Photoiniciator TPO će biti zabranjen, a gde bi trebalo da ide UV LED očvršćavanje?

Nedavno je Evropska agencija za hemikalije (ECHA) zvanično objavila uključivanje difenil(2,4,6-trimetil benzoil)fosfin oksida na 29. seriju kandidata za supstancije koje izazivaju veliku zabrinutost (SVHC). Time je broj supstanci na listi SVHC kandidata porastao na 235.

 

Za hemikalije na listi, dotične kompanije imaju odgovornost da upravljaju rizikom od hemikalija i daju informacije kupcima i potrošačima o bezbednoj upotrebi ovih hemikalija. Ove supstance bi se mogle dodati na zvaničnu listu u budućnosti. Ako se neka supstanca nalazi na ovoj listi, njena upotreba će biti zabranjena, osim ako se kompanija ne prijavi i Evropska komisija ih ovlasti da je i dalje koriste.

 

Specifične informacije o dodanim supstancama su sljedeće:

 

Supstanca: difenil(2,4,6-trimetilbenzoil)fosfin oksid

Alias: Fotoinicijator TPO

EC br.: 278-355-8 CAS

br.: 75980-60-8

Razlog za dodavanje: Reproduktivna toksičnost (čl. 57(c))

Uobičajene upotrebe: Koristi se u bojama i tonerima, proizvodima za premazivanje, fotokemijskim polimerima, ljepilima, zaptivačima i punilima, gipsanim glinama za modeliranje itd.

 

01|Put do domaćeg razvoja polimerizacije svjetlom

Fotootvrdnjavanje (fotostvrdnjavanje) je stvrdnjavanje monomernih, oligomernih ili polimernih supstrata izazvano svjetlom i općenito se koristi u procesima formiranja filma. Tehnologija ima karakteristike visoke efikasnosti, široke prilagodljivosti, ekonomičnosti, uštede energije i zaštite životne sredine.

 

Svjetlosna polimerizacija je podijeljena na tradicionalne živine lampe i nove UV LED polimerizacije. Budući da se konvencionalna živina lampa ne koristi bez odgovarajućeg tretmana, to će dovesti do ozbiljnog zagađenja životne sredine; i UV LED stvrdnjavanje sa energetski efikasnijim, može se uključiti i isključiti u bilo koje vrijeme, volumen je manji, a mnoge druge prednosti postupno zamjenjuju tradicionalno očvršćavanje sa živinom lampom, postaju glavni tok opreme za stvrdnjavanje svjetlom.

 

Udio fotoinicijatora u formuli za polimerizaciju svjetlom je nizak, obično oko 2 posto -5 posto, ali je ključan. To je zato što se reakcija stvrdnjavanja svjetlom odvija kroz apsorpciju UV svjetlosti od strane fotoinicijatora kako bi se proizveli slobodni radikali, koji pokreću reakciju polimerizacije i čine konačno stvrdnjavanje proizvoda.

 

Tradicionalni fotoinicijatori, kao što su 1173, 184, itd., imaju maksimalnu apsorpcionu talasnu dužinu UVC kratke talasne dužine, tako da je konvencionalno očvršćavanje živinom lampom prikladnije.

 

UV LED diode su uglavnom koncentrisane na nekoliko valnih dužina, kao što su 365 nm, 385 nm, 395 nm i 405 nm, a apsorpcija fotoinicijatora fosfin oksida na ovim talasnim dužinama je relativno jaka, tako da se široko koriste u UV LED aplikacijama.

 

Jedan od najreprezentativnijih fotoinicijatora je TPO, koji ima visoku efikasnost inicijacije, nema žutila i relativno umjerenu cijenu. Međutim, zbog procvata UV LED očvršćavanja u posljednjih nekoliko godina, globalna ponuda TPO-a bila je tesna i teško dostupna, s najvišom jediničnom cijenom koja je premašila 300 RMB/kg.

 

Posljednjih godina, zbog kontinuirane ekspanzije domaćih mejnstrim proizvođača fotoinicijatora i ulaska novih proizvođača, oskudna ponuda TPO je uvelike ublažena, a cijena je pala na oko 100 RMB.

