光引发剂(photoinitiator)是UV固化涂料的关键组成部分,对光固化涂料体系的灵敏度起决定性作用,它关系到配方体系的储存稳定性和在U V光照射时低聚物及活性稀释剂能否迅速由液态转化成固态的高分子膜的转化效率以及成膜的质量等,因而它的用量必须得到有效控制。目前市场上的光引发剂种类繁多,不同厂家其同类品种的纯度不同,这给使用单位的原材料检测带来一定的压力,传统的用气相色谱测试物质纯度,很难适宜汽化温度较高的光引发剂(过高的汽化温度有可能会导致光引发剂的分解),而液相色谱正好能弥补此类不足。本方法对目前市场上较常用的典型品种光引发剂二苯甲酮、光引发剂1173、光引发剂819、T PO、苯甲酰甲酸甲酯进行了测定,其定量结果完全符合质量控制要求。
1 试验部分
1.1 主要仪器设备与试剂
高效液相色谱仪Waters1525 Pump、2487 UVDetector、色谱柱NUCLEODUR C18 Isis 250mm×4.6 mm,5μm。二苯甲酮、2,4,6－三甲基苯甲酰基(二苯基氧化膦,俗名T P O)、2－羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(光引发剂1173)、苯基双(2,4,6－三甲基苯甲酰基)氧化膦(光引发剂819)、苯甲酰甲酸甲酯,以上均为分析纯;乙腈,色谱纯;纯水。
1.2 色谱条件
流动相：A(乙腈),B(纯水),检测波长299 n m;进样体积20 μL;采用梯度洗脱,见表1。
表1 流动相梯度洗脱表
|
时间/min |
流速/(mL·min-1) |
W(A)/% |
W(B)/% |
|
0.0 |
1.0 |
70.0 |
30.0 |
|
7.0 |
1.0 |
70.0 |
30.0 |
|
11.0 |
1.0 |
95.0 |
5.0 |
|
130. |
1.0 |
70.0 |
30.0 |
|
15.0 |
1.0 |
70.0 |
30.0 |
1.3 样品前处理
称取湿样涂料样品1.5 g置于50 m L容量瓶中,用乙腈溶解,稀释定容,振荡,充分摇匀,用0.45 μ L针筒式过滤膜过滤,进样20 μ L,采集数据并用标准曲线定量相应的组分。考虑样品的特殊性,以上所有配制过程均需在避光环境中进行。
2结果与讨论
2.1 标准曲线的配制
分别准确称取各种分析纯的光引发剂标样,用乙腈溶解后,加乙腈定容至刻度,并稀释成不同浓度的标准溶液,在1.2所述色谱条件下,得到线性范围及检测限,见表2;,混合进样的色谱图如图1;5种光引发剂的标准曲线见图2,5种光引发剂得到了很好的分离,峰形对称性好。
表2 各标准物质曲线方程
|
标准物 质编号 |
曲线方程 |
相关系数R2 |
浓度范围/(mg·L-1) |
检测限/(μg·L-1) |
|
1 |
Y=4.88×106X+6.49×102 |
0.999 934 |
0.061～122 |
0.32 |
|
2 |
Y=3.99×106X-1.25×103 |
0.999 964 |
0.075～150 |
0.45 |
|
3 |
Y=4.46×106X-2.09×103 |
0.999 964 |
0.034～68 |
0.18 |
|
4 |
Y=1.05×107X-4.17×103 |
0.999 973 |
0.027～ 54 |
0.15 |
|
5 |
Y=1.86×107X+6.55×102 |
0.999 951 |
0.038～76 |
0.20 |
图1 5种光引发剂的色谱分离图
图2 5种光引发剂的标准曲线图
图3 5种光引发剂标准溶液重复进样重叠图
表3 标准溶液重复进样精度
|
峰名称 |
保留时间/min |
浓度/(mg·L-1) |
保留时间RSD/% |
峰面积RSD/% |
|
Peak1 |
3.40 |
0.061 |
0.038 |
0.383 |
|
Peak2 |
3.98 |
0.075 |
0.061 |
0.307 |
|
Peak3 |
6.10 |
0.034 |
0.042 |
0.383 |
|
Peak4 |
7.57 |
0.027 |
0.047 |
0.406 |
|
Peak5 |
13.57 |
0.038 |
0.033 |
0.476 |
表4 5种光引发剂的回收率和相对标准偏差(n=7)
|
组分 |
添加量/(mg·L-1) |
实测量/(mg·L-1) |
回收率/% |
RSD/% |
|
光引发剂1173 |
0.093 71 |
0.093 69 |
99.98 |
0.35 |
|
苯甲酰甲酸甲酯 |
0.217 6 |
0.217 7 |
100.05 |
0.37 |
|
二苯甲酮 |
0.830 5 |
0.830 7 |
100.02 |
0.32 |
|
TPO |
2.165 5 |
2.165 3 |
99.99 |
0.40 |
|
光引发剂819 |
5.914 3 |
5.914 7 |
100.01 |
0.43 |
表5 5种光引发剂的实测结果
|
组分 |
样品Ⅰ |
样品Ⅱ |
||
|
|
理论值/% |
实测值/% |
理论值/% |
实测值/% |
|
二苯甲酮 |
4.0 |
3.99 |
3.0 |
3.01 |
|
苯甲酰甲酸甲酯 |
1.0 |
0.99 |
-- |
-- |
|
光引发剂1173 |
- |
- |
1.5 |
1.48 |
|
TPO |
1.0 |
1.02 |
- |
- |
|
光引发剂819 |
- |
- |
1.0 |
0.98 |
2.2 重复性试验
取2.1中一标准溶液,按前述色谱条件连续进样5次,测得各光引发剂的峰面积和保留时间的相对标准偏差,见表3、图3。
2.3 回收率试验
加入一定量的光引发剂1173、苯甲酰甲酸甲酯、二苯甲酮、T P O、光引发剂819对照品,按1.3进行样品处理,在1.2色谱条件下测定。重复测定7次,5种光引发剂的回收率为99.98%以上,相对标准偏差为0.32%～0.43%,见表4。
2.4 样品分析
准确称取适量样品,按1.3进行样品处理,在1.2色谱条件下测定,见表5。
3 结 论
以上试验结果表明,采用H P L C法测定U V固化涂料中光引发剂含量,简单准确,尤其对液体样品的测定更为简便、快捷
