紫外线吸收剂技术文章
紫外线吸收剂整体介绍, 其中包含
- 紫外线吸收剂的定义和分类
- 紫外线吸收剂机理
- 光稳定剂的协同效应
- 紫外线吸收器市场及趋势
- 如何选择塑料的紫外线吸收剂?
- 紫外线吸收剂的试验等
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。
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。
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。[no_toc]
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:
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。
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 | 是 | 是 | 是 | 是 | 低 分子 量 | 是 |
苯甲酮 | 是 | 是 | 是 | |||
食品接触 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | |
热 稳定 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 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% |
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
| 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 | ||
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 | 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 |
聚合物稳定剂的机理如下图所示,聚合物稳定剂包括热稳定剂和紫外线吸收剂 (受阻胺光稳定剂)。热稳定剂可分为受阻酚, 胺类, 亚磷酸酯盐,硫酯类, 金属钝化剂。
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:
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。
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。
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。
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。
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。
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 | 是 | 是 | 是 | 是 | 低 分子 量 | 是 |
苯甲酮 | 是 | 是 | 是 | |||
食品接触 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | |
热 稳定 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 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% |
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
| 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 | ||
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 | 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 |