Il fotoiniziatore TPO sarà bandito e dove dovrebbe andare la polimerizzazione a LED UV?

Recentemente, l'Agenzia europea per le sostanze chimiche (ECHA) ha annunciato ufficialmente l'inclusione del difenil(2,4,6-trimetilbenzoil)fosfina ossido nel 29° lotto dell'elenco delle sostanze estremamente problematiche (SVHC). Ciò porta a 235 il numero di sostanze presenti nell'elenco delle sostanze candidate SVHC.

 

Per le sostanze chimiche presenti nell'elenco, le società interessate hanno la responsabilità di gestire il rischio delle sostanze chimiche e di fornire informazioni a clienti e consumatori sull'uso sicuro di tali sostanze chimiche. Queste sostanze potrebbero essere aggiunte all'elenco ufficiale in futuro. Se una sostanza è presente in questo elenco, il suo uso sarà vietato, a meno che l'azienda non faccia domanda e la Commissione europea le autorizzi a continuare a utilizzarla.

 

Le informazioni specifiche sulle sostanze aggiunte sono le seguenti:

 

Sostanza: Ossido di difenil(2,4,6-trimetilbenzoil)fosfina

Alias: Fotoiniziatore TPO

N. CE: 278-355-8 CAS

N.: 75980-60-8

Motivo dell'aggiunta: tossicità riproduttiva (articolo 57, lettera c)

Usi comuni: utilizzato in inchiostri e toner, prodotti di rivestimento, polimeri fotochimici, adesivi, sigillanti e riempitivi, argille per modellare il gesso, ecc.

 

01|La strada per lo sviluppo domestico della fotopolimerizzazione

Il fotoindurimento (photocuring) è l'indurimento fotoindotto di substrati monomerici, oligomerici o polimerici ed è generalmente utilizzato nei processi di formazione del film. La tecnologia ha le caratteristiche di alta efficienza, ampia adattabilità, economia, risparmio energetico e protezione ambientale.

 

La fotopolimerizzazione è suddivisa in tradizionali lampade al mercurio e polimerizzazione emergente a LED UV. Poiché la lampada al mercurio convenzionale non viene utilizzata senza un trattamento adeguato, porterà a un grave inquinamento ambientale; e la polimerizzazione a LED UV con maggiore efficienza energetica, può essere accesa e spenta in qualsiasi momento, il volume è inferiore e molti altri vantaggi stanno gradualmente sostituendo la tradizionale polimerizzazione con lampada al mercurio, diventando il mainstream delle apparecchiature per la fotopolimerizzazione.

 

La proporzione di fotoiniziatori nella formula di fotopolimerizzazione è bassa, di solito circa il 2 percento -5 percento, ma è fondamentale. Questo perché la reazione di fotopolimerizzazione avviene attraverso l'assorbimento della luce UV da parte del fotoiniziatore per produrre radicali liberi, che innescano la reazione di polimerizzazione e realizzano l'indurimento finale del prodotto.

 

I fotoiniziatori tradizionali, come 1173, 184, ecc., sono una lunghezza d'onda di assorbimento massima della lunghezza d'onda corta UVC, quindi la polimerizzazione con lampada al mercurio convenzionale è più adatta.

 

I LED UV sono principalmente concentrati in poche lunghezze d'onda, come 365 nm, 385 nm, 395 nm e 405 nm, e l'assorbimento dei fotoiniziatori di ossido di fosfina in queste lunghezze d'onda è relativamente forte, quindi sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni LED UV.

 

Uno dei fotoiniziatori più rappresentativi è il TPO, che ha un'elevata efficienza di iniziazione, nessun ingiallimento e un prezzo relativamente contenuto. Tuttavia, a causa del boom della polimerizzazione a LED UV negli ultimi anni, la fornitura globale di TPO era limitata e difficile da trovare, con il prezzo unitario più alto che superava i 300 RMB/kg.

 

Negli ultimi anni, a causa della continua espansione dei principali produttori nazionali di fotoiniziatori e dell'ingresso di nuovi produttori, la scarsa offerta di TPO è stata notevolmente alleviata e il prezzo è sceso a circa 100 RMB.

