一、术语和定义

 

光引发剂 (photoinitiator)，按GB/T 41764-2022《辐射固化涂料中光引发剂含量的测定 气相色谱-质谱联用法》中3.1的描述为：一种能吸收辐射能，经激发发生化学变化，产生具有引发聚合能力的活性中间体（自由基或阳离子）的物质。

 

二、相关标准

 

GB/T 41764-2022《辐射固化涂料中光引发剂含量的测定 气相色谱-质谱联用法》

 

HG/T 5778-2020《化妆品包装材料用紫外光（UV）固化涂料》

 

SN/T 4317-2015《出口食品中7种光引发剂迁移量的检测方法 液相色谱-质谱/质谱法》

 

三、光引发剂的机理及分类

 

紫外光光引发剂又称光敏剂或光固化剂，其分子在紫外光区（250~400 nm）或可见光区（400~800 nm）有一定吸光能力，在直接或间接吸收光能后，引发剂分子从基态跃迁到激发单线态，经系间窜跃至激发三线态。在激发单线态或三线态经历单分子或双分子化学作用后，产生能够引发单体聚合的活性碎片（自由基、阳离子、阴离子等），从而引发单体聚合交联固化。

光引发剂种类繁多。按照引发机理的不同，光引发剂主要可以分为阳离子光引发剂和自由基型光引发剂，其中自由基型光引发剂应用范围最广，又分为裂解型和夺氢型。按照吸收辐射类型分类，光引发剂又可以分为紫外光引发剂和可见光引发剂。

 

四、几种主流的光引发剂及其应用领域

 

目前行业内主流的光引发剂品种为907、TPO、184、1173、DETX、ITX、369等。907与ITX或DETX光引发剂配合使用于有色体系中，主要应用领域为家居装饰等；1173与TPO等搭配有较好的固化效果，主要应用领域为家具木器清漆、地板涂料、家居装饰、塑料制品等；184可以与TPO等低黄变的光引发剂应用于白色体系，主要应用领域为：家具木器清漆、地板涂料、3C电子涂料、汽车内饰、家居装饰、塑料制品等。

1. 184

184简称HCPK，易溶于有机溶剂和单体，具有很高的光引发活性、优良的热稳定性及不产生黄变性，是国内最常用的光引发剂之一。

 

最大吸收波长为333 nm，主要用于引发丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯等体系的快速固化，参考用量2%~4%，固化时间分别为190 s和140 s。

 

别名：1-羟基-环己基-苯基甲酮

 

英文名称：1-Hydroxycyclohexyl phenyl ketone

 

CAS号：947-19-3

 

外观：白色或类白色结晶

 

透光率：425nm≥98.0%，500nm≥99.0% (1g/10mL 甲苯)

 

吸收峰：246nm，280nm，333nm (甲醇溶液中)

 

溶解性：20℃ (g/100g溶液)

 

2. 1173

1173简称HMPP，是目前应用最为成功的一类光引发剂，也是国内用之最为广泛的无黄变光引发剂之一，最大吸收波长331 nm。

 

易与树脂混溶，引发效率高，热稳定性好，无黄变现象，储存稳定。

 

别名：2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮

 

CAS号：7473-98-5

 

外观：无色至浅黄色液体

 

吸收峰：245nm，280nm，331nm (甲醇溶液中)

 

溶解性：在大部分普通的有机溶剂和丙烯酸酯单体中溶解度大于50g/100g，几乎不溶于水。

 

3. 907

907是一类较新的高活性光引发剂，具有很高的光引发剂效率，吸收波长330~385 nm。经常与硫杂蒽酮光引发剂配合使用，增强吸光能力。用于引发丙烯酸酯和甲基丙烯酸甲酯等体系的快速固化，参考用量2%~6%。

 

907能在油墨固化过程中，吸收紫外光辐射能而形成自由基或阳离子，引发单体和低聚物发生聚合、交联和接枝反应，在很短的时间里使油墨固化成三维网状结构的高分子聚合物。

 

 

别名：2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮

 

CAS号：71868-10-5

 

外观：白色结晶粉末

 

透光率：425nm≥90.0%，500nm≥95.0% (1g/10mL 甲苯)

 

吸收峰：230nm，304nm (甲醇溶液中)

 

溶解性：20℃ (g/100g溶液)

 

 

 

