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光引发剂TPO的特性及应用? 1

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光敏树脂3D打印领域常使用TPO作为光引发剂。然而,对于TPO的了解似乎还不够全面。为了方便以后的使用,我们将常见的资料进行了搜集和整理。

一、概述

TPO是一种高效的裂解型自由基光引发剂,能够吸收宽波长范围的光线,实现表干和深层固化,适用于紫外线聚合反应。TPO具有快速固化、耐黄变和低气味等特点。

二、理化性质

裂解型自由基光引发剂的工作原理是,光引发剂分子吸收光能后,跃迁至激发单线态,然后经过系间蹿跃到激发三线态。在激发单线态或激发三线态时,分子结构变得不稳定,其中的弱键会发生均裂,产生初级活性自由基,从而引发低聚物和活性稀释剂的聚合交联反应。

 图3 光引发剂TPO吸收光谱

表2 光引发剂TPO溶解性

三、特性

TPO属于酰基膦氧化物类裂解型自由基光引发剂,其光解产物包括三甲基苯甲酰基自由基和二苯基膦酰自由基,都是高活性的自由基。

TPO在380nm处有吸收峰,同时还能吸收可见光区的430nm波长。因此,TPO特别适合于有色体系的光固化。其光解产物的吸收波长可以向短波移动,具有光漂白效果,有利于紫外光的透过,适用于厚涂层的固化。

TPO具有优良的热稳定性,在加热至180℃时不会发生化学反应,贮存稳定性也很好。虽然TPO本身呈浅黄色,但光解后变为无色,不会发生黄变。TPO广泛应用于有色涂层、厚涂层和透光性较差的涂层的光固化过程中。在生产制造和贮存运输时需要注意避光。

四、用途

TPO可用于UV固化涂料和基于丙烯酸酯的油墨配方,适用于纸张、木材、金属、塑料和玻璃等基材。

TPO是一种高效的自由基型光引发剂,在长波长范围内都有吸收能力。由于其吸收范围广,有效吸收峰值为350-400nm,一直吸收至约420nm左右。TPO的吸收峰较常规引发剂偏长。经过光照后,TPO能产生苯甲酰和磷酰基两种自由基,都能引发聚合反应,因此光固化速度快。TPO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。此外,TPO具有低挥发性,适用于水基体系。

光引发剂TPO广泛应用于紫外固化涂料、印刷油墨、紫外固化粘合剂、光导纤维涂料、抗光蚀剂、光聚合印版、立体平版树脂、复合材料、牙齿填充料等领域。根据实际实验结果,建议添加量为0.5-4.0%w/w。TPO能够完全固化白色或高钛白粉颜料化表面的涂层,不会发生黄变,具有低后聚合效应,无残留。此外,TPO也适用于透明涂层,特别适合对低气味要求较高的产品。

在含苯乙烯体系的不饱和聚酯中,TPO的单独使用具有很高的引发效能。对于丙烯酸酯体系,尤其是有色体系,通常需要与胺或丙烯酰胺配合使用,并与其他光引发剂复配,以实现体系的完全固化。

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