摘要:紫外線吸收劑是光穩(wěn)定劑的一種,目前市場上有很多品種在銷售。按結(jié)構(gòu)分大致可分為以下幾類:水楊酸酯類、苯酮類、苯并三唑類、取代丙烯腈類、三嗪類和其他類。
關(guān)鍵詞: 光穩(wěn)定劑 紫外線吸收劑 用途 用量
一.前言:
由于太陽光線中含有大量對有色物體有害的紫外光,其波長約290-460納米,這些有害的紫外光通過化學(xué)上的氧化還原作用(Redox reaction),使顏色分子最后分解褪色, 而使用紫外線吸收劑對受保護的物體可以實施有效的防止,或削弱其對顏色的破壞。
二.介紹:
紫外線吸收劑是一種光穩(wěn)定劑,能吸收陽光及熒光光源中的紫外線部分,而本身又不發(fā)生變化。塑料和其他高分子材料在日光和熒光下,因紫外線的作用,產(chǎn)生自動氧化反應(yīng),導(dǎo)致聚合物的降解而劣化,使外觀及機械性能變壞。加入紫外線吸收劑后可選擇性地吸收這種高能量的紫外線,使之變成無害的能量而釋放或消耗。由于聚合物的種類不同,使其劣化的紫外線波長也不相同,不同的紫外線吸收劑可吸收不同波長的紫外線,使用時,應(yīng)根據(jù)聚合物的種類選擇紫外線吸收劑。
紫外線吸收劑應(yīng)該具備以下條件:①可強烈地吸收紫外線(尤其是波長為290-400nm);②熱穩(wěn)定性好,即使在加工中也不會因熱而變化,熱揮發(fā)性??;③化學(xué)穩(wěn)定性好,不與制品中材料組分發(fā)生不利反應(yīng);④混溶性好,可均勻地分散在材料中,不噴霜,不滲出;⑤吸收劑本身的光化學(xué)穩(wěn)定性好,不分解,不變色;⑥無色、無毒、無臭;⑦耐浸洗;⑧價廉、易得;⑨不溶,或難溶于水。
紫外線吸收劑用于塑料、涂料、染料、汽車擋風(fēng)玻璃、化妝品、藥物、防曬劑等。
三.分類:
紫外線吸收劑按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為以下幾類:水楊酸酯類、苯酮類、苯并三唑類、取代丙烯腈類、三嗪類和其他類。以下是幾種常見的紫外線吸收劑簡介。
商品名 水楊酯苯酯
成 分 鄰羥基苯甲酸苯酯
性能及用途 無色結(jié)晶粉末。具有令人愉快的芳香氣味(冬青油氣味)。密度1.250g/cm3,溶點43,沸點(1.6kPa)173。易溶于乙醚、苯和氯仿,溶于乙醇,幾乎不溶于水和甘油。含量99%。
本品為一種紫外線吸收劑,用于塑料制品,但吸收波長范圍較窄。美國食品藥物管理局批準(zhǔn)用于接觸食品的丙烯酸樹脂用品。
包裝及貯運 紙桶內(nèi)襯塑料袋包裝。按一般化學(xué)品規(guī)定貯運。
商品名 紫外線吸收劑UV-O
成 分 2,4-二羥基二苯甲酮
性能及用途 本品為淡色針狀結(jié)晶或白色粉末。水分<0.5%?;曳郑?.5%。熔點136~149℃。溶于丙酮、甲醇、乙醇、甲乙酮、二惡烷、N-甲基吡啶酮和醋酸乙酯,極難溶于水,正庚烷和苯。本品在部分溶劑中的溶解度(g/100ml溶劑,25℃)丙酮50,苯1,乙醇>50,水<0.5,正庚烷<0.5。
本品為紫外線吸收劑,適用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、環(huán)氧樹脂、纖維素樹脂、不飽和聚酯、涂料和合成橡膠等。最大吸收波長范圍280~340nm,一般用量0.1%1%。但本品的光穩(wěn)定效果并不突出。
安全注意事項 本品以在白鼠的經(jīng)口LD50為8.6g/kg體重,小白鼠LD502.336mg/kg體重。以0.19、0.60、1.90g/kg的劑量未見毒害作用,其他兩組劑量實驗動物的發(fā)育有影響,血相有變化。
商品名 紫外線吸收劑UV-9
成 分 2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮
性能及用途 本品為淺黃色或白色結(jié)晶粉末。密度1.324g/cm3(2℃5)。熔點62~66℃。沸點150~160℃(0.67kPa),220℃(2.4kPa)。溶于丙酮、酮、苯、甲醇、醋酸乙酯、甲乙酮和乙醇等大多數(shù)有機溶劑,不溶于水。本品在部分溶劑中的溶解度(g/100g溶劑,25),在溶劑苯中56.2、正己烷4.3、乙醇(95%)5.8、四氯化碳34.5、苯乙烯51.2、DOP18.7。
本品為紫外線吸收劑,適用于聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、不飽和聚酯、ABS樹脂和纖維素樹脂等多種塑料,最大吸收波長范圍為28。340nm,一般用量為0.1%~1.5%,熱穩(wěn)定性好,在200℃時為分解。本品幾乎不吸收可見光,故適用于淺色透明制品。本品還可用于油漆和合成橡膠。
安全注意事項 日本、意大利規(guī)定本品用于接觸食品的制品時,最大用量不得超過0.3%。
商品名 紫外線吸收劑UV-531
成 分 2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮
性能及用途 本品為淺黃色或白色結(jié)晶粉末。密度1.160g/cm3(25℃)。熔點48~49℃。溶于丙酮、苯,乙醇、異丙醇,微溶于二氯乙烷,不溶于水。本品在部分溶劑中的溶解度(g/100溶劑,25八),在溶劑丙酮中為74、苯72、甲醇2、乙醇(95%)2.6、正庚烷40、正己烷40.1,水0.5。
本品為紫外線吸收劑,能夠強烈地吸收波長為270330nm的紫外線,可用于各種塑料,特別是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS樹脂、聚碳酸酯、聚氯乙與樹脂的相容性好,揮發(fā)性小。一般用量為0.1%~1%。與少量4,4-硫代雙(6-叔丁基對甲酚)并用有良好的協(xié)同效應(yīng)。本品還可用作各種涂料的光穩(wěn)定劑。
安全注意事項 本品毒性小,許多國家許可本品用于接觸食品的增塑制品,如美國用于聚烯烴,英國(最高用量0.6%),意大利(對聚乙烯、聚丙烯的最高用量為0.5%)、日本的用量是:聚乙烯0.5%、聚丙烯1%、AS樹脂和ABS樹脂0.5%、聚氯乙烯0.2%(不可接觸油脂性食品或乙醇食品含量超過20%的食品)。
商品名 紫外線吸收劑UV-P
成 分 2-(2ˊ-羥基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑
性能及用途 外觀為無色或淡黃色結(jié)晶。能溶于汽油、苯、丙酮等多種有機溶劑。在水中溶解度極小,不被濃堿、濃酸分解。它可以和重金屬離子化合成鹽。能吸收270~280nm波長的紫外線。溶點130~131。
本品主要用于聚酯、含氯聚酯、醋纖、聚氯乙烯、聚苯乙烯、有機玻璃、聚丙烯腈等樹脂中。在透明制品中的穩(wěn)定性較在著色制品是更好。在制品中的用量為0.%~0.5%。
商品名 紫外線吸收劑UV-234
成分:2-(2-羥基-3,5雙(a,a-二甲基芐基)苯基)苯駢三唑
性能與用途,它是一種淡黃色的粉末,熔點139.5 -141℃ ,為優(yōu)良的光穩(wěn)定劑, 適用于PP、TPE、硬PVC、POM、PA、PC、PBT/PET、PMMA等等。
技術(shù)指標(biāo):外觀 淡黃色粉末 熔點 ≥139.5 -141℃ 揮發(fā)份 ≤0.5% 灰份 ≤0.05% 純度 ≥99% 透光率 460nm≥97%;500nm≥98%本品在塑料中的一般用量為1%~3%。
商品名 紫外線吸收劑UV-326
成分:2-(2-羥基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑
用途: 紫外線吸收劑UV-326(商品名)是苯并三氮唑類紫外線吸收劑中的一種??梢詮V泛用于感光材料如彩色膠卷、彩色膠片、彩色相紙和高分子聚合物、外防護涂層和許多領(lǐng)域。本品在塑料中的一般用量為1%~3%。
商品名 紫外線吸收劑UVP-327