4. TPO

TPO是一种高效的自由基型、在长波长范围内都有吸收的高效光引发剂。由于具有很宽的吸收范围，其有效吸收峰值为350~400 nm，一直吸收至420 nm左右。它的吸收峰较常规引发剂偏长，经光照后可生成苯甲酰和磷酰基两个自由基，都能引发聚合，因此光固化速度快。它还具有光漂白作用，适合于厚膜深层固化和涂层不变黄的特性，具有低挥发，适用于水基。

别名：2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦

 

CAS号：75980-60-8

 

外观：淡黄色晶体或粉末

 

吸收峰：295nm，368nm，380nm，393nm (甲醇溶液中)

 

溶解性：20℃ (g/100g溶液)

 

光引发剂	主要功能特点	主要应用领域
907	白色固体粉末，在活性稀释剂中溶解性好，具有很高的光引发活性，与ITX或者DETX搭配在有色油墨体系中非常高效。	在实际使用过程中可以与ITX或DETX光引发剂配合使用用于有色体系中，主要应用领域为：PCB油墨、胶黏剂、印刷油墨、家居装饰等。
TPO	黄色固体粉末，在稀释剂中溶解性好，光引发剂效率高，耐黄变，侧重于厚涂层固化，有光漂白效果，热稳定性好，储存稳定性好。	适合于厚涂层的固化、白色配方固化和UVLED。主要应用领域为：家具木器清漆、PCB油墨、电子产品涂层、胶黏剂、印刷油墨、汽车内饰、光纤、家居装饰、纸上光油等。
184	白色固体，与活性稀释剂相容性好，光引发效率高，耐黄变，侧重于表面固化。	可以与TPO等低黄变的光引发剂应用于白色体系，主要应用领域为：家具木器清漆、地板涂料、电子产品涂层，胶黏剂、汽车内饰、家居装饰、纸上光油、塑料制品等。
1173	无色或浅黄色液体，便于使用，与低聚物和活性稀释剂相容性好，引发效率高并具有良好的耐黄变性能；合成工艺较简单，成本相对较低。	与TPO等搭配有较好的固化效果，主要应用领域为：家具木器清漆、地板涂料、电子产品涂层、家居装饰、纸上光油、塑料制品等。
DETX	黄色粉末，是高效的夺氢型光引发剂，固化后黄变较重，常用于有色配方体系。	主要应用领域为：PCB油墨、电子产品涂层和制造、胶黏剂、印刷油墨、家居装饰等，适用于UVLED应用。
ITX	黄色固体粉末，是高效的夺气型光引发剂，黄变较重，气味相对较小，适用于有色配方体系。	由于曝光后黄变现象比较严重，不适合于浅色体系，适合于有色光固化体系，主要应用领域为：PCB油墨、电子产品涂层、胶黏剂、印刷油墨、家居装饰、化妆品包装等。
369	属于α-氨基酮类光引发剂，属于裂解型光引发剂，外观为黄色固体粉末，具有很高的光引发活性，曝光后气味较小，吸收波长较长，适用于UVLED油墨	与ITX和DETX等搭配，适合于光固化色漆和油墨中，尤其是黑色涂料和油墨，其应用领域非常广泛：PCB油墨、电子产品涂层、胶黏剂、印刷油墨、汽车内饰、家居装饰等。

 

五、光引发剂的发展趋势

 

光引发剂除了需满足环保要求如部分标准（如食品级涂料）对光引发剂的残留量有严格限制外，在性能方面需具备高摩尔消光系数、低毒性、良好溶解性等特性，且与光源光谱匹配。

 

随着大众安全意识的提高，对食品药品等包装的安全性越来越重视，如欧洲对食品药品包装油墨制订了严格的标准，禁止使用迁移性大的材料，已主要采用低迁移性的大分子光引发剂。在全球范围内，大分子光引发剂由于其低毒性和低迁移性的优点，会被越来越多应用到包装油墨中，因此开发更多类型的大分子光引发剂是行业产品的发展趋势。

 

由阳离子光引发剂和配套树脂、单体构成的配方产品，具有抗氧阻聚、体系收缩低的优点，可与自由基固化体系互补。未来阳离子固化产品应用或与自由基固化产品混合使用具备发展前景，因此阳离子光引发剂也是产品和技术的发展方向之一。

 

 

来源：涂料工业

关键词： 光引发剂 涂料