塑料紫外线吸收剂的整体介绍

紫外线吸收剂的定义

这些添加剂优先吸收入射的紫外线辐射, 从而保护聚合物免受辐射。紫外线吸收剂本身不会迅速降解, 但它们会将紫外线能量转化为无害的热能, 并在整个聚合物基体中消散。由于吸收过程的物理限制, 紫外线吸收剂的有效性受到限制, 它们的吸收能力取决于对高浓度的添加剂和聚合物厚度的需要, 然后才能充分吸收。有效地延缓光降解。然而, 高浓度的添加剂将是不经济的和技术上有限的, 而许多应用 (如聚烯烃) 在非常薄的部分, 如薄膜和纤维。苯甲酮透明聚烯烃系统良好的通用型紫外线吸收剂, 也可以用于色素化合物。苯并三唑主要用于聚苯乙烯。这两种也可以用于聚酯。浓度通常是 0.25-1. 0%。

紫外线吸收剂的同义词

  • 紫外光吸收剂
  • 光稳定剂(尽管定义不同,人们有时候会这样称呼)
  • 紫外线稳定剂

紫外线吸收剂分类

紫外线吸收剂的主要功能是在聚合物中具有发色基团时吸收紫外线, 目的是在发色基团有机会形成之前,过滤出对聚合物有害的紫外光。首先, 紫外线吸收剂必须在290和 350 nm 范围内发挥作用。紫外线吸收剂的目的是吸取有害的紫外线, 并迅速将其转化为无害的热量。在此过程中, 吸收的能量被转化为分子成分的振动和旋转能量。为了使紫外线吸收剂有效, 这一过程的发生必须比基体内的相应反应更快, 而且在能量转换过程中, 无论是紫外线吸收剂还是它打算稳定的聚合物都不会被破坏。最重要的紫外线吸收体是:

  1. a) 2-(2 羟基苯基)-苯并三唑
  2. b) 2-羟基-苯甲酮
  3. c) 羟基苯基三嗪

每一个紫外线吸收剂组都可以用典型的吸收和透射光谱来表征。

uv-absorber-absorption-spectrum baoxu chemical info@additivesforpolymer.com
uv-absorber-transmission-spectrum-baoxu chemical info@additivesforpolymer.com

紫外线吸收剂反应机理

紫外线吸收剂的有效性不仅取决于它们的吸收特性, 而且最重要的是由朗伯-比尔定律决定。

消光E取决于波长, 可以被看作是对紫外线吸收剂的稳定或筛选效果的量度。换言之, E越大, 紫外光屏蔽和稳定效应越好-在假设紫外线吸收剂本身并没有被光线所破坏。因此, 消光E依赖于聚合物中的紫外线吸收剂的消光系数、浓度c, 以及无色聚合物的薄膜厚度d。

为了使紫外线吸收剂有效, 它必须比聚合物更好和更快地吸收紫外光, 它意味着在副反应被触发之前稳定和消散吸收的能量。这意味着, 以紫外光的形式吸收的能量的转换必须在单体态状态下进行。系统间交叉 (过渡 S1 至 T1), 因此必须排除磷光。

与光稳定剂协同效应

紫外线吸收剂不能全部吸收产品暴露时受到的紫外线辐射。一些紫外线辐射会穿透表面。正因为如此, 光稳定剂被使用于聚合物中。这些分子通过清除任何形成的自由基而起作用-这与紫外线吸收剂不同, 紫外线吸收剂通过来阻止自由基的形成。大多数配方将使用吸收剂和光稳定剂的组合。紫外线吸收剂与光稳定剂 的协同组合是聚合物稳定的最佳方法。紫外线吸收剂服从朗伯比尔定律是

因此, 吸光度与 UVA 的浓度 (320 至400纳米 (用于固化)、其摩尔吸收率 (消光系数) 和路径长度 (涂层厚度) 呈线性相关。光稳定剂是自由基清除剂, 不受比尔定律的控制, 在系统中的任何地方工作。

紫外线吸收剂与光稳定剂市场

在2015年, 全球塑料和涂料紫外线吸收剂(包括光稳定剂) 的市场规模约130亿人民币, 未来四年内3% 至4% 的复合平均增长率增长。这归因于新兴市场的工业发展, 以及全球涂料需求的显著增长。例如, 汽车和工业涂料推动了对聚合物添加剂的需求。随着高技术在添加剂制造和开发的门槛, 紫外线吸收剂 (包括光稳定剂) 制造商位于少数化学发达国家。新的增长机会在于新的应用领域的探索和新应用的开发。

选择紫外线吸收剂应遵循的一般原则

1、稳定性和萃取

光稳定剂和抗氧化水解性是可以的, 它是颜色稳定性需要注意。此外, 两种添加剂不应与系统中的其他成分发生反应, 也不应腐蚀设备, 也不应在物品表面提取物质。受阻胺光稳定剂通常呈低碱度, 不能和酸性添加剂一起使用, 最终物品在酸性环境中不适用。

2、解度与相容性

大多数聚合物是非极性的, 而抗氧化剂, 光稳定剂是有点极性。溶解度是一个需要关注的问题。抗氧化剂和光稳定剂应溶解, 而不应在聚合物加工温度分解, 大多数光稳定剂可以满足这一要求。

