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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2025-04-02 09:22
一、術(shù)語(yǔ)和定義
光引發(fā)劑 (photoinitiator)，按GB/T 41764-2022《輻射固化涂料中光引發(fā)劑含量的測(cè)定 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》中3.1的描述為：一種能吸收輻射能，經(jīng)激發(fā)發(fā)生化學(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(yáng)離子）的物質(zhì)。
二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 41764-2022《輻射固化涂料中光引發(fā)劑含量的測(cè)定 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》
HG/T 5778-2020《化妝品包裝材料用紫外光（UV）固化涂料》
SN/T 4317-2015《出口食品中7種光引發(fā)劑遷移量的檢測(cè)方法 液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法》
三、光引發(fā)劑的機(jī)理及分類
紫外光光引發(fā)劑又稱光敏劑或光固化劑，其分子在紫外光區(qū)（250~400 nm）或可見(jiàn)光區(qū)（400~800 nm）有一定吸光能力，在直接或間接吸收光能后，引發(fā)劑分子從基態(tài)躍遷到激發(fā)單線態(tài)，經(jīng)系間竄躍至激發(fā)三線態(tài)。在激發(fā)單線態(tài)或三線態(tài)經(jīng)歷單分子或雙分子化學(xué)作用后，產(chǎn)生能夠引發(fā)單體聚合的活性碎片（自由基、陽(yáng)離子、陰離子等），從而引發(fā)單體聚合交聯(lián)固化。
光引發(fā)劑種類繁多。按照引發(fā)機(jī)理的不同，光引發(fā)劑主要可以分為陽(yáng)離子光引發(fā)劑和自由基型光引發(fā)劑，其中自由基型光引發(fā)劑應(yīng)用范圍最廣，又分為裂解型和奪氫型。按照吸收輻射類型分類，光引發(fā)劑又可以分為紫外光引發(fā)劑和可見(jiàn)光引發(fā)劑。
四、幾種主流的光引發(fā)劑及其應(yīng)用領(lǐng)域
目前行業(yè)內(nèi)主流的光引發(fā)劑品種為907、TPO、184、1173、DETX、ITX、369等。907與ITX或DETX光引發(fā)劑配合使用于有色體系中，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榧揖友b飾等；1173與TPO等搭配有較好的固化效果，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榧揖吣酒髑迤帷⒌匕逋苛稀⒓揖友b飾、塑料制品等；184可以與TPO等低黃變的光引發(fā)劑應(yīng)用于白色體系，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋杭揖吣酒髑迤帷⒌匕逋苛稀?C電子涂料、汽車(chē)內(nèi)飾、家居裝飾、塑料制品等。
1. 184
184簡(jiǎn)稱HCPK，易溶于有機(jī)溶劑和單體，具有很高的光引發(fā)活性、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性及不產(chǎn)生黃變性，是國(guó)內(nèi)最常用的光引發(fā)劑之一。
最大吸收波長(zhǎng)為333 nm，主要用于引發(fā)丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯等體系的快速固化，參考用量2%~4%，固化時(shí)間分別為190 s和140 s。
別名：1-羥基-環(huán)己基-苯基甲酮
英文名稱：1-Hydroxycyclohexyl phenyl ketone
CAS號(hào)：947-19-3
外觀：白色或類白色結(jié)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簡(jiǎn)稱HMPP，是目前應(yīng)用最為成功的一類光引發(fā)劑，也是國(guó)內(nèi)用之最為廣泛的無(wú)黃變光引發(fā)劑之一，最大吸收波長(zhǎng)331 nm。
易與樹(shù)脂混溶，引發(fā)效率高，熱穩(wěn)定性好，無(wú)黃變現(xiàn)象，儲(chǔ)存穩(wěn)定。
別名：2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮
CAS號(hào)：7473-98-5
外觀：無(wú)色至淺黃色液體
吸收峰：245nm，280nm，331nm (甲醇溶液中)
溶解性：在大部分普通的有機(jī)溶劑和丙烯酸酯單體中溶解度大于50g/100g，幾乎不溶于水。
3. 907
907是一類較新的高活性光引發(fā)劑，具有很高的光引發(fā)劑效率，吸收波長(zhǎng)330~385 nm。經(jīng)常與硫雜蒽酮光引發(fā)劑配合使用，增強(qiáng)吸光能力。用于引發(fā)丙烯酸酯和甲基丙烯酸甲酯等體系的快速固化，參考用量2%~6%。
907能在油墨固化過(guò)程中，吸收紫外光輻射能而形成自由基或陽(yáng)離子，引發(fā)單體和低聚物發(fā)生聚合、交聯(lián)和接枝反應(yīng)，在很短的時(shí)間里使油墨固化成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子聚合物。
別名：2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮
CAS號(hào)：71868-10-5
外觀：白色結(jié)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是一種高效的自由基型、在長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍內(nèi)都有吸收的高效光引發(fā)劑。由于具有很寬的吸收范圍，其有效吸收峰值為350~400 nm，一直吸收至420 nm左右。它的吸收峰較常規(guī)引發(fā)劑偏長(zhǎng)，經(jīng)光照后可生成苯甲酰和磷酰基兩個(gè)自由基，都能引發(fā)聚合，因此光固化速度快。它還具有光漂白作用，適合于厚膜深層固化和涂層不變黃的特性，具有低揮發(fā)，適用于水基。
