技术开发与研究影像技术2011年第3期
光引发剂的进展
金养智
（北京化工大学，北京
100029）
摘要：光引发剂是光固化（射线固化）材料的关键组成部分，对光固化速度起着决定性的作用。本文全面、系统
地阐述了近年来光引发剂的技术进展，并在光引发剂分类的基础上，详细介绍了数种市售新型光引发剂的化学结构、性能和用途。
关键词：光固化；光引发剂；紫外光引发剂
中图分类号：O314.241
文献标识码：A
DOI:10.3969/j.issn.1001-0270.2011.03.02
AdvancementsofPhotoinitiators
JINYang-zhi
(BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029)
Abstract：Photoinitiatorisanessentialcomponentofphotocuring(radiationcuring)materialandcanexertadecisiveactiononthephotocuringspeed.Thispaperexpatiatedcomprehensivelyandsystematicallyontheadvancementsofphotoinitiatorstechnologyinrecentyears,andonthebasisofphotoinitiatorsclassification,introducedindetailseveralnewtypesofphotoinitiatorsavailableonthemarket,includingtheirstructures,propertiesanduses.
KeyWords:photocuring;photoinitiator;UVphotoinitiator
光引发剂（Photoinitiator，简写PI）是光固化材料的关键组分，它对光固化材料的光固化速度起决定性作用。光引发剂是一种能吸收辐射能，经激发发生光化学变化，产生具有引发聚合能力的活性中间体（自由基或阳离子）的物质。
光引发剂因吸引辐射能的不同，可分为紫外光引发剂（吸收紫外光区250～420nm）和可见光引发剂（吸收可见光区400～700nm）。光引发剂因产生的活性中间体的不同，可分为自由基型光引发剂和阳离子型光引发剂两大类。自由基型光引发剂因产生自由基的作用机理的不同，又可分为裂解型光引发剂和夺氢型光引发剂两类。
目前光固化技术主要为紫外光固化，所用的光引发剂为紫外光引发剂。可见光引发剂因对日光和
收稿日期：2010－03－04
普通照明光源敏感，在生产和使用上受到限制，仅在少数领域如牙科、印刷制版上应用。
我国的光引发剂研发和生产始于上世纪70年代，当时主要品种为安息香醚类光引发剂，90年代中开始工业生产，并进入快速发展阶段。从2000年起，我国光引发剂生产和出口跃居世界第一，成为世界上最大的光引发剂生产国和出口国〔1〕（见表1）（见下页）。
随着光固化技术的发展，光固化产品应用领域不断扩大，光引发剂的研发和生产也取得很大的进展，主要朝着低气味、低迁移、溶解性好、高引发效率方向发展，因此出现了大分子光引发剂、大分子助引发剂、可聚合光引发剂、自由基-阳离子混杂光引发剂等新型光引发剂。
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2011年第3期影表1
像技术技术开发与研究我国光引发剂生产统计
（吨）
年份统计企业
19991014004127601050135--------2376122410未统计
20001614205781250109044090-150-----2102699039376600030000
20011720909201855790525280-12010---802380904238158720030500
2002142760160022601140860500-240-----160952048063745037930
2003183230.52151365021401105845-355----19722413897.564216.5873943012
2004183120135036102780126398515640----16080014723822361129963983
2005232705136042003960166593520810----3201920169951145421309589916
20062451801400481543901200900201000--18-10182112220531316401585991518
2007267680181163206430930800195137010015020-64031212953115250020970106580
20082248102630610048507007701501230230400506064028912556114689016880106550
BP6511173184907ITXDETXTPO500BP阳离子
369活性胺其它总计
产值（万元）
出口
创汇（万元）
1大分子光引发剂
大分子光引发剂具有挥发度低、抗迁移能力强、
毒性小、环境兼容性好、树脂相容性好、功能多样化、减少黄变等特点，故近年来不少光引发剂生产商都把它作为开发新型光引发剂的首选途径。
KIP150为橙黄色粘稠物，分子量约2000左右，它实际上可看作将光引发剂1173连接在（甲基）苯乙烯基上组成的低聚物，属于α-羟基酮类光引发剂，λmax在245nm和325nm。KIP150是一个不迁移、低气味和耐黄
变的光引发剂，虽然其光引发效率只有1173的1/4（见表2），但KIP150在光照后，可在大分子上同时形成多个自由基，局部自由基浓度可以很高，能有效克服氧阻聚，提高光聚合速度，有较高的光引发作用。
表2
光引发剂
11734-十二烷基1173
KIP150
1.1最早使用的大分子光引发剂是宁勃迪公司的
KIP150〔2〕，沙多玛公司的SR1130也是类似结构的大
分子光引发剂。
1173KIP150光引发效率
光聚合速率(s)
413026
激发三线态寿
命(ns)
1.44.08.0
光引发效率(%)
0.280.120.07
1.2北京英力科技发展公司与IGM树脂公司联合