3、迁移

如果可能, 应选择高分子量和相对较高的熔点抗氧化剂UVA, 每剂量的确定应在最严格的处理和最终使用环境基础上。

4、处理

当抗氧化剂和光稳定剂熔化范围与树脂的差别很大。可能出现偏流或粘螺杆。当此范围超过100℃时, 光稳定剂和抗氧剂应加入母粒, 然后与树脂混合处理。

5、处理和安全

抗氧化剂和紫外线稳定剂不应有毒或低毒性。没有或低尘。在塑料过程和寿命中对人体无害。对动物或植物无害。对空气、泥土和水无污染。用于农业档案、食品包装、玩具、一次性输液套装或直接食品、药品、医疗器械、医疗器械、人体接触塑料等。只有 FDA 或欧盟批准抗氧化剂和紫外线稳定剂遵循最大浓度是允许的。

抗氧剂同时与紫外线吸收剂使用时的选择指南

在选择氧化剂与光稳定剂结合使用时需要注意。在正常应用温度下, 高分子量稳定剂提供了较高的热稳定性。为了避免变色 (特别是黄色变色), 无BHT 的树脂应使用光稳定剂配方。众所周知, 含硫有机化合物, 会降低光稳定剂所赋予的光稳定能力, 应避免此类高浓度的化合物。

PE 食品

接触

PE 温室膜 PP 有色食品接触 (一般

目的

PP 胶带, 模塑 PP 有色食品接触
基树脂 ph PE PP ph PP PP
高分子量光稳定剂

分子

苯甲酮
食品接触

稳定

非常好 非常好 有限
应用与失效 重型胶黏:

1.5-2.5%:

薄膜: 1.25-1. 75%,

2.5-3.5% (24 m);模塑:

1.5-3%

工业包装:

1.5-2.5%: 温室薄膜:

1.25-1. 75%。2.5-3.5 (24m)

胶带:

1-3%;

纤维: 1-3%:

模压:

0.5-2.5%

收缩包装: 0.75-1. 5%;

温室薄膜: 1-1. 5%;

高密度聚乙烯板条箱:

0.25-0. 5%;

模塑:

0.5-2.0%

胶带:

0.5-2.0%;

模塑:

0.5-2.5%

食品箱: 0.5-1.5%;

胶带:

1-3%;

黑色胶带: 1-3%

塑料紫外线吸收剂的典型应用

下面的信息不应被解释为我们承担法律责任的担保或陈述, 它将在没有任何声明的情况下更改, 用户应进行足够的验证和测试以确定适合自己应用。此处提到的任何信息或产品的特定用途. 如果您在选择这些材料的时候有任何问题, 请联系我们的工程师。

材料 应用 抗氧剂 紫外线吸收剂

/光稳定剂

备注或要求
聚烯烃

 

PP 厚截面 260-280℃

户外座椅

1010+DSTDP 622+326 DSTDP=3*1010
PP 薄截面

纤维,带

 

240-300℃ PP

纤维:1425

1010+168/DSTDP

 

纤维:

770 无热处理

622 经过热处理

带:791

低挥发份

热稳定性

耐抽离

气熏变黄

HDPE 180-240℃ 吹膜,注塑,挤出 1010+168 791,944 兼容性
LDPE 膜,包装,地膜,

温室顶棚

1010 622+531 <0.1%
LLDPE 膜,吹塑,注塑 1010+168 944/622+531 /
PEX 线材 445/TBM6 / /
PB 管道 1010 DLTDP 耐抽离
苯乙烯类 PS 仪器,灯具外壳 1076 Uv p+770 /
SAN 厨房用具

电子产品

汽车

1076+168 Uv p+770 /
IPS / 245 ,1076 UV P+770 0.1~0.25%
HIPS 245 / /
MBS / 168+1076+DLTP / /
ABS 机械工业 245+DLTDP UV P+770 用量高

与加工工艺有关

SIS 热熔胶黏剂

压敏胶黏剂

565/1076/1010

0.1-0.5%

UV P+770

热熔胶213 /765

压敏胶黏剂213/765

SBS 鞋底,沥青调节剂r 565/1076/1010

0.1-0.5%

UV P

胶黏剂1010+626+136

聚氨酯 PUR 泡沫,RIM,涂料,

胶黏剂,纤维

 

1076+5057

芳胺<0.05%

 

人造革,弹性体,纺织,鞋底,胶黏剂,纤维 用到鞋底:UV P+770+1010

薄膜:770+UV P

色污

机械性能

气熏变黄

PC 窗户 1076+168 UV P,1577 色污问题
工程塑料

工程塑料

POM 220-230 245,1010 622+234 Carbon black
PET 薄膜,涂料,瓶子,

电子产品,管道,

运输工具

1010/1577

 

PET 纤维:770+329 /
PBT 245/1577 /
UPR / / 328 使用者测试决定
Aliphatic PA 发动机叶片.散热器外壳 245/1098+168 944,770 0.2-0.7%
TPEE / 328+329 / /
TPU / 1010/245+DLTDP+445 / /
PMMA 窗户玻璃,广告牌,灯具 0.05-0.2% UV P+770

视情况单独或同时使用

/
PPE / / UV P or 770
PSU / / / 超出特定用

量才有效

PVC RPVC / / UV P or 320
PPVC / 531+944
弹性体 BR 1520 320
IR 565 320
SBR 轮胎加工, 1520+TNPP 320
NBR 1520+TNPP
EPR,EPDM 线材,房屋顶 薄膜内衬,汽车 1010 329+765
Thermoplastic rubber
TPO 3052+168
X-SBR 纸张涂层,

地毯背胶

无纺布,纺织内衬

Cas 31851-03-3

Cas 26780-96-1