Фотоинициаторът TPO ще бъде забранен и къде трябва да отиде UV LED втвърдяването?
Jul 04, 2023
Наскоро Европейската агенция по химикали (ECHA) официално обяви включването на дифенил(2,4,6-триметил бензоил)фосфин оксид в 29-та партида на списъка с кандидати за вещества, пораждащи голямо безпокойство (SVHC). Това увеличава броя на веществата в списъка на кандидатите за SVHC до 235.
За химикалите в списъка съответните компании носят отговорността да управляват риска от химикалите и да предоставят информация на клиентите и потребителите относно безопасната употреба на тези химикали. Тези вещества може да бъдат добавени към официалния списък в бъдеще. Ако дадено вещество е в този списък, употребата му ще бъде забранена, освен ако компанията не подаде заявление и Европейската комисия не ги упълномощи да продължат да го използват.
Конкретна информация за добавените вещества е следната:
Вещество: Дифенил(2,4,6-триметилбензоил)фосфин оксид
Псевдоним: Фотоинициатор TPO
EC №: 278-355-8 CAS
№: 75980-60-8
Основание за допълнението: репродуктивна токсичност (член 57(c))
Общи употреби: Използва се в мастила и тонери, продукти за покрития, фотохимични полимери, лепила, уплътнители и пълнители, гипсови глини за моделиране и др.
01|Пътят към вътрешното развитие на светлинното втвърдяване
Фотовтвърдяването (фотовтвърдяване) е индуцирано от светлина втвърдяване на мономерни, олигомерни или полимерни субстрати и обикновено се използва в процесите на образуване на филми. Технологията има характеристиките на висока ефективност, широка адаптивност, икономичност, енергоспестяване и опазване на околната среда.
Светлинното втвърдяване се разделя на традиционните живачни лампи и нововъзникващото UV LED втвърдяване. Тъй като конвенционалната живачна лампа не се използва без подходяща обработка, това ще доведе до сериозно замърсяване на околната среда; и UV LED втвърдяване с по-енергийна ефективност, може да се включва и изключва по всяко време, обемът е по-малък и много други предимства постепенно заменят традиционното втвърдяване с живачна лампа, превръщайки се в основното оборудване за светлинно втвърдяване.
Делът на фотоинициаторите във формулата за светлинно втвърдяване е нисък, обикновено около 2 процента -5 процента, но е ключов. Това е така, защото реакцията на светлинно втвърдяване протича чрез абсорбиране на UV светлина от фотоинициатора, за да се произведат свободни радикали, които задействат реакцията на полимеризация и правят окончателното втвърдяване на продукта.
Традиционните фотоинициатори, като 1173, 184 и т.н., са с максимална дължина на вълната на поглъщане на UVC късата дължина на вълната, така че конвенционалното втвърдяване с живачна лампа е по-подходящо.
UV светодиодите са концентрирани главно в няколко дължини на вълната, като 365 nm, 385 nm, 395 nm и 405 nm, и абсорбцията на фотоинициаторите от фосфинов оксид в тези дължини на вълната е сравнително силна, така че те се използват широко в UV LED приложения.
Един от най-представителните фотоинициатори е TPO, който има висока ефективност на иницииране, без пожълтяване и сравнително умерена цена. Въпреки това, поради бума на UV LED втвърдяване през последните няколко години, глобалното предлагане на TPO беше ограничено и трудно за намиране, като най-високата единична цена надвишава 300 RMB/kg.
През последните години, поради непрекъснатото разширяване на местните основни производители на фотоинициатори и навлизането на нови производители, ограниченото предлагане на TPO беше значително облекчено и цената падна обратно до около 100 RMB.
02|TPO класификация на токсичността и ограничения за употреба
Фотоинициаторите обикновено са малки органични съединения и в случаите на непълна светлина тези молекули на фотоинициатора могат да останат във втвърдения продукт, образувайки потенциално мигриращи вещества. Освен това в повечето случаи процесът на генериране на свободни радикали от фотоинициатори е чрез разцепване. Тези радикали могат да образуват съединения с малко молекулно тегло след окончателното им охлаждане. Тези продукти с малки молекули създават проблеми с миграцията и могат да произведат някои токсични вещества.
С широкото разпространение на фотоинициатора TPO, неговата регулация се засили. Съгласно регламентите на ЕС CLP (Класификация, етикетиране и опаковане), TPO първоначално е класифициран като репродуктивен токсичен агент от клас 2 (H361), т.е.
През юни 2020 г. Швеция, скандинавска държава, предложи да се промени класификацията на 1B (H360DF) и да се добави като дразнещ кожата (H317). Това се основава на голям брой доказателства от проучвания върху животни. (1B означава "Предполагаемо токсично за човешката репродуктивна способност")
ЕС хармонизиран процес на класификация и етикетиране (CLH).
През есента на 2021 г. Комитетът за оценка на риска (RAC) на ЕС се съгласи да актуализира класификацията на TPO. След като бъде одобрена от Европейската комисия, категорията ще бъде добавена към приложение VI на регламента CLP на ЕС чрез ATP и ще стане правно обвързваща.
През януари 2023 г. Швеция обяви уведомление за намерение да предложи включване на TPO в списъка на SVHC (вещества, пораждащи голямо безпокойство). Поканата за коментари по предложението беше затворена на 3 април 2023 г.
TPO вече е включен в 29-ия кандидат-списък на веществата, пораждащи сериозно безпокойство (SVHC).
03|Възможности за алтернативи на ТПО
В допълнение към TPO, има два други често използвани фотоинициатора, TPO-L и 819 (BAPO), които са фотоинициатори от фосфинов оксид с добър капацитет на абсорбция в UVA лентата.
TPO-L има подобна структура на TPO, но е по-малко токсичен поради заместването на етокси група с бензенов пръстен в молекулата. От друга страна обаче, TPO-L има много по-ниска ефективност на иницииране от TPO.
Друг фотоинициатор на фосфин оксид е 819 (BABO), който може да се разглежда като TPO с един бензенов пръстен, заменен с 2,4,6-триметил бензоил, т.е. с две 2,4,6-триметил бензоилови групи . 819 има по-висока ефективност на иницииране от TPO, но страда от по-сериозен проблем с пожълтяването. Това не е възможно, когато се изисква цвят.
С други думи, TPO-L и 819 могат да заменят TPO само в някои приложения, но само частично.
04|Новата алтернатива на ТПО - ТМО
TMO е (2,4,6-триметил бензоил)бис(р-толил)фосфин оксид, CAS 270586-78-2. От структурна гледна точка, TMO се основава на TPO с въвеждането на метилова група на всеки от двата бензенови пръстена, което значително намалява биологичната токсичност на TPO.
TMO
Експериментално е установено, че TMO има дори малко по-добра инициираща ефективност от TPO, като същевременно не пожълтява и мигрира много по-малко.
Криви на преобразуване на двойна връзка на TMO и TPO, инициирани от TMPTA
TMO вече е в масово производство и е получил сертификат за регистрация на Регламента на Европейския съюз за регистрация, оценка, разрешаване и ограничаване на химикали („REACH“), което му позволява да се продава в Европа, регионът с най-строг контрол на химикали.
Консолидирано от:
Нови химически материали, Агенция по химикали на ЕС, Глобално тестване на GTS, Нови материали със светлинно втвърдяване, Седмичен вестник за химическа информация в Китай, Нови материали на DT