¿Cómo sustituir el fotoiniciador tpo?
Respuesta rápida: La elección del fotoiniciador suele depender de la coincidencia de la lámpara, la profundidad del curado, el color amarillento y si la película final aún funciona sobre el sustrato real. El mejor paquete rara vez es el grado único más barato.
La ECHA ha anunciado oficialmente que el óxido de difenil (2,4,6-trimetilbenzoil)fosfina, también conocido como fotoiniciador TPO, ha sido incluido en el lote 29 de la Lista de Candidatas de Sustancias Muy Preocupantes (SVHC). Esto eleva el número total de sustancias en la lista de sustancias candidatas SVHC a 235. Esto significa que las empresas tienen una responsabilidad significativa sobre las sustancias químicas de la lista. Se les exige que hagan todo lo posible para gestionar los riesgos y proporcionar a sus clientes y consumidores información detallada sobre el uso seguro de estos productos químicos. Esto se debe a que lo más probable es que estas sustancias se incluyan en la lista de autorización en algún momento en el futuro. Una vez que se incluye una sustancia, se prohibirá a menos que la empresa en cuestión solicite con éxito a la Comisión Europea autorización para seguir usándola.
Primero veamos la información básica sobre el fotoiniciador TPO. Su nombre químico es óxido de difenil (2,4,6-trimetilbenzoil)fosfina, también conocido como fotoiniciador TPO, con número CE 278-355-8 y número CAS 7598 0 – 60 – 8, está listado por razones de toxicidad para la reproducción (Artículo 57 (c)), y se usa comúnmente en una amplia gama de áreas como tintas y tóners, productos de recubrimiento, fotopolímeros, adhesivos y selladores, así como masillas, arcilla para modelar con yeso y muchos más.
Mirando hacia atrás en el desarrollo de la fotopolimerización, se trata de una tecnología muy distintiva. El fotopolimerización se refiere principalmente al proceso de curar monómeros, oligómeros o sustratos poliméricos bajo la acción de la luz, que desempeña un papel clave en el proceso de formación de película. Su alta eficiencia, adaptabilidad, economía, conservación de energía y respeto al medio ambiente la han convertido en una tecnología clave en la industria moderna. El fotocurado se puede dividir en dos tipos: el curado con lámpara de mercurio tradicional y el curado con LED UV emergente. Las lámparas de mercurio tradicionales, si no se eliminan adecuadamente después de su uso, pueden causar una grave contaminación ambiental, que es una de las principales razones de su eliminación. El curado con LED UV está emergiendo gradualmente en el campo de los equipos de curado debido a sus numerosas ventajas, como ser más eficiente energéticamente, estar listo para encender y apagar y tener un tamaño compacto. Está preparada para reemplazar el curado con lámparas de mercurio tradicionales y convertirse en la fuente de luz principal.En un sistema de formulación fotopolimerizable, el fotoiniciador representa sólo alrededor del 2% – 5% del total, lo que puede parecer insignificante, pero en realidad juega un papel indispensable. Debido a los requisitos especiales de la reacción de fotopolimerización, los fotoiniciadores necesitan absorber luz ultravioleta para generar radicales libres, que a su vez inician la reacción de polimerización y, en última instancia, hacen que el producto se cure. Los fotoiniciadores tradicionales como 1173 y 184 tienen una longitud de onda de absorción máxima en la región UVC de longitud de onda corta, por lo que son más adecuados para curar con lámparas de mercurio tradicionales. Los LED UV, por otro lado, se centran principalmente en longitudes de onda específicas como 365 nm, 385 nm, 395 nm y 405 nm. Entre estas longitudes de onda, los fotoiniciadores de óxido de fosfina exhiben capacidades de absorción relativamente fuertes. El fotoiniciador TPO es un representante típico y se utiliza ampliamente en el campo de los LED UV. El TPO no sólo tiene las excelentes características de alta eficiencia de inducción y bajo amarillamiento, sino que también es relativamente asequible. Sin embargo, en los últimos años, con el fuerte impulso de crecimiento de la tecnología de curado LED UV, el suministro global de TPO ha sido extremadamente limitado y se ha vuelto extremadamente difícil obtener un solo producto. Afortunadamente, en los últimos años, debido a la continua expansión de la escala de producción por parte de los principales fabricantes nacionales de fotoiniciadores, junto con la entrada gradual de nuevos fabricantes, la escasa oferta de TPO se ha aliviado enormemente y el precio ha vuelto gradualmente a niveles normales. El suministro estable de TPO también ha promovido fuertemente el mayor desarrollo de la tecnología LED UV.
Echemos un vistazo más de cerca a la clasificación de toxicidad y el uso restringido de TPO. Los fotoiniciadores son en su mayoría pequeñas moléculas orgánicas. Cuando las condiciones de luz no son suficientes, estas moléculas fotoiniciadoras pueden permanecer dentro del producto curado, formando así sustancias potenciales de migración. Además, en la mayoría de los casos, el proceso por el que los fotoiniciadores producen radicales libres se logra rompiendo los enlaces químicos. Una vez que estos radicales libres finalmente se extinguen, pueden formar compuestos con un peso molecular más bajo. Estos productos de moléculas pequeñas no sólo plantean un problema de migración, sino que también pueden producir sustancias tóxicas, que sin duda representan una amenaza potencial para la salud humana y la seguridad ambiental. Con el uso cada vez mayor del fotoiniciador TPO, los esfuerzos regulatorios en su contra también han seguido intensificándose. Según la normativa CLP (Clasificación, Etiquetado y Envasado) de la UE, el TPO se clasificó inicialmente como tóxico para la reproducción humana de categoría 2 (H361), que también se conoce como “sospechoso de tóxico para la reproducción humana”.En junio de 2020, el país nórdico Suecia propuso un cambio en la clasificación a 1B (H360DF) basándose en evidencia obtenida de extensos experimentos con animales, y también agregó la clasificación de irritante de la piel (H317) (1B indica “presunto tóxico para la reproducción humana”). En el otoño de 2021, el Comité de Evaluación de Riesgos (RAC) de la UE acordó actualizar la clasificación de TPO. Una vez aprobada por la Comisión Europea, la clasificación se añadirá al Anexo VI del Reglamento CLP de la UE a través de un ATP y será legalmente vinculante. En enero de 2023, Suecia emitió otro aviso de intención para proponer que TPO se incluyera en la lista SVHC (Sustancias de Muy Alta Preocupación), y los comentarios sobre la propuesta debían presentarse antes del 3 de abril de 2023. A partir de ahora, TPO se ha incluido oficialmente en el lote 29 de la Lista de Candidatas de Sustancias de Muy Alta Preocupación (SVHC).