 

02|Klasifikacija toksičnosti TPO i ograničenja upotrebe

Fotoinicijatori su obično mala organska jedinjenja, a u slučajevima nepotpune svetlosti, ovi fotoinicijatori mogu ostati u osušenom proizvodu, formirajući potencijalno migrirajuće supstance. Osim toga, u većini slučajeva, proces stvaranja slobodnih radikala iz fotoinicijatora odvija se putem cijepanja. Ovi radikali mogu formirati spojeve manje molekularne težine nakon njihovog konačnog gašenja. Ovi proizvodi male molekule predstavljaju probleme migracije i mogu proizvesti neke otrovne tvari.

 

Sa širokom upotrebom fotoinicijatora TPO, njegova regulacija je intenzivirana. Prema propisima EU CLP (Klasifikacija, označavanje i pakovanje), TPO je prvobitno bio klasifikovan kao toksično sredstvo za reprodukciju klase 2 (H361), tj.

 

U junu 2020. godine, Švedska, nordijska zemlja, predložila je promjenu klasifikacije u 1B (H360DF) i dodavanje kao iritant kože (H317). Ovo se zasniva na velikom broju dokaza iz studija na životinjama. (1B znači "Pretpostavljeno otrovno za ljudsku reprodukciju")

 

EU harmonizirani proces klasifikacije i označavanja (CLH).

 

U jesen 2021. Komitet EU za procjenu rizika (RAC) složio se da ažurira klasifikaciju TPO-a. Nakon odobrenja od strane Evropske komisije, kategorija će biti dodata Aneksu VI CLP Uredbe EU kroz ATP i pravno obavezujuća.

 

U januaru 2023., Švedska je objavila obavještenje o namjeri da predloži uključivanje TPO na listu SVHC (Supstance koje izazivaju veliku zabrinutost). Poziv za davanje komentara na prijedlog je zatvoren 3. aprila 2023. godine.

 

TPO je sada uključen na 29. listu kandidata za supstance koje izazivaju zabrinutost (SVHC).

 

03|Opcije za alternative TPO

Osim TPO, postoje još dva uobičajena fotoinicijatora, TPO-L i 819 (BAPO), koji su fotoinicijatori fosfin oksida sa dobrim kapacitetom apsorpcije u UVA opsegu.

 

TPO-L ima sličnu strukturu kao TPO, ali je manje toksičan zbog zamjene benzenskog prstena za etoksi grupu u molekulu. S druge strane, međutim, TPO-L ima mnogo nižu efikasnost pokretanja od TPO.

 

Drugi fotoinicijator fosfin oksida je 819 (BABO), koji se može smatrati TPO sa jednim benzenskim prstenom zamijenjenim 2,4,6-trimetil benzoilom, tj. sa dvije 2,4,6-trimetil benzoil grupe . 819 ima veću efikasnost inicijacije od TPO, ali ima ozbiljniji problem žutenja. To nije moguće tamo gdje je potrebna boja.

 

Drugim riječima, TPO-L i 819 mogu zamijeniti TPO samo u nekim aplikacijama, ali samo djelomično.

 

04|Nova alternativa TPO - TMO

TMO je (2,4,6-trimetil benzoil)bis(p-tolil)fosfin oksid, CAS 270586-78-2. Sa strukturne tačke gledišta, TMO se zasniva na TPO sa uvođenjem metil grupe na svaki od dva benzenska prstena, značajno smanjujući biološku toksičnost TPO.

 

TMO

 

Eksperimentalno je utvrđeno da TMO ima čak nešto bolju inicijalnu efikasnost od TPO, a da ne žuti i migrira mnogo manje.

Krivulje konverzije dvostruke veze TMO i TPO inicirane TMPTA

 

TMO je sada u masovnoj proizvodnji i dobio je sertifikat o registraciji Uredbe Evropske unije o registraciji, evaluaciji, autorizaciji i ograničenju hemikalija („REACH“), što mu omogućava prodaju u Evropi, regionu sa najstrožom kontrolom hemikalija.

 

 

Konsolidirano od:

Hemijski novi materijali, Agencija EU za hemikalije, GTS Global Testing, Novi materijali koji se polimeriziraju, China Chemical Information Weekly, DT Novi materijali