作為主要吸光物質,光引發劑是光聚合體系中的關鍵組份。光引發劑吸收峰與紫外LED光源主要發射譜帶交疊的越多,對光引發劑有效輻射的強化程度就越高。
光引發劑介紹
光引發劑(Photoinitiator)又稱光敏劑或光固化劑,是一類能在紫外光區(250-420nm)或可見光區(400-800nm)吸收一定波長的能量,產生自由基、陽離子等,從而引發單體聚合交聯固化的化合物。光引發劑主要應用于輻射固化產業中的光固化(UV 固化)技術,對UV體系具體固化速率會產生較大影響,在光固化體系中占有重要地位。光引發劑按其吸收光能后產生的活性中間體主要分為兩類,其中自由基型光引發劑應用范圍最廣。 按吸收輻射類型,又可分為紫外光引發劑和可見光引發劑。
光引發劑作用
在整個光聚合體系中,光引發劑所占比重雖少,卻是不可缺失的重要組份,它的吸收波長、摩爾消光系數以及光反應活性對光引發性能影響明顯。此外,光引發劑對體系的固化速度,黃變傾向和成本影響較大。光引發劑分子在吸收光能后,主要在激發三線態通過相關化學作用產生活性種,引發體系聚合,從而形成交聯網絡結構。
光引發劑與紫外LED匹配情況
光引發劑吸收峰與光源主要發射譜帶交疊的越多,對光引發劑有效輻射的強化程度就越高,提高油墨固化速率的效果就越好。UV-LED波峰狹窄、輻射能量集中在狹窄的紫外光譜段,因此UV固化也只能集中在紫外光譜中的一個狹窄范圍。目前UV-LED固化光源的波長主要包括365nm、375nm、385nm、395nm和405nm,每種波長光源的發射譜帶寬度大約為10nm,而目前市場上大多數的光引發劑在300-370nm有較強的吸收,在大于370nm的范圍內吸光性能較差,這就導致了UV-LED固化體系中光源的發射光譜與傳統光引發劑的吸光光譜不匹配的問題,最終會影響光引發劑的引發效率。
此外,由于UVLED燈功率小尤其是短波UV-LED,輸出光強弱,發光效率低,降低了光引發劑對其敏感度,影響光引發劑發光化學反應的量子效率。
光引發劑主要企業
目前在國際市場,光引發劑企業基本形成了以巴斯夫、意大利 Lamberti、 IGMResins 等大型跨國企業為主的壟斷局面, 隨著 Lamberti 被 IGM Resins 兼并,壟斷趨勢日益增強。
國內企業市場集中度顯著提升。一些規模小,技術和設備落后,產品檔次低的中小企業會逐漸被淘汰,而部分生產規模大、技術水平高,產品質量好的企業有望加快新產品新技術的研發和品牌培育的步伐。我國主要的生產光引發劑的公司有久日新材、揚帆新材、強力新材、北京英力(被IGM收購)、長沙新宇高科等。據統計2011 年前五大光引發劑供應商占據了市場 77%的份額。