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UV油墨黃變現(xiàn)象及原因分析  

2007/8/10 15:04:24 人評論

     UV固化油墨在固化前如果顯黃色,一般是由配方中的光敏組分、助引發(fā)劑及雜質(zhì)引起的,固化成膜后如果黃度逐漸加深,可能的原因很多,一方面可能由于聚合物本身發(fā)生了光降解,使黃變加深,另一方面,也可能是未固化膜內(nèi)殘余的光引發(fā)劑及活性胺等物質(zhì)繼續(xù)發(fā)生光反應(yīng),生成有色產(chǎn)物。因此涉及到UV固化油墨黃變問題時(shí),不得不首先討論光引發(fā)劑和活性胺的影響。    UV固化油墨配方中吸光性和光反應(yīng)活潑程度最高的當(dāng)數(shù)光引發(fā)劑,由于相對較高的共軛結(jié)構(gòu),在整個(gè)配方中吸光波長一般是最高的,有些常見光引發(fā)劑本身在300~400nm波段吸光,使外觀成黃色?;钚园返牡佑幸粚﹄娮樱线m的電離勢使它可以充當(dāng)理想的供電子助劑,協(xié)助光引發(fā)劑加速交聯(lián)固化,與此同時(shí),活性胺也容易遭受至氧的進(jìn)攻而生成某種形式的有色產(chǎn)物。    光引發(fā)劑與黃變   關(guān)于光引發(fā)劑對UV固化涂層黃變情況的影響曾有過一些報(bào)道,以及等研究小組都做過這方面的早期研究,和對甲基二乙醇胺光引發(fā)體系的研究表明,大共軛芳酮結(jié)構(gòu)的光引發(fā)劑容易引起較強(qiáng)烈的輻照黃變,而只有單邊芳基結(jié)構(gòu)的酮類光引發(fā)劑黃變傾向較小。很多裂解型光引發(fā)劑具有相對較低的光致黃變傾向,與結(jié)構(gòu)類似的聚就是黃變傾向比較小的裂解型光引發(fā)劑。經(jīng)典的裂解型光引發(fā)劑光解產(chǎn)生具有聚合引發(fā)活性的苯甲酰自由基和長壽命的二甲氧基芐基自由基,自由基碎片可重排為帶有生色團(tuán)的較高共軛結(jié)構(gòu)的有色產(chǎn)物。    等人研究指出,光引發(fā)劑共軛結(jié)構(gòu)中如存在N-二甲氨基這樣的取代基,輻照黃變傾向一般比較高,同樣在活性胺結(jié)構(gòu)中存在這種取代基,也將導(dǎo)致黃變加重。    等人以丙氧基化季四醇四丙烯酸酯為聚合對象,以未加光引發(fā)劑的空白膜為參比,考察各種光引發(fā)劑作用下,光固化以后涂層顏色的變化,由此可見,各種光引發(fā)劑本身對光固化涂層的黃變影響。結(jié)果見下表。 光引發(fā)劑名稱及光光總體色差值△E光引發(fā)劑△EIrgacure 6510.31DEAP0.47DBAP0.16Irgacure 1840.13Irgacure 5000.23Darocur 29590.14Darocur 11730.2KIP1000.2TPO0.38Darocur 42650.26Irgacure 17000.39Irgacure 18000.39Irgacure 9071.01Irgacure 3698.56BP0.25BEM0.24TZT0.21BMS0.42     光引發(fā)劑光解產(chǎn)生多種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物,其中有些產(chǎn)物因共軛程度增加或生色取肛基的影響,顏色加深,有色產(chǎn)物的吸收波長不一定和總體黃變線性相關(guān),還與吸收峰的寬度、強(qiáng)度及雜質(zhì)干擾有關(guān)。DMPA光照顯示出中等以上的黃變,正如上表所描述的情況,裂解形成的苯甲酰自由基加成到二甲氧芐基的對位上,共軛體系增加,而且兩個(gè)甲氧基的助色作用及共軛羰基的生色作用使其吸光波長和強(qiáng)度大大增加,這可能就是DMPA輻照黃變的主因。另外,苯甲酰自由基碎片還可以雙雙耦合形成苯偶酰,對加深色度也有作用。苯甲酰自由基還可以按首尾銜接的加成方式,形成吸光能力強(qiáng)的聚苯酮低聚物結(jié)構(gòu),其他能夠光解產(chǎn)生苯甲酰自由基的光引發(fā)劑也可能按同樣方式產(chǎn)生有色低聚物,苯甲醛經(jīng)長時(shí)間紫外光輻照,顏色加深,其中所產(chǎn)生的深色物質(zhì)就是聚苯酮低聚物,苯甲醛,在激發(fā)態(tài)從另一苯甲醛分子上奪取一個(gè)氫,形成苯甲酰自由基。    光照后結(jié)果顯示和的黃變情況較為嚴(yán)重,這與它們特殊的取代情況有關(guān),不適合用在清漆、白色和淺色體系當(dāng)中,在油墨體系應(yīng)用廣泛。和光解產(chǎn)生的取代苯甲酰自由基對位有氨基或烴硫基,通過N、S原子較強(qiáng)的共軛作用加重產(chǎn)物的吸光效應(yīng),一般來說,對裂解型光引發(fā)劑,其芳環(huán)上如有取代氨基,通常其光致黃變較嚴(yán)重。DEAP和BMS也是黃變較為嚴(yán)重的光引發(fā)劑。光引發(fā)劑不純,雜質(zhì)可能也是導(dǎo)致黃變的關(guān)鍵原因。   來源:中國煙包油墨信息網(wǎng)

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