En términos de exploración de alternativas al fotoiniciador TPO, además del TPO, existen dos fotoiniciadores de uso común en la categoría de fotoiniciadores de óxido de fosfina con fuerte absorción de luz ultravioleta: el fotoiniciador TPO – L y el fotoiniciador 819 (BAPO). La estructura molecular del TPO – L es similar a la del TPO, pero su toxicidad es relativamente baja porque uno de los anillos de benceno de la molécula se reemplaza por un grupo etoxi. Sin embargo, también tiene un inconveniente importante: la eficiencia de iniciación de TPO-L es mucho menor que la de TPO. El otro fotoiniciador de óxido de fosfina 819 (BABO) puede entenderse como el producto de reemplazar el anillo de benceno en TPO con un 2,4,6-trimetilbenzoilo sustituido con dos grupos 2,4,6-trimetilbenzoilo. 819 tiene una eficiencia inicial más alta que el TPO, pero tiene un grave problema de amarillamiento, lo que significa que no se puede usar en aplicaciones donde el color es crítico. En resumen, TPO-L y 819 solo pueden reemplazar a TPO en algunas aplicaciones específicas, pero no pueden reemplazarlo por completo.
Afortunadamente, ha surgido una nueva alternativa al TPO: el fotoiniciador TMO. El nombre completo del fotoiniciador TMO es óxido de (2,4,6-trimetilbenzoil) bis (4-metilfenil) fosfina y su número CAS es 270586-78-2. A juzgar por la estructura molecular, el fotoiniciador TMO ha introducido un grupo metilo en cada uno de los dos anillos de benceno de TPO. Es este ligero cambio estructural el que ha reducido en gran medida la biotoxicidad de la TPO. Una extensa verificación experimental ha encontrado que la eficiencia inicial del fotoiniciador TMO es incluso ligeramente mayor que la del TPO, y tiene las excelentes características de no amarillear y de baja migración. En la actualidad, el fotoiniciador TMO se ha producido en masa con éxito y ha obtenido el certificado de registro REACH de la UE, lo que significa que puede venderse con éxito en el mercado europeo, donde el control químico es el más estricto.La aparición de este nuevo fotoiniciador sin duda proporciona nuevas ideas y dirección para la industria del fotopolímero a la hora de abordar el dilema de selección de materiales después de que el TPO fuera incluido en la lista de candidatos SVHC. En el futuro, con el avance continuo de la tecnología y la investigación en profundidad, es posible que haya más innovaciones y avances en el campo de los fotoiniciadores. Esperaremos y veremos.
A ruta de selección práctica para proyectos relacionados con fotoiniciadores
Cuando los compradores técnicos o los formuladores analizan los fotoiniciadores, el marco de decisión más útil suele ser la calidad del curado más el ajuste de la aplicación: qué paquete cura de manera confiable, mantiene una apariencia aceptable y aún funciona bajo la lámpara, el espesor de la película y las condiciones del sustrato del proceso real.
- Primero haga coincidir el paquete con la lámpara: las lámparas de mercurio, los LED UV y los sistemas de luz visible pueden clasificar los mismos fotoiniciadores de manera muy diferente.
- Compruebe el curado en profundidad y el curado en superficie por separado: una película que se siente seca en la parte superior aún puede estar débil en la parte inferior.
- Equilibrar el amarilleo con la reactividad: la ruta de curado profundo más fuerte no siempre es la mejor opción comercial si el riesgo de color o migración se vuelve inaceptable.
- Utilice la fórmula final como punto de referencia: la carga de pigmento, el paquete de monómero y el espesor de la película pueden cambiar la clasificación aparente del mismo iniciador.
Referencias de productos recomendados
- CHLUMINIT TPO-L: Una fuerte referencia de bajo amarilleo para sistemas UV orientados a LED.
- CHLUMINIT TMO: Un valioso punto de comparación cuando son importantes las discusiones sobre un menor amarilleo o sobre el reemplazo de TPO.
- CHLUMINIT 819: Útil cuando una formulación necesita una absorción más fuerte y un soporte de curado más profundo.
- CHLUMINIT 184: Un punto de referencia clásico de radicales libres para el curado rápido de superficies en muchos sistemas UV.
Preguntas frecuentes para compradores y formuladores
¿Por qué son tan comunes los paquetes de fotoiniciadores combinados?
Debido a que un producto puede controlar el amarilleo o el ajuste de la lámpara mientras que otro mejora la profundidad de curado o el rendimiento de la velocidad de la línea, el paquete completo suele ser más fuerte que cualquier grado individual.
¿La curación incompleta siempre debe resolverse agregando más iniciador?
No automáticamente.La verdadera limitación puede ser la lámpara, el espesor de la película, el tono del pigmento o el resto del sistema reactivo en lugar de una simple dosis insuficiente.
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