二苯甲酮系列光引发剂性能评价.doc

NP 10 二苯甲酮系列光引发剂性能评价 赵文超，王永林，姚丽秀 北京英力科技发展有限公司，北京100)84 摘要辐射固化在过去的20年中已经成为一项增长最为迅速的技术。二苯甲酮系列光引发剂是辐射固化产品 配方中最常用的一类引发剂，其品种繁多，用途广泛，主要用于紫外光固化的清漆和油墨中。其中有 一部分也可用于食品包装中。现在有越来越多的二苯甲酮系列引发剂问世，本文通过比较现在市场上 常用的一些二苯甲酮光引发剂的性能来说明在该系列中各个引发剂的特点。 1，前言 二苯甲酮系列光引发剂以其价格低廉，引发性能优良而著称。近年来随着辐射固化技术的不断进步，对 引发剂性能提出了一些新的要求，促使人们开发了一系列结构修饰的二苯甲酮引发剂。其中有的侧重固化速 度．有的侧重降低气味。Allen等对以BMS为母体的系列引发剂的研究【5】中认为：侧链为吸电子取代基(氯 或硝基)时降低引发活性；烷基、烷氧基、苯基、苯氧基提高引发活性。本文中以二苯甲酮(BP)、甲基二 苯甲酮(MBP)、4-苯基二苯甲酮(PBZ)、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯(OMBB)、4．(4．甲苯巯基苯基)苯基 甲酮(BMS)、4氯二苯甲酮(CBP)、【4_4(4一苯甲酰基苄氧基甲基)苯基1苯基甲酮(BMBP)、4．氯甲基 二苯甲酮(CMBP)、4-羟甲基二苯甲酮(HMBP)为被评价对象，分别进行基本物性、固化行为、气味和固 化后膜的黄变情况的比较，以期得出引发剂侧链结构对性能的影响规律。 G岣C崎吼e崦吼cl 嘶3。：：：：吣cI。：：：炮cH。。HM鲫 CM旧P @』∞Q埯s≯吼OM嘬B CBP BMs @埯毗洲。浅 BMBP 2．实验部分 ●基本物性的测量 所选九种化合物的熔点、沸点、密度文献值出自((TheDictionaryOfOrganicCompounds》5thEdition．二 苯甲酮的溶解度数据由MAYZO公司提供，其余引发剂的溶解度数据由我公司测定。 ●固化效率评价 设计一个光固化配方，以BP为基准，添加相同摩尔量引发剂，进行固化转化率的实验，具体配方见Table 1。凝胶转化率的测定方法是：将光固化配方均匀涂于玻璃片表面，面积16cm2，厚度45斗m，在一只500W 的Hg灯下按指定的时间固化，然后用一片120目金属丝网包严后置于脂肪抽提器中，以丁酮为抽提溶剂回 流8小时，测定凝胶含量数据(2)。 裹1 ＼号组趴 1 2 3 4 5 6 8 9 BP MBP PBZ OMBB BMS CBP BMBP CMBP HMBP EB945 6．0+ 6．0 6．0 6．0 6’o 6．O 6-o 6．O 6．o EB810 3．0 3．0 3．0 3．O 3．0 3．0 3．O 3．0 3．0 HDDA 2．0 2．O 2．0 2．O 2．0 2．0 2．0 2．O 2．0 P115 2．0 2．0 2．0 2．0 2．0 2．O 2．0 2．0 2．0 引发剂 0．265 0．28 0．38 0．35 0．44 o|315 0．3++ 0．335 0．3l ·数量以克为单位，¨BMBP含有两个二苯甲酮单元。 ●气味 用以上配方在500W灯下固化至指干，以人的嗅觉来评价。 ●膜的硬度 因为不同引发剂的引发效率不同，最终会影响到膜的物理性能，测量膜的硬度就是最直接简便的性能表 达指标之一。膜的硬度也是配方应用实践中比较受关注的～项指标。使用Table l的配方不变，线棒涂布器将 配方混合物涂布在规格～致的玻璃板上，分别以2M／rain、4 M／rain、8 M／rain不同速度使漆膜固化，两只高 压汞灯(每只80W／cm)，灯距13cm，实测膜厚度15斗m。QYB摆式硬度计，摆幅5，以玻璃板计数为基准， 计算相对硬度值=膜计数，玻璃板计数。 ●膜的黄变评价 Yi值一般由color meter(1)，(4)测定。采用美国材料试验学会标准ASTM D1925中规定的公式 Yid=(130 1IX一114．94Z)／Y 试验仪器：SC一80C全自动色差仪(北京康光仪器有限公司)，直接输出Yid值。 试验条件：以100pan线棒涂布器涂布在PET透明片材上，光源参数：两只高压汞灯(每只80W／era)， 灯距13cm，带速4 M／min，固化后膜厚度50pan。 配方样作透射试验时用无水乙醇稀释至200倍(为了保证样品池中样品浓度-qN化后膜中样品浓度相同， 则样品稀释倍数=投射样品池厚度，固化膜厚度=1 X10—2，50x10—6=200)。 91  3，结果与讨论 ●基本物性的比较 化合物的CA索引号、熔点、沸点、密度和溶解度数据见Table 2，有些数据是被本文首次报道。可以 观察到二苯甲酮系列光引发剂的熔点越低，则在相应的单体中的溶解度越高