別名：2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦
CAS號(hào)：75980-60-8
外觀：淡黃色晶體或粉末
吸收峰：295nm，368nm，380nm，393nm (甲醇溶液中)
溶解性：20℃ (g/100g溶液)
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光引發(fā)劑 |
主要功能特點(diǎn) |
主要應(yīng)用領(lǐng)域 |
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907 |
白色固體粉末，在活性稀釋劑中溶解性好，具有很高的光引發(fā)活性，與ITX或者DETX搭配在有色油墨體系中非常高效。 |
在實(shí)際使用過(guò)程中可以與ITX或DETX光引發(fā)劑配合使用用于有色體系中，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋篜CB油墨、膠黏劑、印刷油墨、家居裝飾等。 |
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TPO |
黃色固體粉末，在稀釋劑中溶解性好，光引發(fā)劑效率高，耐黃變，側(cè)重于厚涂層固化，有光漂白效果，熱穩(wěn)定性好，儲(chǔ)存穩(wěn)定性好。 |
適合于厚涂層的固化、白色配方固化和UVLED。主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋杭揖吣酒髑迤帷CB油墨、電子產(chǎn)品涂層、膠黏劑、印刷油墨、汽車(chē)內(nèi)飾、光纖、家居裝飾、紙上光油等。 |
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184 |
白色固體，與活性稀釋劑相容性好，光引發(fā)效率高，耐黃變，側(cè)重于表面固化。 |
可以與TPO等低黃變的光引發(fā)劑應(yīng)用于白色體系，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋杭揖吣酒髑迤帷⒌匕逋苛稀㈦娮赢a(chǎn)品涂層，膠黏劑、汽車(chē)內(nèi)飾、家居裝飾、紙上光油、塑料制品等。 |
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1173 |
無(wú)色或淺黃色液體，便于使用，與低聚物和活性稀釋劑相容性好，引發(fā)效率高并具有良好的耐黃變性能；合成工藝較簡(jiǎn)單，成本相對(duì)較低。 |
與TPO等搭配有較好的固化效果，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋杭揖吣酒髑迤帷⒌匕逋苛稀㈦娮赢a(chǎn)品涂層、家居裝飾、紙上光油、塑料制品等。 |
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DETX |
黃色粉末，是高效的奪氫型光引發(fā)劑，固化后黃變較重，常用于有色配方體系。 |
主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋篜CB油墨、電子產(chǎn)品涂層和制造、膠黏劑、印刷油墨、家居裝飾等，適用于UVLED應(yīng)用。 |
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ITX |
黃色固體粉末，是高效的奪氣型光引發(fā)劑，黃變較重，氣味相對(duì)較小，適用于有色配方體系。 |
由于曝光后黃變現(xiàn)象比較嚴(yán)重，不適合于淺色體系，適合于有色光固化體系，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋篜CB油墨、電子產(chǎn)品涂層、膠黏劑、印刷油墨、家居裝飾、化妝品包裝等。 |
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369 |
屬于α-氨基酮類光引發(fā)劑，屬于裂解型光引發(fā)劑，外觀為黃色固體粉末，具有很高的光引發(fā)活性，曝光后氣味較小，吸收波長(zhǎng)較長(zhǎng)，適用于UVLED油墨 |
與ITX和DETX等搭配，適合于光固化色漆和油墨中，尤其是黑色涂料和油墨，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛：PCB油墨、電子產(chǎn)品涂層、膠黏劑、印刷油墨、汽車(chē)內(nèi)飾、家居裝飾等。 |
五、光引發(fā)劑的發(fā)展趨勢(shì)
光引發(fā)劑除了需滿足環(huán)保要求如部分標(biāo)準(zhǔn)（如食品級(jí)涂料）對(duì)光引發(fā)劑的殘留量有嚴(yán)格限制外，在性能方面需具備高摩爾消光系數(shù)、低毒性、良好溶解性等特性，且與光源光譜匹配。
隨著大眾安全意識(shí)的提高，對(duì)食品藥品等包裝的安全性越來(lái)越重視，如歐洲對(duì)食品藥品包裝油墨制訂了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，禁止使用遷移性大的材料，已主要采用低遷移性的大分子光引發(fā)劑。在全球范圍內(nèi)，大分子光引發(fā)劑由于其低毒性和低遷移性的優(yōu)點(diǎn)，會(huì)被越來(lái)越多應(yīng)用到包裝油墨中，因此開(kāi)發(fā)更多類型的大分子光引發(fā)劑是行業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。
由陽(yáng)離子光引發(fā)劑和配套樹(shù)脂、單體構(gòu)成的配方產(chǎn)品，具有抗氧阻聚、體系收縮低的優(yōu)點(diǎn)，可與自由基固化體系互補(bǔ)。未來(lái)陽(yáng)離子固化產(chǎn)品應(yīng)用或與自由基固化產(chǎn)品混合使用具備發(fā)展前景，因此陽(yáng)離子光引發(fā)劑也是產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展方向之一。
來(lái)源：涂料工業(yè)
