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 20  专注高分子材料

抗紫外线、抗黄变

简述草酰二苯胺、氰基丙烯酸酯、三嗪类紫外线吸收剂(UVA)

一、草酰二苯胺类紫外线吸收剂。

      基于草酰二苯胺结构的紫外线吸收剂(UVA)具有较窄的吸收波长范围,约为280~320nm之间,这对光固化涂料中光引发剂的屏蔽作用可能较小。由于较低的吸光波长,本身不会出现颜色问题,适合清漆等及浅色体系。而且,草酰二苯胺紫外线吸收剂只有很短的激发单线态寿命,没有自由基捕获作用,其光稳定化机理和二苯甲酮类、苯并三唑类紫外线吸收剂的类似,存在光致质子转移过程并化解有害紫外线。作用机理表示如下。

       商品化的草酰二苯胺紫外线吸收剂常常在苯环上有取代基,以满足相容性、抗迁移、低挥发、低毒性等要求,同时也提高作用效率。




 二、氰基丙烯酸酯类紫外线吸收剂。  

        氰基丙烯酸酯系列UVA最大吸收波长位于310-320nm,因结构中不含酚羟基,化学稳定性良好,通过酯基的结构改变,可获得与涂料树脂很好的相容性。产品在丙烯酸树脂、脲醛树脂、环氧树脂、聚酯、聚氨酯、硝基纤维素等涂料体系中有光稳定化应用。光稳定化作用机理如下。

三、羟基三苯基三嗪类紫外线吸收剂。

      羟基三苯基三嗪( hydroxylenyl-s-triazines,HPT)类紫外线吸收剂在280~380nm间有较宽范围的紫外线吸收能力,作用机理也是通过三嗪环所连苯环邻位羟基与氮原子的氢键作用,经吸光、重排,化解有害紫外线。

       如左图,分子结构中R长链基团的引入主要是改善与涂料体系的相容性,并抑制渗透迁移。三嗪类紫外线吸收剂耐光性能好,碱性弱,耐酸能力强,是涂料光稳定化理想的紫外光屏蔽助剂之一。这类紫外线吸收剂具有比苯并三唑类紫外线吸收剂更高的吸光强度,作用期限更长,而且与HALS组合所获得的光稳定化效果通常更高。在传统溶剂型涂料、粉末涂料及光固化涂料中都有广泛应用。



      作为一个理想的UVA分子,除了具有上述能量转化机制外,本身化学稳定性、耐光性也是很重要的指标,这关系到UVA助剂在涂层中的作用期限问题。

紫外线吸收剂由于本身的高共轭结构和杂原子取代,在接近400nm的波段有较强吸收,容易使涂料略显黄色,这在清漆和白色涂料中将成为缺陷。UVA的功能是以吸收合适波长的紫外线为前提的,它们的吸光性能常常是配方技术人员所关心的,从上述几类UVA中各选一代表结构,以氯仿为溶剂,其紫外吸收光谱见下图。

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