光引发剂的性能与应用

分类 ：
UV光引发剂
光引发剂按其引发机理可分为两类： Ø 自由基型光聚合引发剂
Ø -裂解型自由基光引发剂（Type I） Ø 氢消除型自由基引发剂（Type II）
Ø 阳离子聚合光引发剂
自由基I型光引发剂
自由基型光聚合引发剂
—— -裂解型自由基光引发剂(Type I)
反应机理 光引发剂分子在UV作用下吸收光能后，由基态变成激
vi. 酰基氧化膦类
H3C
CH3 OO
CP R
CH3
hv H3C
CH3 O C+
CH3
O
P R
引 发 基
引 发 基
Ø 在DEAP的结构基础上设计开发出来； Ø 分解速度快，自由基量子效率高，光固化速度快； Ø 几乎无迁移，无引发剂剩余，有利于防止涂层在老化过程中发生降解；
Ø 对光产生漂白，可深层固化和彻底固化。
➢ 由于联苯酰缩酮类产生的苯甲酰自由基自身的二聚化或与苄基自由基结 合生成醌类结构，使固化涂膜泛黄。
自由基I型光引发剂
ii. 主要产品
CH3 OO CC
O CH3
BDK
OO CO
➢ 在UV固化体系中应用非常广泛。 ➢ 适用于色漆或油墨中，而不适合清漆和浅色漆中。
自由基I型光引发剂
iii. ,-二烷氧基苯乙酮类
i 主要产品
自由基I型光引发剂
OO CC
偶 苯 酰
OO H CC
H 二 苯 乙 酮 醇 苯偶姻(安息香）
自由基I型光引发剂
ii. 联苯酰缩酮类
R OO CC
O R
R
O
O
hv
C +C
引发基
O R
hv or
O
R +ROC
引发基
➢ 联苯酰缩酮类分子中用OR取代了活泼H，克服了安息香衍生物引发剂储 存稳定性差的缺点。
Ø 光引发剂的应用范围
齐聚物 单体
光引发剂 助剂
辐射固化产Fra Baidu bibliotek结构
塑料
木材
油墨、涂料、黏合剂 （化学配方）
表面涂饰
纸张
设备制造
紫外（UV） 光源
电子束（EB） 加速器
金属
其他 光电子产品
UV固化技术中的化学体系
Ø 齐聚物（Oligomers） Ø 单体（Monomers） Ø 光引发剂（Photoinitiators） Ø 助剂（Additives）
自由基I型光引发剂
i. 安息香衍生物
O OR1 C R2
hv
O C+
OR1 R2
引发基
R1=H，烷基，取代烷基 R2＝H，烷基
引发基
Ø 通过Norrish I 裂解产生一个苯甲酰自由基和一个取代苄基自由基， 均能引发光聚合，但主要是苯甲酰自由基引发反应。
Ø 分子中活泼H容易失去，而生成苄基醚活性自由基，因此，在不饱 和聚酯体系和丙烯酸体系中的储存稳定性变差，需加入稳定剂。
vi. 主要产品
OO PC
TPO
自由基I型光引发剂
OO PC OEt TPO-L
OO PC CO
819
➢ 涂膜的固化过程中不会被其中所含的氧所阻聚；
➢ 在紫外区和可见光区有更大的吸收，对于有色体系，与前几种引发剂相比，更能 有效的固化；
➢ 在固化后和长期光辐射下，几乎不发生黄变。
自由基II型光引发剂
O OR
C CH
hv
OR
Norrish I
O
OR
C +C
OR
引发基
分解
O
H COR+ R
引发基
HR
T
OO
C CH
OR
Norrish II
HR OO C CH
OR
环化
消去
OH O R RO
O
C
+ OR
OR
➢ ,-二烷氧基苯乙酮类与大多数苯乙酮的衍生物不同，在UV光照下，它既能发生Norrish I型裂解， 生成苯基自由基和缩酮自由基；又可进行Norrish II型裂解，生成烷基醚、甲酸和烷基自由基。
v. -氨基烷基苯酮类
R 1
OR 2 R 3 h v CCN
R 3 R 4
R 1
O
R 2 R 3
C + CN
R 3 R 4
引 发 基
引 发 基
Ø 在苯乙酮的苯环上引入了给电子基团，其吸收光谱延伸到了近紫 外区和可见光区；
Ø 对320nm左右的光有非常高的消光系数，有利于较厚涂膜的深层 固化，和完全固化。
Ø 可用于清漆、白色漆和浅色漆中；
Ø 2959因其具有一定的水溶性，也用于水型UV固化体系中，并且具 有低迁移性，气味较低。
iv. 主要产品
自由基I型光引发剂
OC H 3 C O H
C H 3
1 1 7 3
O O H C
1 8 4
H O O
OC H 3 C O H
C H 3 2 9 5 9
自由基I型光引发剂
定义：
UV光引发剂
Ø 在UV的作用下产生自由基和阳离子——化学体系中的 高能活性基团。
Ø 引发单体、齐聚物和聚合物的不饱和双健的交联固化。
性质：
UV光引发剂
Ø 在紫外区、近紫外区（200-400nm）具有较高的消光 系数，高的自由基/离子产率；
Ø 无毒、无味、不易挥发；
Ø 与树脂的混溶性好、迁移性低、储存稳定性好。
发态，激发态分子发生Norrish I反应，使羰基相邻C原子 间的共价键拉长、断裂，产生初级活性自由基，从而引发 聚合反应。
O
O
R
h v
R '
R *
R '*
O R +R '
自由基I型光引发剂
主要光引发剂品种
i. 安息香衍生物 ii. 联苯酰缩酮类 iii. ,-二烷氧基苯乙酮类 iv. -羟基烷基苯酮类 v. -氨基烷基苯酮类 vi. 酰基氧化膦类
光引发剂的性能与应用
阎 庆 金 博士
北京英力科技发展有限公司
主要内容
Ø 辐射固化产业结构 Ø 光引发剂性质 Ø 光引发剂分类
Ø 自由基型光聚合引发剂
1) -裂解型自由基光引发剂（Type I） 2) 氢消除型自由基引发剂（Type II）
Ø 阳离子聚合光引发剂
Ø 光引发剂发展趋势
Ø 大分子光引发剂 Ø 自由基-阳离子混合光引发剂
iii. 主要产品
自由基I型光引发剂
OO C CH
O DEAP
Ø DEAP具有较高的光分解引发效率，不黄变，且为液体，可广泛用 于无色或浅色UV固化体系中。
自由基I型光引发剂
iv. -羟基烷基苯酮类
R 1
O R 2 hv C O H
R 1
O
R 2
C + CO H
R 2
R 2
引 发 基
引 发 基
Ø 具有相当高的裂解、引发效率； Ø 克服了上述两类产品中的储存不稳定性和使固化涂膜泛黄的缺点；
v. 主要产品
自由基I型光引发剂
H3CS
OCH3 CCN O O N
CH3
907
O C C NCH3
CH3 369
➢ 对有色体系的深层固化和完全固化同样有效；
➢ 369的最大吸收波长在323nm，比907吸收波长（305nm）要长， 并且其气味小，因此，更适合于在色漆和油墨中使用。
自由基I型光引发剂