Selección de fotoiniciadores en formulaciones de recubrimientos UV
Respuesta rápida: En la mayoría de los sistemas UV, los fotoiniciadores se seleccionan equilibrando el ajuste de longitud de onda, el curado completo, el control del color y la velocidad de la línea. Los compradores suelen comparar un paquete mezclado en lugar de un producto aislado.
Los fotoiniciadores de radicales libres se dividen en dos categorías principales según el mecanismo de acción del fotoiniciador para producir radicales activos, a saber, fotoiniciadores de radicales libres de tipo escisión (también conocidos como fotoiniciadores de tipo I) y fotoiniciadores de radicales libres de tipo captura de hidrógeno (también conocidos como fotoiniciadores de tipo II). Los fotoiniciadores de tipo escisión de uso común son en su mayoría aril alquil cetonas desde el punto de vista estructural, los grados comunes son 184, 2959, 651, 907, 369, 1173, 819, TPO, MBF, 754, etc. Los fotoiniciadores de captura de hidrógeno de uso común son en su mayoría benzofenonas o cetonas aromáticas heterocíclicas desde el punto de vista estructural, con comunes grados como BP, ITX y 2-EA. Los coiniciadores habituales son principalmente aminas reactivas y benzoatos de aminas terciarias. Este artículo combinará el rendimiento de los fotoiniciadores y casos de uso para explicar brevemente la selección de fotoiniciadores en la formulación de recubrimientos fotopolimerizables (UV).
Primero, el espectro de absorción del fotoiniciador y el principio de coincidencia del espectro de emisión de la fuente de luz.
Las fuentes de luz disponibles comercialmente son lámparas de mercurio, lámparas LED, lámparas de inducción y lámparas de halogenuros metálicos. En la selección de fotoiniciadores, de acuerdo con el espectro de emisión de la fuente de luz se debe elegir una mayor absorción del espectro de iniciadores.
Ejemplos de aplicación. En las formulaciones de esmaltes de uñas, los tubos comunes para lámparas de uñas son las lámparas fluorescentes y las lámparas LED. Las lámparas fluorescentes tienen un espectro de emisión de 370-420 nm y las lámparas LED tienen un espectro de emisión de alrededor de 365 nm/395 nm. Ambos espectros de emisión de lámparas pertenecen a la región de longitudes de onda largas y requieren la selección de iniciadores que absorban luz en longitudes de onda más largas. Como la Tabla 1 muestra los picos de absorción de varios fotoiniciadores comunes, si necesita lograr el efecto de iniciación deseado, debe elegir un fotoiniciador con un pico de absorción superior a 365 nm, como TPO, 819, etc. En la prueba real, el efecto de curado de todos los fotoiniciadores TPO y 819 es bueno y el efecto previsto es consistente.
Segundo, selección de fotoiniciadores de curado profundo de sistemas coloreados.
En el sistema coloreado, especialmente en el sistema oscuro, el pigmento mismo absorberá parte de la energía ultravioleta, lo que provocará que la luz ultravioleta no pueda penetrar la película de pintura, la capa profunda del fotoiniciador no pueda absorber suficiente energía para desencadenar la polimerización y, en última instancia, cause un curado profundo deficiente. Cuanto más ligera es la película, menor es la adherencia y más graves son las arrugas de la superficie, lo que afecta las propiedades físicas y químicas de la película de pintura. En el proceso de fotopolimerización, cuanto más larga es la longitud de onda de la luz ultravioleta, más fuerte es su penetración y más fácil es llegar a las capas más profundas de la película, mientras que no es fácil que las ondas cortas lleguen a las capas más profundas de la película. Esto dificulta el inicio de la polimerización o el curado incompleto en las capas más profundas de la película de pintura si no hay un fotoiniciador de onda larga que absorba la energía de las ondas largas. Por lo tanto, en sistemas coloreados, la elección de un fotoiniciador profundo es esencial. Con referencia a la Tabla 1 anterior, se pueden elegir fotoiniciadores de onda larga como TPO/819/651 para que funcionen mejor con fotoiniciadores de onda corta como 184/1173.
