子中除了含有引发基团外,还需要有亲水性基团。钱蓁等人研究水溶性硫杂蒽酮类光引发剂发现:在硫杂蒽酮母体上引入甲基能提高引发效率,是一种性能优良的水性光引发剂。


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