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研究：基本性能和简单的着色体系 第一项研究的目的是对UV/LED固化和标准的中压汞灯固化的某些基本特征进行量化比较。进行这项工作是为了更好地了解最终用户从传统紫外灯向UV/LE
研究：基本性能和简单的着色体系
第一项研究的目的是对UV/LED固化和“标准”的中压汞灯固化的某些基本特征进行量化比较。进行这项工作是为了更好地了解最终用户从传统紫外灯向UV/LED光源转变时会遇到的差异。由于我们的大多数客户群集中在油墨和涂料领域，第一项研究将主要集中在有色体系。
第一部分：透明涂料光引发剂的基础研究
大多数光引发剂的主要吸收范围是低于LED灯的365/395nm峰的波长范围。然而，UV/LED光源不是纯粹的单色光谱，大多数光引发剂具有宽的吸收谱带，当只考虑最大值时，这些经常会被忽略。一些光引发剂在365nm和/或395nm左右或以上的区域不吸收。作为一个例子，给出了BDMM的消光光谱范围，是从200nm至500nm。
分别粗略给出了有多少光来自365nm和395 nm的UV/LED光源，并分别与有“H型”灯的传统汞灯进行比较2。
需要注意的是与365nm的灯相比，395nm的UV/LED光源能产生的功率/面积（峰值辐照度）是前者的10倍。还要注意的是与传统汞灯相比，395nm光源能提供更大的峰值辐照度。考虑到谱带重叠的可能性，应该能找到一种或多种光引发剂（或者更可能的是光引发剂的组合），可以提供足够的自由基来引发高效的聚合反应，即使是着色体系。
用校准过的基于EIT的“Power PuckⅡ”四波段多功能UV能量计来读取本实验中UV/LED光源特定的输出功率，对应于数据。
给出了本实验中选择的光引发剂。I型光引发剂在光照射后会裂解产生两个自由基，其中只有一个具有反应活性并引发聚合反应。II型光引发剂照射后生成激发态，但必须获取原子或电子来作为聚合反应的引发剂。根据最大吸收来严格判断，最好的光引发剂候选品种是：I型：BDMM、BAPO、TPO、TPO-L、LTM、PMP；2型：ITX、DETX、EHA、EMK和聚合的II型光引发剂。
为验证这一原理，将简单的清漆配方[50%的环氧丙烯酸酯、50%异冰片丙烯酸酯（IBOA）]和不同百分含量添加量的光引发剂混合。在Leneta卡纸上刮涂25微米的薄膜，以45米/分钟的速度在灯下通过。用乙醇往复摩擦来测定以45米/分钟的速度连续通过395nm和365nm的UV/LED光源后的反应程度。
测定后得到的“最佳”结果是将待测漆膜先暴露于长波长395nm的光、然后暴露于较短波长365nm的UV光来促进表面的固化。
结果
1型光引发剂的总体反应活性：
BDMM= TPO> BAPO> PMP> LTM
TPO与BDMM一样快，但黄变程度较低；
只使用MBF，固化很差；
只使用DMHA或BDK，没有固化；
本筛选中没有对2型光引发剂和EMK[4,4'-双(二乙氨基)苯甲酮]分别进行单独测试。
注：虽然MBF本身得到的结果不理想，它确实对其它光引发剂有出色的溶解能力，在固化中可能存在一些协同效应。
光引发剂浓度对反应的影响
在相同的清漆配方中对BDMM绘制了光引发剂的浓度曲线（最高达15%），同时测试固化与线速度（剂量）的关系。
选择二十次或更多次溶剂往复摩擦作为固化的阈值。结论是光引发剂能最大程度地提高固化程度；5.0%～07.5%就已经足够，而更高的光引发剂浓度实际上可能会对固化有抑制作用。与其它I型光引发剂相比，TPO有较低的浓度灵敏度。
光源与基材距离的影响
UV/LED光源被描述为非聚焦型系统，进行测试来研究光源与基材距离对“反应性”的影响（从溶剂往复摩擦推断）。
与基材的距离在4到8毫米之间可以看差异，但是距离更长反应性没有进一步降低。在距离4毫米时得到改进的固化也可能归因于在该距离时温度更高，是110℃，而8mm时的温度为60℃。由于网格的原因，无法实现更短的距离。
考虑的其它参数是涂膜厚度/质量和稳定剂对反应的影响。对6至80微米厚的涂层进行了测试，结果证明固化几乎没有差别。一种解释可能是，获得充分的固化需要高浓度的光引发剂和波长为395纳米的光拥有较强的渗透性克服了传统体系中常见的表面固化抑制作用。厚度低于6微米的涂膜表现出差的表面固化效果。在清漆配方中对高达4%的罐内稳定剂进行测试，发现对固化速度没有影响。
结果与建议：清漆体系
当膜厚大于6微米时，添加5%TPO的清漆在速度为45米/分钟时能固化。低于此厚度，涂层表现出严重的来自氧的固化抑制作用。BAPO受到的影响比TPO更大。BDMM和PMP受到的影响比TPO稍微好一点，但它们固化后易黄变，因此通常将它们排除在清漆适合的光引发剂之外。同样预期EMK也将有明显的黄变现象。
加入II型引发剂，可能认为可降低氧的抑制作用，但同样，黄变可能相当严重。结果显示II型光引发剂在LED待测波长区几乎没有反应活性，其中ITX对黄变起主要作用。虽然本研究没有专门进行测试，低质量涂膜的不透明发白可能主要是由于没有II型光引发剂的推动作用，从而导致不完全固化，但由于其加入会导致黄变。
