1、光引發(fā)劑概述

　　在光固化產(chǎn)品中，光引發(fā)劑是關(guān)鍵組分之一，是一種能吸收輻射能量，經(jīng)過化學(xué)變化，產(chǎn)生具有引發(fā)聚合能力的活性中間體(自由基或陽離子)的物質(zhì)。

　　在實(shí)際生產(chǎn)中，使用的多是產(chǎn)生自由基的自由基光引發(fā)劑，產(chǎn)生陽離子的陽離子光引發(fā)劑非常少。本文重點(diǎn)介紹自由基光引發(fā)劑。

　　2、光引發(fā)劑分類

　　光引發(fā)劑主要包括兩大類：自由基光引發(fā)劑和正離子光引發(fā)劑。自由基光引發(fā)劑還可以分為兩類，即苯偶姻及其醚類、及苯偶酰二烷基縮酮，和芳香酮類。例如苯偶姻，它通過Norrish I型裂解反應(yīng)形成自由基：苯甲酰自由基上的孤電子不能離域到苯環(huán)上，因而活性高，能夠引發(fā)自由基聚合;而芐基醚上的孤電子較為穩(wěn)定，僅能引發(fā)一些聚合體系，更多的時(shí)候用來終止聚合。 芳香酮類也是高效的光引發(fā)劑。例如二苯甲酮在受光照時(shí)發(fā)生n1π*躍遷，羰基氧上的一個(gè)孤電子躍遷到π*反鍵軌道上，形成激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)從含活潑氫的化合物上提氫，形成自由基而引發(fā)聚合。二苯酮與異丙醇在光照時(shí)形成自由基的過程如下： 二苯甲醇自由基很穩(wěn)定，僅能二聚成苯頻哪醇，或參與終止反應(yīng)，不能引發(fā)聚合。能引發(fā)聚合的是異丙醇自由基。 正離子聚合的光引發(fā)劑也有兩類:一類是芳基重氮鹽;另一類為二芳基碘鹽、三芳基锍鹽、三芳基硒鹽等。重氮鹽進(jìn)行光解產(chǎn)生Lewis酸及強(qiáng)質(zhì)子酸：強(qiáng)質(zhì)子酸引發(fā)正離子聚合。 碘鹽及锍鹽的光分解機(jī)理相似，以碘鹽為例，其過程如下： 其中 H + X - 可 引發(fā)正離子聚合，而自由基 R ·及 Ph ·則引發(fā)自由基聚。

　　3、光引發(fā)劑的選擇

　　(1)光引發(fā)劑的吸收光譜和光源發(fā)射光譜相匹配

　　在選擇光引發(fā)劑的時(shí)候，要根據(jù)光源發(fā)射光譜選擇對(duì)該光譜有較大吸收的光引發(fā)劑。

　　如需達(dá)到理想的引發(fā)效果就要選擇吸收峰在365nm以上的光引發(fā)劑，例如TPO，819等，784雖然吸收峰波長較長，但其本身價(jià)格太高市場(chǎng)使用較少。

　　在實(shí)際測(cè)試中，所有光引發(fā)劑中TPO和819效果最好，與預(yù)測(cè)效果一致。

　　(2)有色體系深層固化光引發(fā)劑選擇

　　在有色體系，尤其是深色體系中，顏料本身會(huì)吸收一部分紫外光能量，導(dǎo)致紫外光無法穿透漆膜，深層的光引發(fā)劑無法吸收足夠能量來引發(fā)聚合，最終造成深層固化不良。輕者附著力下降，嚴(yán)重的會(huì)造成表面起皺，影響漆膜表觀以及物化性能。

　　在紫外光中，波長越長穿透性越強(qiáng)，越容易到達(dá)漆膜深層，而短波則不易到達(dá)漆膜深層。這就造成，在漆膜深層如果沒有長波光引發(fā)劑吸收這部分長波帶來的能量，就很難引發(fā)聚合。因此，在有色體系中，深層光引發(fā)劑是必不可少的?？梢杂肨PO/819/651等長波光引發(fā)劑與184/1173等短波光引發(fā)劑復(fù)配使用，效果較好。

　　案例：在UV單涂色漆中，黑色體系容易出現(xiàn)附著力不良，百格掉漆的現(xiàn)象。在配方中增加1.5%的819后，漆膜附著力明顯增加，說明819對(duì)深層固化起到促進(jìn)作用。

　　另外在黑/白色體系中，907/ITX+184復(fù)配，369/ITX+184復(fù)配，效果突出。

　　(3)對(duì)黃變有要求的體系光引發(fā)劑選擇

　　在有些清漆和白色體系中，耐黃變是考察漆膜性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，除了選擇耐黃變性能好的樹脂、單體以外，光引發(fā)劑的黃變也應(yīng)該盡量避免。光引發(fā)劑共軛結(jié)構(gòu)中如存在N-二甲氨基這樣的取代基，輻照黃變傾向一般比較高，同樣在活性胺結(jié)構(gòu)中存在這種取代基，也將導(dǎo)致黃變加重。

　　184、1173、754、MBF均為黃變較小的光引發(fā)劑，為清漆和白色體系配方的最佳選擇。

　　(4)在活性稀釋劑和低聚物中有較好的溶解性能

　　良好的溶解性能是將光引發(fā)劑添加到體系中的重要前提，越好的相容性，體系配方越穩(wěn)定。

　　(5)其他性能

　　在選擇光引發(fā)劑時(shí)盡量選擇氣味小，毒性低，熱穩(wěn)定性好，不易揮發(fā)遷移的。所選光引發(fā)劑成分符合當(dāng)?shù)胤煞ㄒ?guī)。

　　4、結(jié)語

　　綜上，光引發(fā)劑的選擇不是一個(gè)獨(dú)立的工作，是與整個(gè)體系，乃至施工工藝相配合的。需要參照光源，體系其它組分，光固化產(chǎn)品的性能要求，綜合考慮選擇既經(jīng)濟(jì)又高效的光引發(fā)劑。