成 分 2-(2’-羥基-3’,5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑
本品為紫外線吸收劑,其特性和用途與UV-326相似,能強烈吸收波長為270~380納米的紫外線,化學(xué)穩(wěn)定性好,揮發(fā)性極小。與聚烯烴的相容相好。特別適用于聚乙烯和聚丙烯。此外,還可用于聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚氨酯、不飽和聚酯、ABS樹脂、環(huán)氧樹脂和纖維素樹脂等。本品具有優(yōu)良的耐熱升華性,耐洗滌性、耐氣體褪色性和機械性能保持性。與抗氧化劑并用為顯著的協(xié)同效應(yīng)。要改善制品的熱氧穩(wěn)定性。本品在塑料中的一般用量為1%~3%。
安全注意事項 本品毒性低,日本、美國、法國、意大利許可本品用于接觸食品的聚烯烴塑料中,最高用量為0.5%,用于其他與食品接觸的塑料,意大利規(guī)定的最高用量為0.2%,日本和法國為0.5%。
商品名 紫外線吸收劑UVP-328
成 分2-(2-羥基-3,5-二特戊基苯基)苯駢三唑
性能與用途:為淡黃色粉末,熔點 81℃ ,溶于苯、甲苯、乙酸乙酯和石油醚,微溶于乙醇和甲醇,不溶于水,它是高效的紫外線吸收劑,最大紫外吸收峰為345nm,與高聚合物的相溶性好,揮發(fā)性低,主要用于PE、PP、PS、PVC聚酯和ABS樹脂等。在塑料中的一般用量為1%~3%。
商品名 紫外線吸收劑UV-366
成 分2-(2′-羥基-4′-苯甲酸基苯基)-5氯-2H-苯并三唑
性能與用途: 吸附性強,其對纖維吸附性尤其是對超細纖維強于三嗪類紫外線吸收劑。尤其對聚酯纖維具有優(yōu)異的性能,具有分子量大、不易揮發(fā)、耐抽出、易加工的特點。在塑料中的一般用量為1%~3%。
商品名 紫外線吸收劑RMB
成 分 單苯甲酸間苯二酚酯
性能及用途 本品為白色結(jié)晶粉末。熔點132~135℃,沸點140℃(20Pa)。松密度0.68g/cm3(20%)。溶于丙酮和乙醇,微溶于苯、水、正庚烷等。
本品為紫外光穩(wěn)定劑,其效能與二苯甲酮類光穩(wěn)定劑類似。主要用于聚氯乙烯、纖維素樹脂、聚苯乙烯、一般用量1%~2%。
商品名 紫外線吸收劑UV-1164
成 分:2-(4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚
性能及用途UV-1164三嗪類紫外線吸收劑具有非常低的揮發(fā)性,與聚合物及其它添加劑相容性很好。特別適用于工程塑料如等。具有的高分子量則對防止助劑在制品加工與應(yīng)用中的揮發(fā),萃取,逸散損失,提高制品的持久光穩(wěn)定效果。
建議的用途:PE膜,扁絲,片材,茂金屬,PP膜,扁絲,纖維,TPO。聚甲醛,聚酰胺,Capstock PC,一般用途PC,PET,PBT,ASA,ABS 和PMMA。
性能優(yōu)勢: •強烈吸收A區(qū)和B區(qū)紫外光 •高性能,(揮發(fā)性極低,很高的固有光穩(wěn)定性)•高溶解性/與聚烯烴和工程聚合物相容性,一般用量為0.1%~0.3%。
商品名 紫外線吸收劑UV-1577
成 分:2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2)-5-正己烷氧基苯酚
性能及用途UV-1577三嗪類紫外線吸收劑,與聚合物及其它添加劑相容性很好。特別適用于工程塑料,聚碳酸酯,迭層膠片等材料,提高制品的持久光穩(wěn)定效果,一般用量為0.1%~0.3%。
商品名 光穩(wěn)定劑GW-540
成 分 三(1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亞磷酸酯
性能及用途 本品為白色結(jié)晶粉末。熔點122~124℃。溶于乙醇、氯仿、丙酮、苯等溶劑,難溶于水。