开发的大分子硫杂蒽酮光引发剂OmnipolTX和大分子二苯甲酮光引发剂OmnipolBP都为夺氢型光引发剂〔3〕
OmnipolTXλmax为395nm，吸收可延伸至
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技术开发与研究影像技术2011年第3期
430nm；虽然光引发活性较ITX稍低（等摩尔添加
时），固化膜表面硬度也不如ITX；黄度较ITX高，因它本身为深黄色粘稠液体；但它在固化膜中迁移性远低于ITX，而且固化膜气味也特别低，这是因为
BP分子量远远高于BP的缘故。由于OmnipolBP是液
体，在活性稀释剂中溶解度明显好于BP（见表4）。
表4
二种BP在不同活性稀释剂中溶解度
（g/100g），20℃
光引发剂
OmnipolTX分子量远远高于ITX的缘故。加之OmnipolTX为液体与单体相容性好，所以在活性稀
释剂中溶解度也明显好于ITX（见表3）。
表3
HDDA40>100
TPGDA37>100
TMPTA30>100
BPOmnipolBP
TX型光引发剂在不同活性稀释剂中溶解度
（g/100g），20℃
光引发剂HDDA25>100
TPGDA16>100
TMPTA15>100
2005年欧洲发生了雀巢奶粉中检测出微量ITX而震惊世界，原因是雀巢奶粉包装材料中UV油墨所
含的光引发剂ITX残留因迁移而造成对奶粉污染，现改用大分子TX后，此弊病得到解决。2007年美国食品药品管理局也宣布，UV油墨和UV涂料可用于食品和药品包装印刷，这是大分子光引发剂立下的功劳。
北京英力科技发展有限公司与IGM树脂公司还开发了大分子裂解型光引发剂聚合哌嗪基α-氨基苯乙酮Polymeric910和助引发剂聚合哌嗪基苯乙酮PPA〔4〕%%。
ITXOmnipolTX
OmnipolBPλmax为280nm，吸收可延伸至380nm；与BP相比较，等摩尔添加时，OmnipolBP和BP光引
发活性相近，固化膜表面硬度一样，黄度比BP略高，这也是由于OmnipolBP自身的黄色粘稠液体，而BP为白色片状物。但OmnipolBP在固化膜中迁移性远低于BP，气味也明显低于BP，这也是因为Omnipol
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2011年第3期影像技术技术开发与研究Polymeric910为液态，λmax在240nm和330nm
之间。当等摩尔加入配方中时，Polymeric910在光
表5
光引发剂
Polymeric910
369
引发活性、黄变性、迁移性、气味等与369相当（见表5）。
Polymeric910与369性能比较
固化膜硬度
0.6200.624
迁移性
水未检出未检出
黄变指数
1.051.05
30%乙酸水溶液
未检出未检出
固化膜气味
22
但Polymeric910在活性稀释剂中溶解性明显高于369(见表6)。
表6
光引发剂
光引发剂在不同活性稀释剂中溶解度
（g/100g），20℃
HDDA10>100
TPGDA6>100
TMPTA5>100
EO-TMPTA
5>100
PEA15>100
369Polymeric910
所以Polymeric910非常适合用于UV有色体系，特别像UV胶印油墨。
Irgacure127又叫双1173，已于2004年6月上市。Irgacure127光引发活性与1173、184相当；对氧气敏
感性较低，表面固化效果较好，适用于低粘度、薄涂层
UV涂料。由于分子量大，挥发性低，自身气味及光解产物气味较低，特别适合用于对气味有要求的UV清
漆和面漆。与379、819等光引发剂组合使用，可获得出色的光引发活性，可用于UV油墨和喷墨UV油墨。%
PPA是一种聚合哌嗪基苯乙酮助引发剂，能增
强或拓宽夺氢型光引发剂的吸收，并且能提供更高效的固化性能。PPA是一种无味的浅黄色液体，在固化过程中没有有害的副产物，也没有迁移。PPA在λ=
332nm处有较强吸收，有很好的溶解性，与大多数活
性稀释剂和低聚物是互溶的；能与多种光引发剂配合使用，具有很高的活性，不仅适用于UV清漆，也适用于UV有色体系和厚涂层固化。
%Irgacure754是一种液态光引发剂，光引发活性与1173相当或稍低；具有低挥发、低气味、低黄变和低
迁移等特点，因此可作为低气味UV清漆配方的首选光引发剂。Irgacure754也适用于水性UV固化体系。
1.3汽巴精化公司近年来开发了多种大分子光引
发剂〔5〕
%IrgacureOXE01对365nm波长感度较高，耐黄变
性较好，适用于有色体系光固化材料，还可用于难固
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技术开发与研究影像技术2011年第3期
化黑色材料体系。并可利用其对热不稳定性，适合光固化后需要后烘的加工工艺。
N-1414光引发剂光引发活性高，可与TPO相当，
对氧敏感性低；辐照后黄变程度高于TPO，但好于
1.4巴斯夫公司开发新型大分子酰基膦氧类光引369；ITX对其敏化作用较小，不如907/ITX组合效果。
发剂〔6〕，其结构为：
2小分子光引发剂
汽巴公司还推出了二种小分子光引发剂〔5〕:
该酰基膦氧光引发剂具有高光引发活性和非黄变性，吸收范围可达230~450nm，与芳香酮类光引发剂混合使用，可产生协同作用，固化性能优于TPO，主要用于固化速度快的UV表面涂料、印刷油墨和粘合剂，也可用于可见光牙科材料固化。
Irgacure379已于2003年12月上市，是与369结构相似的光引发剂，只比369在苯环对位上引入甲
基，因此溶解性得以很大改善，克服了369在活性稀释剂中溶解度较低的弊病。Irgacure379光反应特点与369相似，光引发活性高，特别适合UV胶印油墨，尤其用于黑色油墨。
这也是一个双官能度大分子光引发剂，主要用于UV粉末涂料体系。
1.5Kromachem公司开发的大分子光引发剂Rad-StartN-1414〔7〕
DarocurMBF的紫外最大吸收λmax在255nm和325nm之间，熔点17℃,沸点246~248℃，因此常温下为液体，光引发活性略低于1173〔7〕。DarocurMBF吸
收紫外光后，会发生分子间夺氢，产生活性自由基。
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