новости компании о Прорыв в УФ-отверждении: как добиться глубокого отверждения и низкого пожелтения с помощью механизмов фотообесцвечивания

В области УФ-отверждения мы часто сталкиваемся с «невозможным треугольником»: глубокое отверждение, высокая плотность цвета (или высокая прозрачность) и низкое пожелтение. Традиционные УФ-составы похожи на студента, который преуспевает в одной области, но испытывает трудности в другой. Стремитесь к глубокому отверждению? В толстых покрытиях или системах с высоким содержанием пигмента (например, диоксид титана и технический углерод) УФ-свет почти полностью поглощается инициатором и пигментами, как только попадает на поверхность, в результате чего получается «сухая поверхность, а не сухая основа». Стремитесь к низкому пожелтению? Многие высокоэффективные инициаторы (особенно аминные синергисты или определенные кетоны) оставляют после реакции хромофорные «остатки», мгновенно превращая изначально кристально чистое покрытие в пожелтевшее и выцветшее. Кажется, нам всегда приходится идти на компромисс в отношении производительности. Только с появлением фотообесцвечивающих инициаторов было предложено блестящее решение этой дилеммы — решение, которое убивает двух зайцев одним выстрелом.

Традиционные фотоинициаторы (ФИ) подобны деревьям в лесу. После поглощения УФ-света (питательных веществ) они распадаются, образуя свободные радикалы (солдат), но их «остатки» (продукты разложения) по-прежнему являются деревьями, даже более плотными, блокирующими последующий свет. Это «эффект внутреннего трения» или «эффект экранирования». Поверхностный ФИ поглощает большое количество световой энергии, вызывая экспоненциальное уменьшение интенсивности УФ-света, препятствуя его проникновению глубоко в покрытие.

В красках частицы пигмента дополнительно рассеивают и поглощают свет, усугубляя ситуацию. Фотообесцвечивающие инициаторы (ФОИ), особенно семейство ацилфосфиноксидов (например, TPO, TPO-L, BAPO и т. д.), имеют совершенно другой механизм. Когда молекула ФОИ поглощает фотоны и распадается, скорость поглощения УФ-излучения образующимися фрагментами свободных радикалов значительно ниже, чем у исходной молекулы ФИ при исходной длине волны возбуждения. Другими словами, во время реакции ФОИ «жертвуют собой», превращаясь из «светового барьера» в «световой канал».

По мере отверждения поверхности ФОИ непрерывно деградирует и обесцвечивается, увеличивая «прозрачность» покрытия для УФ-света. Последующий УФ-свет затем может проникать глубоко, достигая «проникающего» отверждения. Это основная причина, по которой они исключительно хорошо работают в толстопленочных и цветных системах окраски.

Пожелтение покрытий в основном связано с нежелательным поглощением продуктов разложения инициатора в области видимого света (особенно в сине-фиолетовой области), что приводит к появлению комплементарного цвета — желтого. Преимущество фотообесцвечивающих инициаторов заключается в том, что продукты их разложения не только демонстрируют пониженное поглощение в УФ-области, но и чрезвычайно низкое поглощение в области видимого света.

Они являются «чистыми» инициаторами. Возьмем классический TPO (2,4,6-триметилбензоил-дифенилфосфиноксид) в качестве примера; его фрагменты разложения сами по себе являются низкохромофорными, практически не образуя цвета. Это делает их идеальными для производства высокопрозрачных лаков, белых покрытий и светлоокрашенных чернил. Поэтому фотообесцвечивание достигает двух целей одновременно: для обесцвечивания УФ-светом: оно открывает физические пути, обеспечивая глубокое отверждение; для обесцвечивания видимым светом: оно устраняет остатки хромофоров, решая проблему пожелтения.