Al igual que la pintura de color UV de una sola capa, el sistema negro es propenso a una mala adherencia y al fenómeno de que la pintura se caiga de la rejilla 100. Después de agregar 1,5 % de 819 a la formulación, la adhesión de la película de pintura aumentó significativamente, lo que indica que el 819 desempeña un papel facilitador del curado profundo. Además, en el sistema blanco/negro, el compuesto 907/ITX+184 y el compuesto 369/ITX+184, el efecto es excepcional.
En tercer lugar, , existen requisitos para la selección del fotoiniciador del sistema de fotocurado amarillento.
En el sistema de barniz y blanco, la resistencia al amarilleo es un indicador importante del rendimiento de la película de pintura; además de la selección de una buena resistencia al amarilleo de la resina, el monómero, los fotoiniciadores traen problemas de amarilleamiento a los que también se debe prestar atención. La presencia de un sustituyente en la estructura conjugada del fotoiniciador como N-dimetilamina dará como resultado una mayor tendencia al amarillamiento por irradiación; de manera similar, la presencia de dicho sustituyente en la estructura de la amina activa también conducirá a un mayor amarillamiento.
La Tabla 2 a la izquierda muestra la comparación del índice de amarilleo de varias formulaciones de fotoiniciadores después de la solidificación con propóxido de triacrilato de pentaeritritol como cuerpo principal y sin fotoiniciador como referencia en blanco. Como puede verse en la tabla, 184, 1173, 754, MBF son fotoiniciadores que amarillean menos, para la elección principal de formulaciones de sistemas de barniz y blanco.
Cuarto, el rendimiento de solubilidad en el diluyente activo y el oligómero.
Una buena solubilidad es un requisito previo importante para la selección de fotoiniciadores en la formulación; cuanto mejor sea la compatibilidad, más estable será el sistema de formulación. Como se muestra en la figura de la izquierda, se muestra la solubilidad de algunos fotoiniciadores en disolventes y monómeros comunes.
Quinto, la elección del fotoiniciador UV-LED.
La fuente de luz UV-LED es un equipo de curado de rápido crecimiento en los últimos años, debido a su ahorro de energía y su respeto al medio ambiente, no daña el sustrato, es muy popular, por lo que en el curado UV-LED en la elección de fotoiniciadores también se presta cada vez más atención al uso. Las formulaciones de curado UV-LED en la selección de fotoiniciadores también deben combinarse con los principios mencionados anteriormente, en primer lugar, para seleccionar el pico de absorción y el espectro de emisión de la fuente de luz que coincidan con el fotoiniciador.
Espectro de emisión de la fuente de luz UV-LED entre 360-405nm, en 365nm, 375nm, 385nm, 395nm, 405nm en la intensidad más alta, estos pertenecen a la región de onda larga, se debe dar prioridad al uso de fotoiniciadores de onda larga. Mediante pruebas adicionales, se encontraron varios fotoiniciadores con las tasas de absorción más altas a 365 nm, 385 nm y 395 nm respectivamente. En términos de eficacia, DETX y EMK son fotoiniciadores adecuados para fuentes de luz UV-LED.
UV Fotoiniciador Productos de la misma serie
Cómo los formuladores suelen evaluar este tema del fotoiniciador
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 las discusiones sobre un menor amarilleamiento o reemplazo de TPO son importantes.
- 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 mezclados?
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 resistente 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 dosificación insuficiente.
¡Contáctenos ahora!
Si necesita precio, complete su información de contacto en el formulario a continuación; generalmente nos comunicaremos con usted dentro de las 24 horas. También puede enviarme un correo electrónico info@longchangchemical.com durante el horario laboral (de 8:30 a. m. a 6:00 p. m. UTC+8 de lunes a sábado) o utilizar el chat en vivo del sitio web para obtener una respuesta rápida.
Productos y guias relacionados
- fotoiniciadores UV
- CHLUMINIT® ITX / Fotoiniciador ITX / 2-isopropiltioxantona CAS 5495-84-1
- CHLUMINIT® 1173 / Fotoiniciador 1173 / irgacure 1173 / Omnirad 1173 CAS 7473-98-5
- CHLUMINIT® 184 / Fotoiniciador 184 / irgacure 184 / Omnirad 184 CAS 947-19-3
- CHLUMINIT® 250 / Fotoiniciador 250 / Irgacure 250 / Omnicat 250 CAS 344562-80-7 108-32-7
- CHLUMINIT® 369 / Fotoiniciador 369 / irgacure 369 / Omnirad 369 CAS 119313-12-1