本品為受阻類光穩(wěn)定劑,它本身沒有吸收紫外線的能力,但可捕捉聚合物降解所產(chǎn)生的活性自由基,分解氫過氧化物和傳遞激發(fā)態(tài)分子的能量等,光穩(wěn)定效力為一般紫外線吸收劑的24倍。本品適用于聚乙烯、聚乙烯等塑料,與樹脂的要容性好,加工性能亦佳,除具有光穩(wěn)定作用外,還兼有良好的抗熱氧老化性能。但本品耐熱較差,不宜在熱水介質(zhì)中長期使用。此外,本品最好在270℃以下的溫度加工和使用,超過此溫時失重較為嚴(yán)重。
安全注意事項 本品毒性低。
商品名 光穩(wěn)定劑AM-101
成 分 2,2’-硫代雙(4-叔辛基酚氧基)鎳
性能及用途 本品為綠色粉末。在紫外線區(qū)域的吸收波峰為290nm(氯仿中),適用于聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烴塑料,對薄膜和纖維制品的光穩(wěn)定作用尤佳。而且能改善加工性能。本品與紫外線吸收劑并用有良好的協(xié)同效應(yīng)?;蜻M一步提高光穩(wěn)定效能。它的主要缺點是顏色較深,使制品著色,同時在高溫下與硫代酯類輔助抗氧作用,使制品發(fā)灰黑色。
安全注意事項 本品有毒性,使用時應(yīng)予注意。
商品名 光穩(wěn)定劑744
成 分 4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶
性能及用途 本品為白色結(jié)晶粉末。熔點95~98℃,分解溫度280℃以上。溶于丙酮、乙醇、醋酸乙酯、甲苯,不溶于水。
本品為受阻型光穩(wěn)定劑,其本身幾乎沒有吸收紫外線的能力,但可有效地捕獲高分子材料在紫外線作用下產(chǎn)生的活性自由基,從而發(fā)揮光穩(wěn)定效用。本品適用于聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚酰胺和聚酯等多種塑料,在聚烯烴中效果尤為突出。本品的耐光性為一般紫外線吸收劑的數(shù)倍。不著色,不污染,耐熱加工性良好,與抗氧劑和紫外線吸收劑并用,具有優(yōu)良的協(xié)同效應(yīng)。
商品名 光穩(wěn)定劑HPT
成 分 六甲基磷酰三胺
性能及用途 本品為無色或淡黃色透明液體。微具腥澀味。密度1.0253~1.0257g/cm3(20℃)。凝固點27℃,沸點116~117℃(1.48kPa)。折射率1.4582~1.4589(20℃)。溶于極性和非極性溶劑,與鄰苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、亞磷酸三苯酸等常用增塑劑可以任意比例互溶。
本品可用為聚氯乙烯光穩(wěn)定劑??少x予制品優(yōu)良的戶外防老化性能,故有聚氯乙烯高效耐候劑之稱。向聚氯乙烯薄膜中加入2~5份本品,不僅可以顯著提高其耐候性和耐寒性,而且可以降加工溫度約10℃,此外,本品還可作為聚酰胺、聚氨酯、脲醛樹脂,聚苯硫醚等多種高分子材料的優(yōu)良溶劑。使用方法:在薄制品中一般用量為0.1-0.5%, 厚制品中為0.05-0.2%。其它工藝條件下添加量:0.05—0.3%。安全注意事項 本品無毒,不可用于接觸食品的制品,并應(yīng)避免與皮膚接觸。
四.應(yīng)用比較:
從上邊的分類可以看出苯并三唑類紫外線吸收劑是目前國內(nèi)應(yīng)用較多的一個品種。但由于三嗪類紫外線吸收劑的應(yīng)用效果明顯優(yōu)于苯并三唑類紫外線吸收劑。三嗪類光穩(wěn)定劑除具有優(yōu)良的紫外線吸收性能,同時還具有其他一些特點, 三嗪類紫外線吸收劑可以廣泛地應(yīng)用于聚合物,有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性,使其具有較好的加工穩(wěn)定性;耐酸性,使其在農(nóng)業(yè)用途上具備良好的耐藥性等。在實際應(yīng)用中三嗪類紫外線吸收劑與受阻胺光穩(wěn)定劑有很好的協(xié)同效應(yīng),當(dāng)兩者共同使用時具有比它們單獨使用更好的效果?!?br />