 

02|Classificazione di tossicità TPO e restrizioni d'uso

I fotoiniziatori sono generalmente piccoli composti organici e, in caso di luce incompleta, queste molecole di fotoiniziatori possono rimanere nel prodotto indurito, formando sostanze potenzialmente migratorie. Inoltre, nella maggior parte dei casi, il processo di generazione di radicali liberi dai fotoiniziatori avviene attraverso la scissione. Questi radicali possono formare composti di peso molecolare minore dopo la loro tempra finale. Questi piccoli prodotti molecolari pongono problemi di migrazione e possono produrre alcune sostanze tossiche.

 

Con l'uso diffuso del fotoiniziatore TPO, la sua regolamentazione si è intensificata. Secondo i regolamenti CLP (Classificazione, Etichettatura e Imballaggio) dell'UE, il TPO è stato inizialmente classificato come sostanza tossica per la riproduzione di Classe 2 (H361), ovvero "sospetta tossicità per la riproduzione umana".

 

Nel giugno 2020, la Svezia, un paese nordico, ha proposto di modificare la classificazione in 1B (H360DF) e di aggiungerla come irritante per la pelle (H317). Questo si basa su un ampio corpus di prove provenienti da studi sugli animali. (1B significa "presunto tossico per la riproduzione umana")

 

Processo di classificazione ed etichettatura armonizzato dell'UE (CLH).

 

Nell'autunno 2021, il comitato di valutazione dei rischi (RAC) dell'UE ha deciso di aggiornare la classificazione dei TPO. Una volta approvata dalla Commissione europea, la categoria sarà aggiunta all'allegato VI del regolamento CLP dell'UE attraverso l'ATP e sarà giuridicamente vincolante.

 

Nel gennaio 2023, la Svezia ha annunciato una notifica di intenti per proporre di includere i TPO nell'elenco delle SVHC (Substances of Very High Concern). L'invito a presentare osservazioni sulla proposta è stato chiuso il 3 aprile 2023.

 

Il TPO è ora incluso nel 29° elenco candidato di sostanze estremamente preoccupanti (SVHC).

 

03|Opzioni per alternative al TPO

Oltre al TPO, esistono altri due fotoiniziatori comunemente usati, TPO-L e 819 (BAPO), che sono fotoiniziatori di ossido di fosfina con buona capacità di assorbimento nella banda UVA.

 

TPO-L ha una struttura simile a TPO ma è meno tossico a causa della sostituzione di un anello benzenico per un gruppo etossi nella molecola. L'aspetto negativo, tuttavia, è che TPO-L ha un'efficienza di avvio molto inferiore rispetto a TPO.

 

Un altro fotoiniziatore di ossido di fosfina è 819 (BABO), che può essere considerato come TPO con un anello benzenico sostituito da 2,4,6-trimetilbenzoile, cioè con due gruppi 2,4,6-trimetilbenzoile . 819 ha un'efficienza di avvio più elevata rispetto al TPO ma soffre di un problema di ingiallimento più grave. Questo non è possibile dove è richiesto il colore.

 

In altre parole, TPO-L e 819 possono sostituire il TPO solo in alcune applicazioni, ma solo parzialmente.

 

04|La nuova alternativa al TPO - TMO

TMO è (2,4,6-trimetilbenzoil)bis(p-tolil)fosfina ossido, CAS 270586-78-2. Da un punto di vista strutturale, il TMO si basa sul TPO con l'introduzione di un gruppo metilico su ciascuno dei due anelli benzenici, riducendo significativamente la tossicità biologica del TPO.

 

OTM

 

È stato riscontrato sperimentalmente che il TMO ha un'efficienza di iniziazione anche leggermente migliore rispetto al TPO pur non ingiallendo e migrando molto meno.

Le curve di conversione del doppio legame di TMO e TPO hanno avviato TMPTA

 

TMO è ora in produzione di massa e ha ottenuto il certificato di registrazione del regolamento dell'Unione europea sulla registrazione, valutazione, autorizzazione e restrizione delle sostanze chimiche ("REACH"), che ne consente la vendita in Europa, la regione con il controllo più rigoroso di sostanze chimiche.

 

 

Consolidato da:

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